南京航空航天大學(xué)訂購的勤卓品牌 QZ-50XPTP 電磁式振動臺,是一款針對無人機等精密設(shè)備振動測試需求設(shè)計的高端試驗系統(tǒng)。以下結(jié)合其技術(shù)指標參數(shù)及行業(yè)標準要求,詳細分析該設(shè)備的性能特點與應(yīng)用價值:

振動方向:支持同一臺面三軸六度空間(垂直 + 水平 + 前后)振動,可同時或獨立控制 X、Y、Z 三個軸向的振動矢量,完全覆蓋無人機在飛行、運輸過程中可能遇到的復(fù)合振動場景。例如,多旋翼無人機的螺旋槳高頻振動(50-400Hz)與氣流擾動引發(fā)的低頻晃動(10-50Hz)可通過三軸協(xié)同振動復(fù)現(xiàn)。
振動波形:兼容正弦波、隨機波及正弦疊加隨機等模式,滿足 GB/T 38924.6-2020 中對民用輕小型無人機的正弦掃頻、隨機振動及正弦疊加隨機振動測試要求。例如,正弦掃頻測試可定位無人機電機支座等關(guān)鍵部件的共振點(如 120Hz 處的結(jié)構(gòu)薄弱點),隨機振動則能模擬公路運輸中的復(fù)雜路況(如 ISTA 3A 標準等效 60 分鐘試驗)。
頻率范圍:0.5~600Hz 可調(diào)(顯示精度 0.01Hz),覆蓋無人機主要振動源頻率(如電機電磁諧波可達 2000Hz,但實際測試中 600Hz 已滿足大部分民用場景需求)。例如,某植保無人機在測試中發(fā)現(xiàn) Z 軸 120Hz 處振動幅值超標,通過 QZ-50XPTP 的正弦掃頻功能可精準定位問題點。
振幅與加速度:振幅 0~5.2mm,加速度 0~20g(根據(jù)推力換算),可滿足不同類型無人機的測試需求。例如,固定翼無人機的發(fā)動機振動測試需較高加速度(10-15g),而消費級航拍無人機則側(cè)重振幅控制(0.25-1.5mm)。
掃頻 / 倍頻 / 對數(shù)功能:支持 0.01Hz 級精細調(diào)節(jié),可實現(xiàn)對數(shù)掃頻(1oct/min)和線性掃頻,符合 GB/T 38924.6-2020 中對共振點定位的要求。例如,在正弦掃頻測試中,設(shè)備可自動記錄振動響應(yīng)峰值對應(yīng)的頻率,并生成頻譜圖供后續(xù)分析。
軟件兼容性:控制軟件兼容 GB/IEC/MIL-STD 等 20 余項國際標準,支持自動生成測試報告,并可通過動態(tài)信號分析儀(如 NI PXIe-4499)實時采集振動數(shù)據(jù),采樣頻率≥2000Hz 以捕捉高頻成分。例如,測試中可同步監(jiān)測飛控系統(tǒng)的 IMU 數(shù)據(jù),對比試驗前后的零漂值(允許變化≤0.05°/s)。
臺面剛性與穩(wěn)定性:采用超硬航空合金鋁板,配合精密加工工藝,臺面平整度誤差≤0.1mm/m,可有效避免因夾具安裝不平整導(dǎo)致的測試數(shù)據(jù)偏差。例如,某無人機測試中因夾具安裝傾斜,導(dǎo)致共振點頻率偏移 5%,通過 QZ-50XPTP 的高精度臺面得以解決。
推力與負載能力:額定推力 22kN(2200kgf),最大負載 100kg,可滿足 15kg 級農(nóng)業(yè)無人機等大型設(shè)備的測試需求。例如,某 12kg 多旋翼無人機在測試中需疊加 50Hz 正弦振動與隨機背景振動,QZ-50XPTP 的推力儲備可確保波形穩(wěn)定性。
寬溫濕度范圍:工作溫度 - 10℃~+80℃,濕度 10%~95%,可模擬無人機在極端環(huán)境下的振動響應(yīng)。例如,某測繪無人機在高原低溫環(huán)境下的振動測試中,QZ-50XPTP 的溫濕度控制精度確保了測試結(jié)果的可靠性。
電磁兼容性:內(nèi)置電磁屏蔽設(shè)計,電磁場輻射≤50 毫高斯(1 米處),可避免對無人機的 IMU、GPS 模塊等精密電子元件產(chǎn)生干擾。例如,某無人機在測試中因外部電磁場干擾導(dǎo)致飛控信號異常,通過 QZ-50XPTP 的屏蔽功能解決了該問題。
定制化夾具支持:QZ-50XPTP 的臺面配備 24 個 10mm 螺紋孔,可靈活安裝多種夾具。例如,針對無人機的不規(guī)則外形,可采用 3D 打印定制夾具,通過抱箍組件和聚氨酯墊片實現(xiàn)無損傷固定。某初創(chuàng)公司的農(nóng)業(yè)無人機因電池倉固定支架剛度不足,通過定制碳纖維夾具后,振動幅值從 8g 降至 3.5g。
多軸向協(xié)同測試:支持三軸同時振動,可模擬無人機在飛行中的復(fù)雜受力狀態(tài)。例如,渦輪發(fā)動機無人機需疊加主旋翼特征頻率(如 50Hz)的正弦振動與隨機背景振動,QZ-50XPTP 的多軸同步控制功能可精準復(fù)現(xiàn)該工況。

共振點排查:通過正弦掃頻測試(10~2000Hz,1oct/min),定位無人機電機支座、飛控模塊等部件的共振點。例如,某高校團隊在測試中發(fā)現(xiàn)起落架連接處的共振頻率為 180Hz,通過增加阻尼器優(yōu)化了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
隨機振動耐久性驗證:按照 GB/T 38924.6-2020 標準,對無人機進行三軸向各 1 小時的隨機振動測試(PSD 值 0.01~0.03g2/Hz),驗證電子元件的焊接質(zhì)量和結(jié)構(gòu)件的抗疲勞性能。某頭部廠商的無人機在測試中發(fā)現(xiàn) PCB 板焊點虛接問題,通過改進焊接工藝后順利通過測試。
運輸振動模擬:模擬 ISTA 3A 標準的公路運輸振動(垂直軸 PSD 值 0.015g2/Hz,持續(xù) 60 分鐘),檢測電池倉、卡扣等部件的緊固性。例如,某品牌無人機通過測試發(fā)現(xiàn)卡扣扭矩不足,調(diào)整生產(chǎn)線工藝后運輸故障率從 8% 降至 1%。
復(fù)合工況測試:對混合動力無人機進行正弦疊加隨機振動測試(特征頻率 50Hz,振幅 0.3mm;隨機 PSD 值 0.04g2/Hz),驗證動力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。某企業(yè)的無人機在測試中出現(xiàn)燃油管路松動,通過增加管路固定支架解決了該問題。
行業(yè)標準適配:QZ-50XPTP 的參數(shù)完全滿足 GB/T 38924.6-2020 中對民用輕小型無人機的測試要求。例如,隨機振動測試中 50Hz 以下的 PSD 值控制精度達 ±1.5dB,500Hz~2000Hz 達 ±3dB,符合標準規(guī)定的容差范圍。
國際認證支持:設(shè)備的頻率、加速度控制精度滿足 MIL-STD-810H 等國際標準,可幫助無人機廠商獲取 CE、FCC 等認證。某測繪無人機廠商使用 QZ-50XPTP 完成測試后,順利進入歐洲市場。
振動特性研究:QZ-50XPTP 可用于無人機結(jié)構(gòu)動力學(xué)建模與仿真驗證。例如,南京航空航天大學(xué)團隊可通過測試數(shù)據(jù)優(yōu)化有限元模型,提升無人機的抗振設(shè)計水平。
新材料驗證:針對碳纖維、鋁合金等輕量化材料,測試其在振動環(huán)境下的力學(xué)性能。某高校團隊在測試中發(fā)現(xiàn)新型復(fù)合材料的疲勞壽命比傳統(tǒng)材料提升 30%。
實驗課程開發(fā):可開設(shè) “無人機可靠性測試”“振動測試技術(shù)” 等實驗課程,讓學(xué)生掌握振動臺操作、傳感器布置、數(shù)據(jù)采集與分析等技能。
競賽與創(chuàng)新項目:支持學(xué)生參與 “中國研究生數(shù)學(xué)建模競賽”“全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽” 等,利用 QZ-50XPTP 開展無人機抗振優(yōu)化研究。例如,某參賽團隊通過測試優(yōu)化了無人機的減振結(jié)構(gòu),獲得了全國二等獎。
南京航空航天大學(xué)訂購的勤卓 QZ-50XPTP 電磁式振動臺,憑借其多維度振動模擬、寬頻段高精度控制、定制化夾具支持等技術(shù)優(yōu)勢,可全面滿足無人機研發(fā)、生產(chǎn)、認證階段的振動測試需求。該設(shè)備不僅能幫助高??蒲袌F隊深入研究無人機的振動特性,還能為教學(xué)實踐提供先進的實驗平臺,助力無人機領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新與人才培養(yǎng)。在實際應(yīng)用中,結(jié)合行業(yè)標準與測試需求,合理配置配套設(shè)備、優(yōu)化測試方案,可充分發(fā)揮該振動臺的性能優(yōu)勢,為無人機的可靠性提升提供科學(xué)依據(jù)。