(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 ▣ (10)申请公布号CN104960673A (43)申请公布日2015.10.07 (21)申请号201510309989.9 (22)申请日2015.06.08 (71)申请人上海交通大学 地址200240上海市闵行区东川路800号 (72)发明人张卫平楼星梁邹阳张正 (74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限 公司31236 代理人徐红银郭国中 (51)1nt.Cl. B64F500(2006.01) 权利要求书2页说明书4页附图4页 (54)发明名称 适用于仿生扑翼微飞行器的多功能可扩展测 试平台 (57)摘要 本发明公开一种适用于仿生扑翼微飞行器的 多功能可扩展测试平台，其中：微飞行器导轨部 件与支撑部件相连，支撑部件和微飞行器导轨部 件位于基板上方，传感器放置部件位于基板下方： 支撑部件与带有滑块的横向导轨、基板固定：微 飞行器导轨部件与带有滑块的横向导轨上的滑块 相对固定，并且微飞行器导轨部件上设有孔用于 穿入蜗杆旋钮，同一个微飞行器导轨部件上的蜗 杆之间连接着一根钢丝，钢丝相互平行。各类与扑 翼飞行器测试相关的设备安装在基板下方的放置 传感器上或基板的周围。本装置制作与使用简单 方便，成本低，并且能够外加各种传感器等测量设 备，即使在之后有新的需求，只需在原来基础平台 上做少量的增加即可，不会造成制造新平台的浪 费。 P.900050 石
CN104960673A 权利要求书 1/2页 1.一种适用于仿生扑翼微飞行器的多功能可扩展测试平台，其特征在于包括：基板、 支撑部件、传感器放置部件、带有滑块的横向导轨、微飞行器导轨部件，蜗杆旋钮与钢丝；其 中：微飞行器导轨部件与支撑部件相连，支撑部件与基板相连，基板与传感器放置部件相 连：支撑部件和微飞行器导轨部件位于基板的上方，传感器放置部件位于基板的下方：支 撑部件总共由两种部件组成，分别为一个第一部件和两个第二部件，第一部件的上方与带 有滑块的横向导轨固定，左右两方各与一个第二部件固定，第二部件与基板固定：微飞行器 导轨部件与所述带有滑块的横向导轨上的滑块相对固定，并且微飞行器导轨部件上设有两 个孔用于穿入两个蜗杆旋钮，同一个微飞行器导轨部件上的两个蜗杆旋钮之间连接着一根 钢丝，钢丝垂直于基板平面方向，作为飞行器的导轨使用，移动滑块可以调整钢丝的位置。 2.根据权利要求1所述的适用于仿生扑翼微飞行器的多功能可扩展测试平台，其特征 在于：所述平台进一步设置各类与扑翼飞行器测试相关的设备，这些设备设置在所述传感 器放置部件上或所述基板的周围。 3.根据权利要求2所述的适用于仿生扑翼微飞行器的多功能可扩展测试平台，其特征 在于：所述各类与扑翼飞行器测试相关的设备通过固定零件安装在所述传感器放置部件上 或所述基板的周围，固定零件在安装传感器的部分其形状与传感器的安装需求相同，安装 在传感器放置部件上的部分其形状与传感器放置部件上所安装的位置的凹槽或者通孔的 形状位置相同。 4.根据权利要求1所述的适用于仿生扑翼微飞行器的多功能可扩展测试平台，其特征 在于：所述的基板的总体形状为长方形，四条边都具有凸出部分，用于插上扩充的模块：基 板上横向和纵向每隔一定距离设有一通孔。 5.根据权利要求4所述的适用于仿生扑翼微飞行器的多功能可扩展测试平台，其特征 在于：所述的传感器放置部件，其外形为和基板尺寸一样的长方形，四条边与基板的四条边 对齐，与基板之间保持一距离：传感器放置部件上刻有多条槽，用于使用螺栓螺母安装传感 器，并且可以沿着槽滑动。 6.根据权利要求1-5任一项所述的适用于仿生扑翼微飞行器的多功能可扩展测试平 台，其特征在于：所述支撑部件的第一部件和第二部件与微飞行器导轨部件，都是具有均匀 厚度的二维形状的板型零件，且厚度相同。 7.根据权利要求1-5任一项所述的适用于仿生扑翼微飞行器的多功能可扩展测试平 台，其特征在于：所述支撑部件的第一部件，该部件固定横向导轨的部分的宽度与横向导轨 长度一致，该部件固定基板的部分的宽度与基板的长度一致，该部件放置的位置与基板的 长边平行，与基板的宽边对齐。 8.根据权利要求7所述的适用于仿生扑翼微飞行器的多功能可扩展测试平台，其特征 在于：所述支撑部件的第一部件，该部件的厚度方向的中心与基板中心的距离等于该零件 厚度的一半、横向导轨的厚度、微飞行器导轨部件厚度的一半之和：支撑部件的两个第二部 件位于第一部件的左右两边，并与第一部件垂直，这两个第二部件的上边缘与第一部件的 上边缘对齐。 9.根据权利要求8所述的适用于仿生扑翼微飞行器的多功能可扩展测试平台，其特征 在于：所述的微飞行器导轨部件放置钢丝的一侧具有两个四分之一圆弧，钢丝都从一个蜗 杆旋钮出发，经过一个圆弧，再经过第二个圆弧，最后到达第二个蜗杆旋钮。 2
CN104960673A 权利要求书 2/2页 10.根据权利要求1-5任一项所述的适用于仿生扑翼微飞行器的多功能可扩展测试平 台，其特征在于：所述基板的外缘安装转角度部件，所述转角度部件包括两个圆盘以及两个 用于支撑的底座，圆盘中心有一个圆孔用于旋转，圆盘边缘有一排小圆孔，用于转动一定角 度后进行固定：圆盘上具有两条槽，这两条槽的尺寸与基板边缘两个凸起的长度尺寸一致， 能将基板嵌入圆盘中。 3
CN104960673A 说明书 1/4页 适用于仿生扑翼微飞行器的多功能可扩展测试平台 技术领域 [0001]本发明涉及的是一种多功能测试平台，具体是一种专门针对仿生扑翼微飞行器各 种参数测量的多功能可扩展测试平台。 背景技术 [0002]随着科技的进步以及人们对飞行器研究的逐步深入以及对仿生领域不断的探索， 如今人们的研究已经开始迈入了扑翼仿生微飞行器。微飞行器尺寸小，各类参数也都非常 小，因而，与之对应的配套的测试平台是必不可少的。 [0003] 由于目前世界上研究这一领域时间不长，与之配套的测量平台相当少。大部分研 究机构在研究这类微飞行器时，每次研究不同的性能时总是需要另外单独设计一个测试平 台。 [0004] 一般而言，一套实验测试平台的价格从几千到几万不等，若为了测量性能而设计 多个实验平台，而其中又有许多公共的部分与少量新功能的增加，那将导致人力与经济上 的巨大浪费。 发明内容 [0005]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种专门针对仿生扑翼微飞行器各 种参数测量的多功能可扩展测试平台。该装置制作与使用简单方便，成本低，并且能够外加 各种传感器等测量设备，即使在之后有新的需求，只需在原来基础平台上做少量的增加即 可，不会造成制造新平台的浪费。 [0006]本发明是通过以下技术方案实现的： [0007]一种适用于仿生扑翼微飞行器的多功能可扩展测试平台，包括：基板、支撑部件、 传感器放置部件、带有滑块的横向导轨、微飞行器导轨部件，蜗杆旋钮与钢丝；其中：微飞 行器导轨部件与支撑部件相连，支撑部件与基板相连，基板与传感器放置部件相连：支撑部 件和微飞行器导轨部件位于基板的上方，传感器放置部件位于基板的下方；支撑部件总共 由两种部件组成，分别为一个第一部件和两个第二部件，第一部件的上方与带有滑块的横 向导轨固定，左右两方各与一个第二部件固定，第二部件与基板固定：微飞行器导轨部件与 所述带有滑块的横向导轨上的滑块相对固定，并且微飞行器导轨部件上设有两个孔用于穿 入两个蜗杆旋钮，同一个微飞行器导轨部件上的两个蜗杆旋钮之间连接着一根钢丝，钢丝 垂直于基板平面方向，，作为飞行器的导轨使用，移动滑块可以调整钢丝的位置。 [0008]优选地，所述平台进一步设置各类与扑翼飞行器测试相关的设备，这些设备设置 在所述传感器放置部件上或所述基板的周围。各类与扑翼微飞行器测试相关的设备，是指 额外安装的各类传感器，这些传感器不是直接安装在基板上的，而是通过一个功能部件过 渡，功能部件一端安装传感器，一端安装在基板上。 [0009]优选地，所述的基板的总体形状为长方形，四条边都具有凸出部分，可用于插上扩 充的模块：基板上横向和纵向每隔一定距离设有一通孔。 4
CN104960673A 说 明书 2/4页 [0010] 优选地，所述的传感器放置部件，其外形为和基板尺寸一样的长方形，四条边与基 板的四条边对齐，与基板之间保持一距离：传感器放置部件上刻有多条槽，用于使用螺栓螺 母安装传感器，并且可以沿着槽滑动。 [0011]优选地，所述支撑部件的第一部件和第二部件与微飞行器导轨部件，这三种部件 都是具有均匀厚度的二维形状的板型零件，且三者厚度相同。 [0012]优选地，所述支撑部件的第一部件，该部件固定横向导轨的部分的宽度与横向导 轨长度一致，该部件固定基板的部分的宽度与基板的长度一致，该部件放置的位置与基板 的长边平行，与基板的宽边对齐。 [0013]优选地，所述支撑部件的第一部件，该部件的厚度方向的中心与基板中心的距离 等于该零件厚度的一半、横向导轨的厚度、微飞行器导轨部件厚度的一半之和：支撑部件的 两个第二部件位于第一部件的左右两边，并与第一部件垂直，这两个第二部件的上边缘与 第一部件的上边缘对齐。 [0014]优选地，所述微飞行器导轨部件放置钢丝的一侧具有两个四分之一圆弧，钢丝都 从一个蜗杆旋钮出发，经过一个圆弧，再经过第二个圆弧，最后到达第二个蜗杆旋钮。 [0015]优选地，所述基板的外缘安装转角度部件，所述转角度部件包括两个圆盘以及两 个用于支撑的底座，圆盘中心有一个圆孔用于旋转，圆盘边缘有一排小圆孔，用于转动一定 角度后进行固定：圆盘上具有两条槽，这两条槽的尺寸与基板边缘两个凸起的长度尺寸一 致，可以将基板嵌入圆盘中。 [0016]优选地，所述钢丝的数量与滑块数量相同，蜗杆旋钮的数量是滑块数量的两倍，且 安装在滑块上的两零件的平面形状关于竖直面对称。 [0017]本发明的工作原理为：横向导轨与基板相对位置固定，固定在滑块上的微飞行器 导轨部件安装着钢丝，钢丝的位置可以通过滑块的移动调整，满足微飞行器的需求。左右两 个第二部件互靠近的部分各具有两个四分之一圆弧，钢丝从一个蜗杆旋钮出发，经过一个 圆弧，再经过第二个圆弧，最后到达第二个蜗杆旋钮，通过这样一个设计，两根钢丝之间的 最小距离可以达到1毫米以内，以满足小尺寸飞行器的需求。第一部件的厚度方向的中心 面与基板中心的距离等于第一部件厚度的一半加横向导轨的厚度加微飞行器导轨部件厚 度的一半，这样可使安装微飞行器的导轨的位置位于整个平台的中心，方便数据的测量。基 板上横向和纵向每隔一定距离打有一个通孔，安装其他的部件时可以根据需要选择合适的 通孔作为安装的位置。板上刻有多条槽，安装传感器时可以根据不同传感器的需要选择合 适的槽，用于使用螺栓螺母安装传感器，并且可以沿着槽滑动。 [0018] 优选地，左右两个零件设计为对称形状。 [0019] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果： [0020] 本发明与常规扑翼微飞行器实验平台相比，制作与使用简单方便，成本低，并且能 够外加各种传感器等测量设备，即使在之后有新的需求，只需在原来基础平台上做少量的 增加即可，不会造成制造新平台的浪费。 附图说明 [0021们通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显： 5
CN104960673A 说明书 3/4页 [0022] 图1为本发明一较优实施例的整体结构的正等轴测图； [0023] 图2为本发明一较优实施例的整体结构的正视图： [0024] 图3为本发明一较优实施例的整体结构的俯视图： [0025] 图4为本发明一较优实施例的基板的俯视图； [0026] 图5为本发明一较优实施例的传感器放置部件的俯视图： [0027] 图中：基板1，传感器放置部件2，第一部件3、第二部件6，横向导轨10，滑块4，微 飞行器导轨部件5，用作微飞行器导轨的钢丝8，蜗杆旋钮9，扩充的转角度部件7。 具体实施方式 [0028]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明 的保护范围。 [0029]如图1、2、3所示，本实施例提供一种适用于仿生扑翼微飞行器的多功能可扩展测 试平台，包括：基板1，传感器放置部件2，第一部件3、第二部件6，横向导轨10，滑块4，微飞 行器导轨部件5，钢丝8，蜗杆旋钮9。横向导轨10上安装着两个滑块4，组成带有滑块的横 向导轨，横向导轨10与滑块4通过购买获得，两者型号无要求。 [0030]第一部件3、第二部件6、微飞行器导轨部件5构成提供飞行器导轨的支撑部件，支 撑部件安装在基板的上方，传感器放置部件2安装在基板的下方： [0031]第一部件3、第二部件6组成一个整体安装在基板1的上表面，作为连接导轨的部 件：第一部件3用于固定带有滑块的横向导轨和基板： [0032]微飞行器导轨部件5是连接滑块的部件，该部件与所述带有滑块的横向导轨上的 滑块相对固定，并且微飞行器导轨部件5上设有孔用于穿入蜗杆旋钮9，同一微飞行器导轨 部件5上的蜗杆旋钮9之间连接着一根钢丝，钢丝相互平行，作为微飞行器的导轨使用，移 动滑块可以调整钢丝之间的间距。 [0033]本实施例中，除横向导轨10，滑块4，钢丝8，蜗杆旋钮9外，其余材料都采用亚克力 板，使用激光切割进行加工，图形为二维板状。 [0034]如图2所示，在一实施例中，第二部件6有两个，第一部件3为一个，三者组成完整 的支撑部件，其中第一部件3用于固定滑块4，两个第二部件6用于固定基板1。传感器放 置部件2安装在基板1的正下方。微飞行器导轨部件5与滑块连接并边缘对齐。 [0035]所述的第一部件3、第二部件6、微飞行器导轨部件5都是具有均匀厚度的二维形 状的板型零件，且三者厚度相同，第二部件6、微飞行器导轨部件5关于平台中心左右对称。 [0036]所述第一部件3，该部件固定横向导轨10的部分的宽度与横向导轨10长度一致， 该部件固定基板1的部分的宽度与基板1的长度一致，该部件放置的位置与基板1的长边 平行，与基板1的宽边对齐：该部件的厚度方向的中心面距离基板1中心的距离等于该部件 厚度的一半、横向导轨10的厚度、第二部件6的厚度的一半、微飞行器导轨部件5厚度的一 半之和：第二部件6、微飞行器导轨部件5的安装位置为支撑部件的上边缘与滑块4的上边 缘且对齐。 [0037]所述的传感器放置部件2，其外形为和基板尺寸一样的长方形，四条边与基板1的 6
CN104960673A 说 明书 4/4页 四条边对齐，与基板1之间保持一距离，并不需要有严格的控制：传感器放置部件2上刻有 多条槽，用于使用螺栓螺母安装传感器，并且可以沿着槽滑动。槽的没有指定，可以根据常 用的需求进行调整。 [0038]本实施例中，传感器放置部件2和基板1的外形相同，传感器放置部件2与基板1 的垂直距离为10厘米。 [0039]本实施例中，导轨采用的材料为钢丝。 T0040] 如图2所示，两根钢丝8的两端分别经过微飞行器导轨部件5边缘的四分之一圆 之后，延伸到蜗杆旋钮9处，并与之相连接，可以通过旋转蜗杆旋钮9使钢丝拉紧。 [0041] 如图4所示，本实施例中：所述的基板1，总体形状为长方形，四条边都具有凸出部 分，可用于插上扩充的模块。凸出部分不设定具体的长度，其长度可根据基板的总长度以及 个人需求进行设计。基板上横向和纵向每隔25毫米打有一个直径为6毫米的通孔。 [0042] 如图5所示，本实施例中传感器放置部件2上有多条宽度为4毫米的槽。 [0043]如图3所示，本实施例中，第一部件3的中心面距离基板1中心的距离为第一部件 3厚度的一半加导轨的厚度加微飞行器导轨部件5厚度的一半。 [0044] 如图1,2所示，基板1的外缘安装了一套扩充的装置一一额外扩充的转角度部件 7。 [0045]本实施例中，转角度部件7包括两个大圆盘与两个用于支撑的底座，圆盘中心有 一个圆孔用于旋转，圆盘边缘有一排小圆孔，用于转动一定角度后进行固定。圆盘上具有两 条槽，这两条槽的尺寸与基板1边缘两个凸起的长度尺寸一致，可以将基板嵌入圆盘中。 [0046]本实施例提供了该平台的使用方法，使用方法为：按照以上安装后，可滑动滑块 4,改变两根钢丝之间的距离，满足不同微扑翼仿生飞行器对导轨的需求。根据不同的测量 需求，可以在传感器放置部件2上可以用螺栓与螺母固定不同的传感器。若需测量飞行器 的移动状态，则可在部件2上安装激光位移传感器，并安装在导轨的正下方进行测量。若需 要测量飞行器的升力，则可以在基板上根据圆孔的尺寸设计与之相匹配的悬臂梁，进行测 量。若需要测量飞行器的偏航力矩或俯仰力矩，则可以按照与测试升力相同的方法，在基板 上安装两个悬臂梁进行测量。若需要测试飞行器沿着倾斜角度飞行时的以上各种参数，则 只需在以上的基础上，通过转动圆盘，并在一排小孔中插入螺栓螺母固定，即可使整个平台 保持倾斜的状态，便于研究微扑翼仿生飞行器在斜面方向上的各种参数。 [0047]所述钢丝8的数量与滑块数量相同，蜗杆旋钮9的数量是滑块数量的两倍。在其 他实施例中，钢丝、滑块、蜗杆旋钮的数量可以根据需要设定。 [0048]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述 特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影 响本发明的实质内容。 7
CN104960673A 说明书附图 1/4页 4 0 10 0 5 0 3 8 06 6 1 0。 0 2 7 0 0 图1 8
CN104960673A 说明书附图 2/4页 10 0 0 0 0 9 。日 0 3 0 8 0 Q ooO 0 O 0 0 5 9 00000 0 0 2 0 图2 9
CN104960673A 说明书附图 3/4页 000 O O O 0 0 0 O e o oOO g e 图3 000 0 O 0 O 0 口 0 0 0 0 0 0 0 O 0 0 0 0 0 0 O oOO 0 图4 10