CN105021337A - 螺旋桨驱动旋转测力装置及测力方法 - Google Patents

Abstract

<b>一种螺旋桨驱动旋转测力装置及测力方法。研制螺旋桨同步旋转测力装置有着重要的意义。一种螺旋桨同步旋转测力装置，其组成包括：驱动电机，所述的驱动电机采用变频交流电机（</b><b>5</b><b>），所述的变频交流电机的输出轴与扭矩传感器（</b><b>7</b><b>）连接，所述的扭矩传感器的固定在安装平台上，所述的扭矩传感器经高速联轴器</b><b>B</b><b>与螺旋桨连接，所述的螺旋桨与滑环引电器连接，所述的滑环引电器的另一端与六分量旋转轴天平连接，所述的六分量旋转轴天平与螺旋桨桨毂连接。本发明应用于螺旋桨驱动旋转测力装置。</b>

Description

螺旋桨驱动旋转测力装置及测力方法

技术领域：

本发明涉及一种螺旋桨驱动旋转装置及测力方法，特别是在螺旋桨桨毂处安装六分量旋转轴天平，并随螺旋桨同步旋转的测力装置。

背景技术：

随着我国飞行器项目的不断开展，其中涡轮螺旋桨发动机在低亚声速时具有推进效率高、燃油消耗低等特点，采用涡轮螺旋桨发动机作为动力装置的涡轮螺旋桨飞机具有起飞（着陆）距离短、巡航时间长等优点，所以在巡航马赫数较低的低速飞机上被普遍使用。尤其采用新翼型的螺旋桨在起飞、爬升和较高的飞行速度下，比原有的螺旋桨具有更好的性能，于是涡桨发动机在通用飞机、支线客机、军用运输机、舰载预警机及地效飞机等机种上得到更加广泛的应用。

因此能够准确的测量螺旋桨的拉力和扭矩，研制螺旋桨同步旋转测力装置对于螺旋桨飞机的研制有着重要的意义。

发明内容：

本发明的目的是提供一种螺旋桨驱动旋转装置及测力方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种螺旋桨同步旋转测力装置，其组成包括：驱动电机，所述的驱动电机采用变频交流电机，所述的变频交流电机的输出轴与扭矩传感器连接，所述的扭矩传感器的固定在安装平台上，所述的扭矩传感器经高速联轴器B与螺旋桨连接，所述的螺旋桨与滑环引电器连接，所述的滑环引电器的另一端与六分量旋转轴天平连接，所述的六分量旋转轴天平与螺旋桨桨毂连接。

所述的螺旋桨同步旋转测力装置，所述的驱动电机包括驱动电机支撑座、驱动电机托架，所述的驱动电机支撑座安装在安装所述的平台上，所述的驱动电机支撑座的前端安装驱动电机支撑座固定轴，所述的驱动电机托架安装在驱动电机支撑座固定轴的另一端并用驱动电机托架紧固螺钉锁紧，所述的驱动电机托架上安装有所述的变频交流电机。

所述的螺旋桨同步旋转测力装置，所述的变频交流电机的输出轴与高速联轴器A连接，所述的高速联轴器A另一端与扭矩传感器连接，所述的高速联轴器B的另一端与螺旋桨的支撑座连接轴连接。

所述的螺旋桨同步旋转测力装置，所述的螺旋桨桨毂上通过螺旋桨桨叶锁紧螺钉安装有螺旋桨桨叶，所述的螺旋桨桨毂外侧套有螺旋桨桨帽。

所述的螺旋桨同步旋转测力装置的测力方法，螺旋桨同步旋转测力装置安装在地面平台上，螺旋桨的驱动装置采用变频交流电机，变频交流电机安装在电机托架上，前端用高速联轴器与扭矩传感器连接，扭矩传感器基于应变测量原理，弹性体在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在其表面的电阻应变片也产生变形，电阻应变片变形后，其阻值将发生变化，即增大或减小，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号，从而将力转换为电信号，扭矩传感器前端与高速联轴器和螺旋桨连接支撑座相连，螺旋桨连接支撑座引出轴与六分量旋转轴天平连接，螺旋桨安装在桨毂上以后与六分量旋转轴天平连接，六分量旋转轴天平具有精度高，体积小，量程适中，质量均匀，引线方便，高速旋转，其电信号由滑环引电器引出。

本发明的有益效果：

1.本发明螺旋桨同步旋转测力装置安装在地面平台上，螺旋桨的驱动装置采用变频交流电机，电机尺寸小、功率大，变频交流电机安装在电机托架上。前端用高速联轴器与扭矩传感器连接，扭矩传感器基于应变测量原理，弹性体在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在其表面的电阻应变片也产生变形，电阻应变片变形后，其阻值将发生变化，即增大或减小，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号，从而将力转换为电信号。扭矩传感器前端与高速联轴器和螺旋桨连接支撑座相连，螺旋桨连接支撑座引出轴与六分量旋转轴天平连接。螺旋桨安装在桨毂上以后与六分量旋转轴天平连接，六分量旋转轴天平具有精度高，体积小，量程适中，质量均匀，引线方便，高速旋转，其电信号由滑环引电器引出。本发明给出了一种螺旋桨同步测力方法，降低设备旋转带来的振动和信号干扰，实现旋转螺旋桨力和力矩的准确测量

2.本发明螺旋桨同步旋转测力装置，测力范围阻力0~300N，扭矩0~22N.m灵敏度误差为0.5％，线性度误差为0.018％，破坏载荷系数3.0，。天平的综合加载精度高于0.1%（滚动元高于0.2%）。实现螺旋桨载荷的高精度测量。

本实用进行螺旋桨同步旋转测力试验时，螺旋桨桨叶由变频交流电机[5]驱动，产生的振动及径向跳动由高速联轴器A和高速联轴器B消除，螺旋桨桨叶的载荷由同步旋转的六分量旋转轴天平进行测量，电信号由滑环引电器[21]引出，测力范围阻力0~300N，扭矩0~22N.m，升力0~50N，俯仰力矩0~25N.m，侧力0~40N，偏航力矩0~45N.m。

附图说明：

附图1是本实用螺旋桨同步旋转测力装置及六分量旋转轴天平的结构示意图。

附图2是螺旋桨同步旋转测力装置结构示意图。

附图3是附图1中A处放大示意图。

附图4是附图2中B处放大示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种螺旋桨同步旋转测力装置，其组成包括：驱动电机支撑座1、驱动电机托架3，所述的驱动电机支撑座安装在安装平台22上，所述的驱动电机支撑座的前端安装驱动电机支撑座固定轴3，所述的驱动电机托架安装在驱动电机支撑座固定轴的另一端并用驱动电机托架紧固螺钉4锁紧，所述的驱动电机托架上安装有变频交流电机5，所述的变频交流电机的输出轴与高速联轴器A6连接，所述的高速联轴器A另一端与扭矩传感器7连接，所述的扭矩传感器的另一端与高速联轴器B9连接，所述的扭矩传感器固定在安装平台上，所述的高速联轴器B的另一端与螺旋桨连接支撑座连接轴13连接，所述的螺旋桨连接支撑座连接轴与螺旋桨连接支撑座连接轴支撑轴承连接后安装在螺旋桨连接支撑座12上，所述的支撑座连接轴支撑轴承两端用螺旋桨连接支撑座轴承端盖10和螺旋桨连接支撑座紧固螺钉固定，所述的螺旋桨连接支撑座连接轴的另一端与滑环引电器21连接，所述的滑环引电器的另一端与六分量旋转轴天平15连接，所述的六分量旋转轴天平与螺旋桨桨毂17连接，所述的螺旋桨桨毂上通过螺旋桨桨叶锁紧螺钉20安装有螺旋桨桨叶16，所述的螺旋桨桨毂外侧套有螺旋桨桨帽19。

实施例2：

根据实施例1所述的螺旋桨同步旋转测力装置的测力方法，螺旋桨同步旋转测力装置安装在地面平台上，螺旋桨的驱动装置采用变频交流电机，电机尺寸小、功率大，变频交流电机安装在电机托架上，前端用高速联轴器与扭矩传感器连接，扭矩传感器基于应变测量原理，弹性体在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在其表面的电阻应变片也产生变形，电阻应变片变形后，其阻值将发生变化，即增大或减小，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号，从而将力转换为电信号，扭矩传感器前端与高速联轴器和螺旋桨连接支撑座相连，螺旋桨连接支撑座引出轴与六分量旋转轴天平连接，螺旋桨安装在桨毂上以后与六分量旋转轴天平连接，六分量旋转轴天平具有精度高，体积小，量程适中，质量均匀，引线方便，高速旋转，其电信号由滑环引电器引出。

Claims (5)

1.一种螺旋桨同步旋转测力装置，其组成包括：驱动电机，其特征是：所述的驱动电机采用变频交流电机，所述的变频交流电机的输出轴与扭矩传感器连接，所述的扭矩传感器的固定在安装平台上，所述的扭矩传感器经高速联轴器B与螺旋桨连接，所述的螺旋桨与滑环引电器连接，所述的滑环引电器的另一端与六分量旋转轴天平连接，所述的六分量旋转轴天平与螺旋桨桨毂连接。

2.根据权利要求1所述的螺旋桨同步旋转测力装置，其特征是：所述的驱动电机包括驱动电机支撑座、驱动电机托架，所述的驱动电机支撑座安装在安装所述的平台上，所述的驱动电机支撑座的前端安装驱动电机支撑座固定轴，所述的驱动电机托架安装在驱动电机支撑座固定轴的另一端并用驱动电机托架紧固螺钉锁紧，所述的驱动电机托架上安装有所述的变频交流电机。

3.根据权利要求1或2所述的螺旋桨同步旋转测力装置，其特征是：所述的变频交流电机的输出轴与高速联轴器A连接，所述的高速联轴器A另一端与扭矩传感器连接，所述的高速联轴器B的另一端与螺旋桨的支撑座连接轴连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的螺旋桨同步旋转测力装置，其特征是：所述的螺旋桨桨毂上通过螺旋桨桨叶锁紧螺钉安装有螺旋桨桨叶，所述的螺旋桨桨毂外侧套有螺旋桨桨帽。

5.一种利用权利要求1-4之一所述的螺旋桨同步旋转测力装置的测力方法，其特征是：螺旋桨同步旋转测力装置安装在地面平台上，螺旋桨的驱动装置采用变频交流电机，变频交流电机安装在电机托架上，前端用高速联轴器与扭矩传感器连接，扭矩传感器基于应变测量原理，弹性体在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在其表面的电阻应变片也产生变形，电阻应变片变形后，其阻值将发生变化，即增大或减小，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号，从而将力转换为电信号，扭矩传感器前端与高速联轴器和螺旋桨连接支撑座相连，螺旋桨连接支撑座引出轴与六分量旋转轴天平连接，螺旋桨安装在桨毂上以后与六分量旋转轴天平连接，六分量旋转轴天平具有精度高，体积小，量程适中，质量均匀，引线方便，高速旋转，其电信号由滑环引电器引出。