位移轨迹追踪,需要借助高速相机,对高速位移轨迹进行拍摄,然后借助数字图像相关法技术(DIC设备)进行数据分析,实现位移轨迹过程的动态追踪。
机翼是无人机的主要承力部件,为无人机提供飞行所需的升力。机翼在无人机高速运转工作中由于有外界气流对其激励,此时机翼可能会面临振颤问题,所以对机翼结构的振动特性分析非常有价值。

数字图像相关法技术(DIC产品)在机翼测试的应用:无人机内部的传感器,这些感知的数据如受振动影响,结果可能会让飞行器失去控制;其次,内部硬件结构复杂,机身一体化强度要求较高,如果振动导致硬件连接异常,螺丝或者模块松懈等,容易产生故障。另外无人机机翼的振动,也会影响飞行稳定和航拍效果。
机翼的振动特性实验难题
数字图像相关法技术(DIC产品)在机翼振动测量应用:无人机的研发和生产,不仅对飞行和操控要达到很高的控制品质,对于无人机在高速劲爆地飞行,以及在慢速航拍作业中“细腻顺滑”地飞行,都有着非常严格的控制标准。对于无人机机翼的振动测试和分析,有助于减振的设计与研究,为减振的设计与结构合理性提供数据支撑。
目前,机翼的振动测量通常依靠肉眼观测,粘贴橡皮泥观察叶片是否能打到橡皮泥,以及使用位移传感器测量其振动加速度时的曲线,从而评估机翼的振动特性。这类测试方法的局限性在于:
1、依靠肉眼观测,容易依靠直觉判断产生偏差,判断旋翼振动不精确,无法作数据留存与比对。
2、依靠传感器、橡皮泥测量,通常是一维的点测量,为了较为全面地分析机翼的振动特性,前者需在旋翼的不同方位布置数个传感器,后者橡皮泥的间距设定可能会为振动试验造成较大误差;
3、接触式测量,传感器必需粘贴在机翼的表面上,还有测量引线,这对振动测试结果的准确性有一定的影响,尤其是被测尺寸和质量较小的系列无人机,测量数据有较大偏差。
新拓三维振动位移测量方案
飞行中的振动是一种复杂的气动弹性不稳定现象,检验无人机旋翼在飞行中的振动,需在无人旋翼高速转动下测试其振动情况。
数字图像相关法技术(DIC产品)在机翼振动测量的应用可以解决这个难题,利用DIC应变测量分析系统,可实现对无人机旋翼的振动位移分析,并生成了旋翼全场振动位移云图和数据报告,进一步展示旋翼在转速和振动之间的数据变化。

旋翼位移实验主要步骤
1、通过低速及定速多次转动桨叶,工业相机同步采集,计算数据,以桨叶边缘点的轨迹拟合旋转平面作为基准平面,拟定准确的基准平面;

2、以拟合的平面为基准平面,桨叶闭合,转动桨叶,采集桨叶从闭合到完全打开过程,两个桨叶的夹角变化和桨叶边缘点。
3、以拟合的平面为基准平面,桨叶转速从0到最大,采集数据,计算该过程中桨叶边缘点相对于基准平面的振动数据。
新拓三维DIC高速位移轨迹及振动测量,可快速完成设备调试进行测量工作,并获取全面的位移数据,实验现场拟定了准确的基准平面,可以很快地测量旋翼水平、竖直方向的位移数值,这是非常重要的一步。
另外,对于旋翼的振幅的无接触测量测试结果,在测量现场,实验了桨叶从0转速转动到高转速过程中,桨叶边缘点到基准平面的距离,距离最大处为8mm左右,获得较为准确的测量结果,由于实验是在不同转速下进行,精度要求较高,非接触/全场测量的实验数据具有较大的指导价值。