民用無人機舵機性能自動測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于自動化測試領域，尤其涉及一種基于機器視覺技術的民用無人機舵機性能自動測試裝置。
【背景技術】
[0002]舵機是民用無人機上非常重要的組成部分，作為無人機飛行控制系統中的伺服機構，它接收飛行器控制系統的控制信號，驅動舵面的偏轉，從而來控制無人機的飛行姿態和航線。因此，舵機系統的性能好壞對飛行控制系統的性能和飛行安全有著極為重要的影響，舵機系統的任何微小的故障都可能導致無人機毀滅性的結果。因此，對舵機的相關參數進行測量，進行靜、動態性能測試是必不可少的重要環節。
[0003]傳統的舵機測試，在測試方法上較為落后，測試設備落后、自動化程度低，測試數據的記錄、處理等方面甚至完全依靠人工手動完成，記錄結果很難進行綜合統計分析，測試過程費時費力效率十分地低，測試的參數又不全面，并且其測試精度較低。
[0004]機器視覺技術主要是用計算機來模擬人的視覺功能，從客觀事物的圖像中提取信息，進行處理并加以理解，最終用于實際檢測、測量和控制。它把計算機的快速性、靈活性和可復現性，與人眼視覺的高度智能和抽象理解能力相結合，大大提高了生產、測量和監控的柔性和自動化程度。其最大的特點是速度快、信息量大、功能多。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型針對傳動舵機測試的不足之處，提供一種用于機器視覺的民用無人機舵機性能自動測試裝置，利用了機器視覺無接觸、速度快、信息量大、功能多等特點，設計了一種基于機器視覺的民用無人機舵機自動測試裝置，可快速、高效、精確、無接觸地測試出舵機的性能參數，包括回中誤差、滿舵角度、扭力、轉動速度、最小轉動死區以及舵機的非線性參數的測試。
[0006]本實用新型的技術方案包括:
[0007]本實用新型包括工業相機、夾具、連接件、壓力傳感器、減速電機、無彈力繩、直線滑塊、彈力繩、直線滑軌和工作平臺。
[0008]在工作平臺上設置有用于夾裝待測舵機的夾具，在所述待測舵機正上方安裝工業相機，用以對待測舵機進行圖像采集。
[0009]在工作平臺下方安裝有直線滑軌，直線滑塊安裝在直線滑軌中，所述壓力傳感器固定在所述直線滑塊上，所述直線滑塊的一端與彈力繩的一端連接，彈力繩的另一端固定在工作平臺下方，直線滑塊的另一端與無彈力繩的一端連接，無彈力繩的另一端纏繞在減速電機的輸出軸上，減速電機的轉動帶動直線滑塊在所述直線滑軌上平動；在所述壓力傳感器的懸空端固定有連接件，所述連接件穿過工作平臺用于對舵機施加力矩。
[0010]本實用新型實現了舵機靜、動態性能的并行測試，能夠更快速、高效、精確、無接觸地自動測試舵機的性能參數，其能夠有效提高舵機的測試效率，減少無人機的維護時間。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的系統組成示意圖；
[0012]圖2是本實用新型結構示意圖；
[0013]圖3是本實用新型側視圖；
[0014]圖4是本實用新型正視圖；
[0015]圖5為本實用新型舵機細節圖；
[0016]圖6為本實用新型力矩加載模塊細節圖。
[0017]圖中，1.工業相機，2.夾具，3.待測舵機，4.隔板，5.連接件，6.壓力傳感器，7.減速電機，8.無彈力繩，9.直線滑塊，10.彈力繩，11.直線滑軌，12.鋁型材。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本實施例主要分為控制處理系統與執行反饋機構兩部分。控制處理系統包括計算機與MCU ;執行反饋機構包括圖像采集模塊、力矩加載模塊以及工作平臺。計算機與圖像采集模塊相連，控制其采集圖像并獲取采集的圖像。同時計算機通過MCU控制力矩加載模塊，并通過MCU獲取實時的力矩輸出的數據。
[0019]如圖2至圖6所示，工作平臺框架由鋁型材12搭建，并在其上安裝隔板4，形成工作面。在隔板4上安裝夾具2，用以固定待測舵機3。在待測舵機3正上方安裝工業相機I，用以對待測舵機3進行圖像采集。在隔板4下面，直線滑軌11固定在鋁型材12上，直線滑塊9安裝在直線滑軌11中，壓力傳感器6固定在直線滑塊9上，并用無彈力繩8與減速電機7連接，用彈力繩10與另一端的鋁型材12相連。減速電機7固定在一側鋁型材12上，減速電機7轉動來拉動直線滑塊9。連接件5 —端固定在壓力傳感器，另一端穿過隔板4中的縫隙。
[0020]其中圖像采集模塊包括工業相機1，力矩加載模塊包括連接件5、壓力傳感器6、減速電機7、無彈力繩8、直線滑塊9、彈力繩10、直線滑軌11，其余為工作平臺。
[0021]本實用新型能夠測試的幾項參數，包括回中誤差、滿舵角度、扭力、轉動速率、最小轉動死區以及舵機的非線性參數的測試。本實用新型主要有兩種工作方式:一、當測試舵機的回中誤差、滿舵角度、轉動速率、最小轉動死區等與扭力無關時，直線滑塊9停靠在最左端。二、當測試扭力時，直線滑塊9在減速舵機7的拉力下緩慢向右移動，連接件5與待測舵機3接觸，并施加力于待測舵機3的搖臂處。
[0022]各參數具體概念以及具體測試方案如下:
[0023]回中誤差:舵機搖臂每次回到中間位置時的角度誤差。測試方案:MCU發送控制指令至待測舵機3，使待測舵機3的搖臂隨之左滿舵、中立位置、右滿舵三種狀態反復切換，工業相機I對待測舵機3進行圖像采集，經過圖像處理得到回到舵機搖臂中間位置時的角度，經計算得到最終結果。
[0024]滿舵角度:舵機搖臂滿舵時的具體角度。測試方案:在測試回中誤差的同時，可在待測舵機3滿舵時用工業相機I記錄下舵機搖臂當時的角度。
[0025]轉動速率:舵機工作時搖臂的轉動角速度。測試方案:設定工業相機I的每秒幀數，當舵機搖臂轉動時對其采集圖像，根據兩幀圖像之間的角度差得出舵機轉動角速度。
[0026]最小轉動死區:控制信號不使舵機搖臂運動的最大變化區域。測試方案:通過MCU使控制信號微小地變化，工業相機I記錄待測舵機3搖臂的角度，當角度大于某個值時其控制信號的變化即為最小死區。
[0027]扭力:舵機靜止時，外力在距舵機轉盤中心ICM的地方使舵機搖臂運動時的力。測試方案:在力矩加載模塊的減速電機7的作用下，連接件5緩慢向右移動，并施加力于待測舵機3的搖臂，力矩加載模塊的壓力傳感器6可反饋即時的壓力數據值MCU。同時工業相機I記錄待測舵機3搖臂的角度，當角度變化大于設定值時即得到舵機的扭力。
[0028]非線性曲線參數:指當所測試的某個參數變化時，另一個參數隨之變化的曲線圖，比如脈沖寬度與舵機轉動角度、電壓與扭力、電壓與轉動速度之間的關系等。測試方案:改變某一測試參數的數值，記錄下另一參數的變化情況。
【主權項】
1.民用無人機舵機性能自動測試裝置，包括工業相機、夾具、連接件、壓力傳感器、減速電機、無彈力繩、直線滑塊、彈力繩、直線滑軌和工作平臺，其特征在于: 在工作平臺上設置有用于夾裝待測舵機的夾具，在所述待測舵機正上方安裝工業相機，用以對待測舵機進行圖像采集； 在工作平臺下方安裝有直線滑軌，直線滑塊安裝在直線滑軌中，所述壓力傳感器固定在所述直線滑塊上，所述直線滑塊的一端與彈力繩的一端連接，彈力繩的另一端固定在工作平臺下方，直線滑塊的另一端與無彈力繩的一端連接，無彈力繩的另一端纏繞在減速電機的輸出軸上，減速電機的轉動帶動直線滑塊在所述直線滑軌上平動；在所述壓力傳感器的懸空端固定有連接件，所述連接件穿過工作平臺用于對舵機施加力矩。
【專利摘要】本實用新型涉及一種民用無人機舵機性能自動測試裝置。本實用新型在工作平臺上設置有用于夾裝待測舵機的夾具，在所述待測舵機正上方安裝工業相機。在工作平臺下方安裝有直線滑軌，直線滑塊安裝在直線滑軌中，壓力傳感器固定在所述直線滑塊上，減速電機的轉動帶動直線滑塊在直線滑軌上平動；在壓力傳感器的懸空端固定有連接件，所述連接件穿過工作平臺用于對舵機施加力矩。本實用新型可實現了舵機靜、動態性能的并行測試，能夠更快速、高效、精確、無接觸地自動測試舵機的性能參數，其能夠有效提高舵機的測試效率，減少無人機的維護時間。
【IPC分類】G01M99/00
【公開號】CN204694484
【申請號】CN201520219491
【發明人】夏高裕, 駱懿, 許曉榮, 黃怡, 沈佳輝, 居艷
【申請人】杭州電子科技大學
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年4月13日