本實用新型屬于無人機(jī)教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及四旋翼無人機(jī)教學(xué)實驗平臺。

背景技術(shù)：

無人機(jī)主要是由機(jī)體、控制結(jié)構(gòu)組成，目前市場沒有針對無人機(jī)教學(xué)用的相關(guān)儀器，主要是由于現(xiàn)有無人機(jī)基本都以封閉式的整機(jī)出現(xiàn)，并且在使用中螺旋槳力量大，調(diào)試中容易發(fā)生危險，且操控起來不確定的墜機(jī)可能性大，所以對飛行的場地面積要求較高，同時在沒有直觀的反饋條件下也不易細(xì)致的觀察調(diào)試控制的效果。主要總結(jié)如下：現(xiàn)有無人機(jī)無法提供一種可開放開發(fā)學(xué)習(xí)的實驗平臺；現(xiàn)有無人機(jī)無法提供一種可實現(xiàn)多次反復(fù)實驗的學(xué)習(xí)實驗平臺；無法提供一種可保證安全的無人機(jī)學(xué)習(xí)實驗平臺；無法提供一種可將無人機(jī)平衡原理拆解為四旋翼平衡原理進(jìn)行講解的實驗平臺；無法提供一種可將飛行控制實驗過程與結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行保存與上傳的功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)置合理且使用穩(wěn)定性好的四旋翼無人機(jī)教學(xué)實驗平臺，旨在解決傳統(tǒng)技術(shù)中無法應(yīng)用于無人機(jī)教學(xué)的技術(shù)不足。

實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案是：四旋翼無人機(jī)教學(xué)實驗平臺，包括底座，底端固定在底座上的左支撐對軸云臺和右支撐四軸云臺，其特征在于：在所述左支撐對軸云臺的頂部固定有兩個三角形支撐角件組成的T字形支撐云臺，在所述T字形支撐云臺的中部固定有可單軸活動的鉸鏈，活動的鉸鏈上安裝有左機(jī)架平衡翹板托盤，有機(jī)玻璃隔離塊通過連接器連接在T字形支撐云臺上，在所述右支撐四軸云臺的頂部固定有十字形支撐角件，在所述十字形支撐角件的四個端邊分別有四個有機(jī)玻璃隔斷塊，四個有機(jī)玻璃隔斷塊上安裝有中空的圓形托盤，在所述十字形支撐角件的頂面中心設(shè)有萬向孔座，萬向孔座上安置萬向節(jié)并連接到右平衡翹板托盤，右機(jī)架平衡翹板托盤的底面中心有萬向節(jié)上端機(jī)構(gòu)，左平衡翹板托盤或右平衡翹板托盤上通過連接器安裝四旋翼無人機(jī)機(jī)架，上機(jī)架設(shè)有機(jī)翼保護(hù)罩，設(shè)有四旋翼下機(jī)架和四個槳葉,在四旋翼無人機(jī)機(jī)架的頂面中部有控制電路板以及各類傳感器，在四旋翼無人機(jī)機(jī)架的四端內(nèi)部均固定有無刷電機(jī)及其啟動器，所述無刷電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸與槳葉相連接。

所述控制電路板包括微控制器，與所述微控制器相連接的航姿傳感器、高度傳感器、GPS傳感器，與所述微控制器相連接的第一驅(qū)動電路、第二驅(qū)動電路、第三驅(qū)動電路和第四驅(qū)動電路，與所述微控制器相連接的無線通訊電路和電源轉(zhuǎn)換電路，所述第一驅(qū)動電路、第二驅(qū)動電路、第三驅(qū)動電路和第四驅(qū)動電路分別與四旋翼下機(jī)架端點上的無刷電機(jī)相連接。

在十字形支撐角件的頂面固定有蓄電池，所述蓄電池與電源轉(zhuǎn)換電路相連接。

所述無線通訊電路包括藍(lán)牙通訊電路、2.4G通訊電路，所述藍(lán)牙通訊電路、2.4G通訊電路均與微控制器相連接。

本實用新型具有積極的效果：本實用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)置合理，其在使用時不但可以保持平衡或固定傾斜角度，而且也可以方便飛行器拆離和固定在機(jī)架平衡翹板托盤上，從而方便教學(xué)操作，解決了傳統(tǒng)技術(shù)中無法應(yīng)用于無人機(jī)教學(xué)的技術(shù)不足，使用穩(wěn)定性好且適用性強(qiáng)。

附圖說明

為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中：

圖1為本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的支撐部分結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本實用新型的電路框圖。

具體實施方式

(實施例1)

圖1至圖3顯示了本實用新型的一種具體實施方式，其中圖1為本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的支撐部分結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實用新型的電路框圖。

見圖1至圖3，四旋翼無人機(jī)教學(xué)實驗平臺，包括底座1，底端固定在底座1上的左支撐對軸云臺2和右支撐四軸云臺3，在所述左支撐對軸云臺2的頂部固定有兩個三角形支撐角件組成的T字形支撐云臺4，在所述兩個三角形支撐角件組成的T字形支撐云臺4的中部固定有可單軸活動的鉸鏈5，在所述兩個三角形支撐角件組成的T字形支撐云臺4的頂面兩端均固定的抵接有機(jī)玻璃隔離塊6，還設(shè)有左機(jī)架平衡翹板托盤7，所述左機(jī)架平衡翹板托盤7的底面中心固定的有機(jī)玻璃隔離塊8，所述有機(jī)玻璃隔離塊8通過連接器9連接在可單軸活動的鉸鏈5上，在所述右支撐四軸云臺3的頂部固定有十字形支撐角件10，在所述十字形支撐角件10的四個端邊分別有四個有機(jī)玻璃隔斷塊11，在所述十字形支撐角件10的頂面中心設(shè)有萬向孔座13，在所述四個有機(jī)玻璃隔斷塊11的頂部固定有中空的圓形托盤14，在所述中空的圓形托盤14的中心設(shè)有上下通透的通孔，還設(shè)有右機(jī)架平衡翹板托盤15，所述右機(jī)架平衡翹板托盤的底面中心固定有萬向節(jié)上端機(jī)構(gòu)16，所述萬向節(jié)上端機(jī)構(gòu)的底部穿過通孔并與萬向孔座相連接，所述左機(jī)架平衡翹板托盤或右機(jī)架平衡翹板托盤上設(shè)有四旋翼下機(jī)架17和四個槳葉18，所述四個槳葉分別固定在四旋翼下機(jī)架的四個端邊上，在所述四旋翼下機(jī)架的頂面中部固定有控制電路板12以及各類傳感器，在所述四旋翼下機(jī)架的四個端部均固定有與所述控制電路板相連接的無刷電機(jī)19，所述無刷電機(jī)的連接器與槳葉相連接。

所述控制電路板12包括微控制器121，與所述微控制器121相連接的航姿傳感器122、高度傳感器123、GPS傳感器124，與所述微控制器121相連接的第一驅(qū)動電路125、第二驅(qū)動電路126、第三驅(qū)動電路127和第四驅(qū)動電路128，與所述微控制器121相連接的無線通訊電路129和電源轉(zhuǎn)換電路1210，所述第一驅(qū)動電路、第二驅(qū)動電路、第三驅(qū)動電路和第四驅(qū)動電路分別與四旋翼下機(jī)架端點上的無刷電機(jī)相連接。

在所述機(jī)架平衡翹板托盤、機(jī)架上板和豎向支桿之間固定有蓄電池14，所述蓄電池與電源轉(zhuǎn)換電路相連接。

所述無線通訊電路129包括藍(lán)牙通訊電路1291、2.4G通訊電路1292，所述藍(lán)牙通訊電路、2.4G通訊電路均與微控制器相連接。

插上電源線和電機(jī)供電線，將主控板復(fù)位進(jìn)行電調(diào)與電機(jī)的初始化。

打開上位機(jī)控制中空的圓形托盤，與主控板建立通訊后，選擇四軸平衡運動或者X-Y復(fù)合運動實驗。

在3D仿真界面實時顯示飛行器在萬向節(jié)云臺上的運動狀態(tài)；在X-Y軸的實時曲線界面上反映3軸運動姿態(tài)與時間的對應(yīng)曲線。

在無人機(jī)參數(shù)設(shè)置界面設(shè)置飛行器運動狀態(tài)的目標(biāo)值(Pitch、Rol l)為0°以及對應(yīng)的PID參數(shù)，使四旋翼無人機(jī)在萬向節(jié)云臺上保持對軸的平衡狀態(tài)。

在無人機(jī)參數(shù)設(shè)置界面設(shè)置飛行器運動狀態(tài)的目標(biāo)值(Yaw)為任一角度，以及對應(yīng)的PID參數(shù)，使四旋翼無人機(jī)在萬向節(jié)云臺上保持航向的平衡狀態(tài)。

在無人機(jī)參數(shù)設(shè)置界面改變飛行器運動狀態(tài)的目標(biāo)值(Pitch和Rol l±30°以內(nèi)，Yaw可設(shè)置為任意角度)以及對應(yīng)的PID參數(shù)，使四旋翼無人機(jī)在萬向節(jié)云臺上進(jìn)行一定范圍內(nèi)的姿態(tài)改變。

進(jìn)行飛行器X-Y軸復(fù)合實驗，設(shè)計目標(biāo)值運動曲線(圓、方、橢圓等)，調(diào)節(jié)對應(yīng)的PID參數(shù)，使飛行器繞著目標(biāo)運動曲線進(jìn)行運動，生成實際運動曲線，通過對比目標(biāo)運動曲線和實際運動曲線最終得出誤差分析和實驗評分。

根據(jù)實時返回角度與時間的曲線，可進(jìn)行反復(fù)的參數(shù)調(diào)節(jié)，以達(dá)到最佳的控制效果，最終保存和上傳實時數(shù)據(jù)，并截取響應(yīng)曲線，完成萬向節(jié)云臺上的學(xué)習(xí)任務(wù)。

在四旋翼無人機(jī)在拆離機(jī)架平衡翹板托盤時，依舊可通過藍(lán)牙通訊，完成上述任務(wù)，并進(jìn)行定高飛行試驗。

本實用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)置合理，其在使用時不但可以保持平衡或固定傾斜角度，而且也可以方便飛行器拆離和固定在機(jī)架平衡翹板托盤上，從而方便教學(xué)操作，解決了傳統(tǒng)技術(shù)中無法應(yīng)用于無人機(jī)教學(xué)的技術(shù)不足，使用穩(wěn)定性好且適用性強(qiáng)。

顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本實用新型的實質(zhì)精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬于本實用新型的保護(hù)范圍。