CN104803008B - 一种直升机模型旋翼旋转信号采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直升机模型旋翼旋转信号采集装置，属于直升机模型旋翼试验领域，包括数据采集发射模块(2)、信号调理模块(3)和电池模块(4)，外界信号经由信号调理模块(3)放大和滤波，再由数据采集发射模块(2)进行数模转换并发送，三个模块通过信号导线及电源导线相连，并由长螺栓固定，通过自身完成装置供电、弱信号调理和数据采集及无线发射，从而有效的避免了由于滑环和长导线传输存在信号衰减和耦合电容，以及传输途中还要受到动力系统强电磁场的干扰造成的数据失效的问题，能够有效提高直升机模型旋翼极弱信号测量的准确性。

Description

一种直升机模型旋翼旋转信号采集装置

技术领域

本发明涉及直升机模型旋翼试验领域，具体涉及一种直升机模型信号采集装置。

背景技术

直升机模型旋翼旋转信号采集是直升机模型旋翼试验的的一项重要技术，是准确获取模型桨叶拉杆载荷、桨叶挥舞载荷、桨叶摆振载荷等微伏级的弱旋转信号的前提。

常规的直升机模型旋翼试验通常由于桨毂尺寸、大过载离心力以及动平衡的限制，无法将常规的采集设备安装到桨毂上，而是将如：拉杆载荷、桨叶挥舞载荷、桨叶摆振载荷等微伏级的弱信号经过滑环和长导线传输到远端的地面采集设备上，由于滑环和长导线传输存在信号衰减和耦合电容，以及传输途中还要受到动力系统强电磁场的干扰，地面采集设备测量得到的信号往往受到污染或完全淹没在干扰信号中而无法使用。

发明内容

针对以上存在的技术问题，本发明提出了一种直升机模型旋翼旋转信号采集装置，该装置安装在模型旋翼桨毂上，尽可能的靠近拉杆载荷、桨叶挥舞载荷、桨叶摆振载荷等微伏级的弱信号源，然后通过自身完成装置供电、弱信号调理和数据采集及无线发射，从而有效的避免了由于滑环和长导线传输存在信号衰减和耦合电容，以及传输途中还要受到动力系统强电磁场的干扰造成的数据失效的问题，能够有效提高直升机模型旋翼极弱信号测量的准确性。

本发明所涉及的直升机模型旋翼旋转信号采集装置从上至下依次包括数据采集发射模块、信号调理模块和电池模块，且三个模块均为圆饼形，其中，

数据采集发射模块上表面安装有天线，下表面中心位置凸出有一个信号输入连接器，信号调理模块上表面中心位置凹陷一个信号输出连接器，该信号输出连接器与数据采集发射模块的信号输入连接器相匹配，用于信号从信号调理模块传送到数据采集发射模块；

信号调理模块下表面中心位置凹陷一个供电输入连接器，电池模块上表面中心位置凸出一个电源输出连接器，该电源输出连接器与供电输入连接器相匹配，用于电源从电池模块流向信号调理模块；

信号调理模块侧边设有信号输入插头，并通过引线与外界信号收集设备相连，用于引进信号。

优选的是，数据采集发射模块、信号调理模块和电池模块靠近边缘的位置开有至少两个螺孔，并通过长螺栓将所述数据采集发射模块、信号调理模块和电池模块串联并固定。

在上述任一方案中优选的是，数据采集发射模块的外侧还设有模拟电压输入连接器及指示灯，内置A/D转换器、采样控制器和WiFi无线通讯接口，数据从信号调理模块传送过来后首先进行A/D转换，之后取样并经天线的无线通讯接口进行发送。

在上述任一方案中优选的是，信号调理模块外侧还设有指示灯，内置差分放大器和低通滤波器，外界信号通过信号输入插头进入信号调理模块，首先经由差分放大器进行信号放大，再由低通滤波器筛选出可用信号，信号输入插头的上方还设有引线压条，用于保护外接引线。

在上述任一方案中优选的是，电池模块外侧设有电源开关、指示灯以及充电输入通讯端子。

在上述任一方案中优选的是，信号调理模块和数据采集发射模块外侧设有电源输入口，外接直流电源。

在上述任一方案中优选的是，数据采集发射模块、信号调理模块和电池模块外部均有壳体及盖板对其进行保护。

本发明关键点是：

本装置安装在模型旋翼桨毂上，便于接受微伏级的弱信号源；通过自身完成装置供电、弱信号调理和数据采集及无线发射。

本发明的优点在于，通过自身完成装置供电、弱信号调理和数据采集及无线发射，从而有效的避免了由于滑环和长导线传输存在信号衰减和耦合电容，以及传输途中还要受到动力系统强电磁场的干扰造成的数据失效的问题，能够有效提高直升机模型旋翼极弱信号测量的准确性。

附图说明

图1是按照本发明直升机模型旋翼旋转信号采集装置的一优选实施例的总体结构图。

图2是图1所示实施例的数据采集发射模块结构示意图。

图3是图1所示实施例的信号调理模块结构示意图。

图4是图1所示实施例的电池模块结构示意图。

其中，1为螺栓，2为数据采集发射模块，3为信号调理模块，4为电池模块，5为天线，6为模拟电压输入连接器，7为信号输入连接器，8为数据采集发射模块盖板，9为触发指示灯，10为采样指示灯，11为工作指示灯，12为转速指示灯，13为供电输入连接器，14为信号调理模块壳体，15为信号输出连接器，16为信号调理模块盖板，17为通讯指示灯，18为电源指示灯，19为引线压条，20为信号输入插头，21为电池模块壳体，22为电池模块盖板，23为电源输出连接器，24为电源开关，25为电量指示灯，26为充电输入通讯端子。

具体实施方式

下面结合附图对本发明直升机模型旋翼旋转信号采集装置做进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示，一种直升机模型旋翼旋转信号采集装置，从上至下依次包括数据采集发射模块2、信号调理模块3和电池模块4，且三个模块均为圆饼形，其中，数据采集发射模块外形尺寸为φ140mm(直径)×22mm(长度)，重量为340克，信号调理模块外形尺寸为φ140mm(直径)×35mm(长度)，重量为450克，电池模块外形尺寸为φ140mm(直径)×31mm(长度)，重量为550克。

数据采集发射模块2上表面安装有天线5，下表面中心位置凸出有一个信号输入连接器7，信号调理模块3上表面中心位置凹陷一个信号输出连接器15，该信号输出连接器15与数据采集发射模块2的信号输入连接器7相匹配，用于信号从信号调理模块3传送到数据采集发射模块2；

信号调理模块3下表面中心位置凹陷一个供电输入连接器13，电池模块4上表面中心位置凸出一个电源输出连接器23，该电源输出连接器23与供电输入连接器13相匹配，用于电源从电池模块4流向信号调理模块3；

信号调理模块3侧边设有信号输入插头20，并通过引线与外界信号收集设备相连，用于引进信号。信号输入插头20用于连接外部传感器信号线缆，每个插头可接入8通道信号。

本实施例中，数据采集发射模块2、信号调理模块3和电池模块4靠近边缘的位置开有两个螺孔，并通过长螺栓1将所述数据采集发射模块、信号调理模块和电池模块串联并固定，螺栓为φ8mm(直径)×90mm(长度)，用于贯穿整个直升机模型旋翼旋转信号采集装置，重量为80克，共2件，呈180°均匀布置。

数据采集发射模块2的外侧还设有模拟电压输入连接器6及指示灯，内置A/D转换器、采样控制器和WiFi无线通讯接口，数据从信号调理模块3传送过来后首先进行A/D转换，之后取样并经天线5的无线通讯接口进行发送。指示灯包括触发指示灯9、采样指示灯10、工作指示灯11和转速指示灯12，当采样方式设为触发采样时，启动采样，触发指示灯9亮，此时进入等待触发采样状态，当外部输入一个TTL的触发信号(转速键相)，则开始启动采样；当启动采样时，采样指示灯10灯亮；停止采样，此灯熄灭；当电源上电后工作指示灯11长亮；当传送数据时此灯闪烁；转速指示灯12随输入的转速脉冲而闪烁。

信号调理模块3外侧设有指示灯，内置差分放大器和低通滤波器，外界信号通过信号输入插头20进入信号调理模块3，首先经由差分放大器进行信号放大，再由低通滤波器筛选出可用信号，信号输入插头20的上方还设有引线压条19，用于保护外接引线，防止引线断裂及插头受引线外力损坏或脱开。指示灯包括通讯指示灯17和电源指示灯18，当对信号调理模块进行参数设置时，通讯指示灯17闪烁，当信号调理模块处于工作状态电源指示灯18亮。

电池模块4外侧设有电源开关24、指示灯以及充电输入通讯端子26，其中，指示灯为电量指示灯25,指示电池容量。

信号调理模块3和数据采集发射模块2外侧设有电源输入口，外接直流电源。

数据采集发射模块2、信号调理模块3和电池模块4外部均有轻质壳体及盖板对其进行保护。数据采集发射模块2包括数据采集发射模块盖板8及其壳体，信号调理模块3包括信号调理模块壳体14和信号调理模块盖板16，电池模块4包括电池模块壳体21和电池模块盖板22，上述壳体及盖板由铝材整体切割而成。

实施例2：

与实施例1相似，所不同的是，数据采集发射模块2、信号调理模块3和电池模块4靠近边缘的位置开有三个螺孔，并通过长螺栓1将所述数据采集发射模块、信号调理模块和电池模块串联并固定，螺栓为φ8mm(直径)×90mm(长度)，用于贯穿整个直升机模型旋翼旋转信号采集装置，重量为80克，共3件，呈120°均匀布置。

本装置安装在模型旋翼桨毂上，尽可能的靠近拉杆载荷、桨叶挥舞载荷、桨叶摆振载荷等微伏级的弱信号源，然后通过自身完成装置供电、弱信号调理和数据采集及无线发射，从而有效的避免了由于滑环和长导线传输存在信号衰减和耦合电容，以及传输途中还要受到动力系统强电磁场的干扰造成的数据失效的问题，能够有效提高直升机模型旋翼极弱信号测量的准确性。

需要说明的是，本发明直升机模型旋翼旋转信号采集装置包括上述实施例中的任何一项及其任意组合，但上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种直升机模型旋翼旋转信号采集装置，其特征在于：包括数据采集发射模块(2)、信号调理模块(3)和电池模块(4)，其中，

数据采集发射模块(2)上表面安装有天线(5)，下表面中心位置凸出有一个信号输入连接器(7)，信号调理模块(3)上表面中心位置凹陷一个信号输出连接器(15)，该信号输出连接器(15)与数据采集发射模块(2)的信号输入连接器(7)相匹配，用于信号从信号调理模块(3)传送到数据采集发射模块(2)；

信号调理模块(3)下表面中心位置凹陷一个供电输入连接器(13)，电池模块(4)上表面中心位置凸出一个电源输出连接器(23)，该电源输出连接器(23)与供电输入连接器(13)相匹配，用于电源从电池模块(4)流向信号调理模块(3)；

信号调理模块(3)侧边设有信号输入插头(20)，并通过引线与外界信号收集设备相连，用于引进信号。

2.根据权利要求1所述的直升机模型旋翼旋转信号采集装置，其特征在于：数据采集发射模块(2)、信号调理模块(3)和电池模块(4)靠近边缘的位置开有至少两个螺孔，并通过长螺栓(1)将所述数据采集发射模块、信号调理模块和电池模块串联并固定。

3.根据权利要求1所述的直升机模型旋翼旋转信号采集装置，其特征在于：数据采集发射模块(2)的外侧还设有模拟电压输入连接器(6)及指示灯，内置A/D转换器、采样控制器和WiFi无线通讯接口，数据从信号调理模块(3)传送过来后首先进行A/D转换，之后取样并经天线(5)的无线通讯接口进行发送。

4.根据权利要求1所述的直升机模型旋翼旋转信号采集装置，其特征在于：信号调理模块(3)外侧还设有指示灯，内置差分放大器和低通滤波器，外界信号通过信号输入插头(20)进入信号调理模块(3)，首先经由差分放大器进行信号放大，再由低通滤波器筛选出可用信号，信号输入插头(20)的上方还设有引线压条(19)，用于保护外接引线。

5.根据权利要求1所述的直升机模型旋翼旋转信号采集装置，其特征在于：电池模块(4)外侧设有电源开关(24)、指示灯以及充电输入通讯端子(26)。

6.根据权利要求1所述的直升机模型旋翼旋转信号采集装置，其特征在于：信号调理模块(3)和数据采集发射模块(2)外侧设有电源输入口，外接直流电源。

7.根据权利要求1所述的直升机模型旋翼旋转信号采集装置，其特征在于：数据采集发射模块(2)、信号调理模块(3)和电池模块(4)外部均有壳体及盖板对其进行保护。