民用無(wú)人機(jī)舵機(jī)性能自動(dòng)測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于自動(dòng)化測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及一種基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的民用無(wú)人機(jī)舵機(jī)性能自動(dòng)測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]舵機(jī)是民用無(wú)人機(jī)上非常重要的組成部分，作為無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)中的伺服機(jī)構(gòu)，它接收飛行器控制系統(tǒng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)舵面的偏轉(zhuǎn)，從而來(lái)控制無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)和航線。因此，舵機(jī)系統(tǒng)的性能好壞對(duì)飛行控制系統(tǒng)的性能和飛行安全有著極為重要的影響，舵機(jī)系統(tǒng)的任何微小的故障都可能導(dǎo)致無(wú)人機(jī)毀滅性的結(jié)果。因此，對(duì)舵機(jī)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)性能測(cè)試是必不可少的重要環(huán)節(jié)。
[0003]傳統(tǒng)的舵機(jī)測(cè)試，在測(cè)試方法上較為落后，測(cè)試設(shè)備落后、自動(dòng)化程度低，測(cè)試數(shù)據(jù)的記錄、處理等方面甚至完全依靠人工手動(dòng)完成，記錄結(jié)果很難進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)分析，測(cè)試過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力效率十分地低，測(cè)試的參數(shù)又不全面，并且其測(cè)試精度較低。
[0004]機(jī)器視覺(jué)技術(shù)主要是用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的視覺(jué)功能，從客觀事物的圖像中提取信息，進(jìn)行處理并加以理解，最終用于實(shí)際檢測(cè)、測(cè)量和控制。它把計(jì)算機(jī)的快速性、靈活性和可復(fù)現(xiàn)性，與人眼視覺(jué)的高度智能和抽象理解能力相結(jié)合，大大提高了生產(chǎn)、測(cè)量和監(jiān)控的柔性和自動(dòng)化程度。其最大的特點(diǎn)是速度快、信息量大、功能多。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型針對(duì)傳動(dòng)舵機(jī)測(cè)試的不足之處，提供一種用于機(jī)器視覺(jué)的民用無(wú)人機(jī)舵機(jī)性能自動(dòng)測(cè)試裝置，利用了機(jī)器視覺(jué)無(wú)接觸、速度快、信息量大、功能多等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種基于機(jī)器視覺(jué)的民用無(wú)人機(jī)舵機(jī)自動(dòng)測(cè)試裝置，可快速、高效、精確、無(wú)接觸地測(cè)試出舵機(jī)的性能參數(shù)，包括回中誤差、滿舵角度、扭力、轉(zhuǎn)動(dòng)速度、最小轉(zhuǎn)動(dòng)死區(qū)以及舵機(jī)的非線性參數(shù)的測(cè)試。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案包括:
[0007]本實(shí)用新型包括工業(yè)相機(jī)、夾具、連接件、壓力傳感器、減速電機(jī)、無(wú)彈力繩、直線滑塊、彈力繩、直線滑軌和工作平臺(tái)。
[0008]在工作平臺(tái)上設(shè)置有用于夾裝待測(cè)舵機(jī)的夾具，在所述待測(cè)舵機(jī)正上方安裝工業(yè)相機(jī)，用以對(duì)待測(cè)舵機(jī)進(jìn)行圖像采集。
[0009]在工作平臺(tái)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(tái)下方，直線滑塊的另一端與無(wú)彈力繩的一端連接，無(wú)彈力繩的另一端纏繞在減速電機(jī)的輸出軸上，減速電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)直線滑塊在所述直線滑軌上平動(dòng)；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(guò)工作平臺(tái)用于對(duì)舵機(jī)施加力矩。
[0010]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了舵機(jī)靜、動(dòng)態(tài)性能的并行測(cè)試，能夠更快速、高效、精確、無(wú)接觸地自動(dòng)測(cè)試舵機(jī)的性能參數(shù)，其能夠有效提高舵機(jī)的測(cè)試效率，減少無(wú)人機(jī)的維護(hù)時(shí)間。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)組成示意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型側(cè)視圖；
[0014]圖4是本實(shí)用新型正視圖；
[0015]圖5為本實(shí)用新型舵機(jī)細(xì)節(jié)圖；
[0016]圖6為本實(shí)用新型力矩加載模塊細(xì)節(jié)圖。
[0017]圖中，1.工業(yè)相機(jī)，2.夾具，3.待測(cè)舵機(jī)，4.隔板，5.連接件，6.壓力傳感器，7.減速電機(jī)，8.無(wú)彈力繩，9.直線滑塊，10.彈力繩，11.直線滑軌，12.鋁型材。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，本實(shí)施例主要分為控制處理系統(tǒng)與執(zhí)行反饋機(jī)構(gòu)兩部分。控制處理系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)與MCU ;執(zhí)行反饋機(jī)構(gòu)包括圖像采集模塊、力矩加載模塊以及工作平臺(tái)。計(jì)算機(jī)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(shí)計(jì)算機(jī)通過(guò)MCU控制力矩加載模塊，并通過(guò)MCU獲取實(shí)時(shí)的力矩輸出的數(shù)據(jù)。
[0019]如圖2至圖6所示，工作平臺(tái)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(cè)舵機(jī)3。在待測(cè)舵機(jī)3正上方安裝工業(yè)相機(jī)I，用以對(duì)待測(cè)舵機(jī)3進(jìn)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(wú)彈力繩8與減速電機(jī)7連接，用彈力繩10與另一端的鋁型材12相連。減速電機(jī)7固定在一側(cè)鋁型材12上，減速電機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)拉動(dòng)直線滑塊9。連接件5 —端固定在壓力傳感器，另一端穿過(guò)隔板4中的縫隙。
[0020]其中圖像采集模塊包括工業(yè)相機(jī)1，力矩加載模塊包括連接件5、壓力傳感器6、減速電機(jī)7、無(wú)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(tái)。
[0021]本實(shí)用新型能夠測(cè)試的幾項(xiàng)參數(shù)，包括回中誤差、滿舵角度、扭力、轉(zhuǎn)動(dòng)速率、最小轉(zhuǎn)動(dòng)死區(qū)以及舵機(jī)的非線性參數(shù)的測(cè)試。本實(shí)用新型主要有兩種工作方式:一、當(dāng)測(cè)試舵機(jī)的回中誤差、滿舵角度、轉(zhuǎn)動(dòng)速率、最小轉(zhuǎn)動(dòng)死區(qū)等與扭力無(wú)關(guān)時(shí)，直線滑塊9?？吭谧钭蠖?。二、當(dāng)測(cè)試扭力時(shí)，直線滑塊9在減速舵機(jī)7的拉力下緩慢向右移動(dòng)，連接件5與待測(cè)舵機(jī)3接觸，并施加力于待測(cè)舵機(jī)3的搖臂處。
[0022]各參數(shù)具體概念以及具體測(cè)試方案如下:
[0023]回中誤差:舵機(jī)搖臂每次回到中間位置時(shí)的角度誤差。測(cè)試方案:MCU發(fā)送控制指令至待測(cè)舵機(jī)3，使待測(cè)舵機(jī)3的搖臂隨之左滿舵、中立位置、右滿舵三種狀態(tài)反復(fù)切換，工業(yè)相機(jī)I對(duì)待測(cè)舵機(jī)3進(jìn)行圖像采集，經(jīng)過(guò)圖像處理得到回到舵機(jī)搖臂中間位置時(shí)的角度，經(jīng)計(jì)算得到最終結(jié)果。
[0024]滿舵角度:舵機(jī)搖臂滿舵時(shí)的具體角度。測(cè)試方案:在測(cè)試回中誤差的同時(shí)，可在待測(cè)舵機(jī)3滿舵時(shí)用工業(yè)相機(jī)I記錄下舵機(jī)搖臂當(dāng)時(shí)的角度。
[0025]轉(zhuǎn)動(dòng)速率:舵機(jī)工作時(shí)搖臂的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。測(cè)試方案:設(shè)定工業(yè)相機(jī)I的每秒幀數(shù)，當(dāng)舵機(jī)搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)對(duì)其采集圖像，根據(jù)兩幀圖像之間的角度差得出舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。
[0026]最小轉(zhuǎn)動(dòng)死區(qū):控制信號(hào)不使舵機(jī)搖臂運(yùn)動(dòng)的最大變化區(qū)域。測(cè)試方案:通過(guò)MCU使控制信號(hào)微小地變化，工業(yè)相機(jī)I記錄待測(cè)舵機(jī)3搖臂的角度，當(dāng)角度大于某個(gè)值時(shí)其控制信號(hào)的變化即為最小死區(qū)。
[0027]扭力:舵機(jī)靜止時(shí)，外力在距舵機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)中心ICM的地方使舵機(jī)搖臂運(yùn)動(dòng)時(shí)的力。測(cè)試方案:在力矩加載模塊的減速電機(jī)7的作用下，連接件5緩慢向右移動(dòng)，并施加力于待測(cè)舵機(jī)3的搖臂，力矩加載模塊的壓力傳感器6可反饋即時(shí)的壓力數(shù)據(jù)值MCU。同時(shí)工業(yè)相機(jī)I記錄待測(cè)舵機(jī)3搖臂的角度，當(dāng)角度變化大于設(shè)定值時(shí)即得到舵機(jī)的扭力。
[0028]非線性曲線參數(shù):指當(dāng)所測(cè)試的某個(gè)參數(shù)變化時(shí)，另一個(gè)參數(shù)隨之變化的曲線圖，比如脈沖寬度與舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度、電壓與扭力、電壓與轉(zhuǎn)動(dòng)速度之間的關(guān)系等。測(cè)試方案:改變某一測(cè)試參數(shù)的數(shù)值，記錄下另一參數(shù)的變化情況。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.民用無(wú)人機(jī)舵機(jī)性能自動(dòng)測(cè)試裝置，包括工業(yè)相機(jī)、夾具、連接件、壓力傳感器、減速電機(jī)、無(wú)彈力繩、直線滑塊、彈力繩、直線滑軌和工作平臺(tái)，其特征在于: 在工作平臺(tái)上設(shè)置有用于夾裝待測(cè)舵機(jī)的夾具，在所述待測(cè)舵機(jī)正上方安裝工業(yè)相機(jī)，用以對(duì)待測(cè)舵機(jī)進(jìn)行圖像采集； 在工作平臺(tái)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(tái)下方，直線滑塊的另一端與無(wú)彈力繩的一端連接，無(wú)彈力繩的另一端纏繞在減速電機(jī)的輸出軸上，減速電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)直線滑塊在所述直線滑軌上平動(dòng)；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(guò)工作平臺(tái)用于對(duì)舵機(jī)施加力矩。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種民用無(wú)人機(jī)舵機(jī)性能自動(dòng)測(cè)試裝置。本實(shí)用新型在工作平臺(tái)上設(shè)置有用于夾裝待測(cè)舵機(jī)的夾具，在所述待測(cè)舵機(jī)正上方安裝工業(yè)相機(jī)。在工作平臺(tái)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(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)直線滑塊在直線滑軌上平動(dòng)；在壓力傳感器的懸空端固定有連接件，所述連接件穿過(guò)工作平臺(tái)用于對(duì)舵機(jī)施加力矩。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)了舵機(jī)靜、動(dòng)態(tài)性能的并行測(cè)試，能夠更快速、高效、精確、無(wú)接觸地自動(dòng)測(cè)試舵機(jī)的性能參數(shù)，其能夠有效提高舵機(jī)的測(cè)試效率，減少無(wú)人機(jī)的維護(hù)時(shí)間。
【IPC分類(lèi)】G01M99/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204694484
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520219491
【發(fā)明人】夏高裕, 駱懿, 許曉榮, 黃怡, 沈佳輝, 居艷
【申請(qǐng)人】杭州電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年4月13日