CN105730716A - 一种多旋翼无人机的多功能动力系统分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多旋翼无人机的多功能动力系统分析仪，包括红外光电开关、显示屏、测试仪机架、测试仪底座、拉力传感器、电流表分流器和控制器，所述控制器包括主控芯片、液晶显示电路、电压测量电路、电流测量电路、拉力测量电路、SD卡电路以及电源模块。该装置可以同时测量机臂的流经电流、电压、桨叶转速以及电机?桨产生拉力，以此计算不同桨叶转速下的电机?桨力效，并将数据储存在SD卡中，通过电脑直接读取并分析数据，使无人机正常工作时处于动力机构力效较大情况下，提高无人机的工作效率，为大载重无人机的动力机构研发提供数据支撑。

Description

一种多旋翼无人机的多功能动力系统分析仪

技术领域

本发明涉及一种工业检测装置，具体是一种多旋翼无人机的多功能动力系统分析仪。

背景技术

无人机从技术角度可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇和无人伞翼机。无人机可广泛用于环境监测、农业植保、军用、航拍、勘测、测绘、警用、城市管理、气象、电力、抢险救灾等领域。随着无人机的迅速发展，其应用领域越来越广泛。在大载重量无人研发阶段，如水质采样无人机和机植保无人机，由于其载重量大，电调、电机、桨等动力机构选型变得尤其重要。同种动力机构，在动力机构输入电压相同的情况下，桨叶转速越大其产生的提升力也就越大，但是流经电调、电机的电流也变得很大。流经动力机构电流乘以两端电压为动力机构所需功率，动力机构力效即为桨产生的提升力与动力机构之比。产生同种拉力时，动力机构力效越大，所需电池等供能构件提供能量越小，提高无人机效率。目前公知的动力系统分析仪，由拉力测试仪、转速表和开关电源组成，测试动力机构需要稳定螺旋桨转速，分别从拉力测试仪读出拉力，从转速表读出桨叶转速，从开关电源读出动力系统两端电压和流经电流，一方面读数具有时间差，测试数据不太准确，另一方面需要人工读取、记录和分析数据，浪费人力和精力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多旋翼无人机的多功能动力系统分析仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多旋翼无人机的多功能动力系统分析仪，包括红外光电开关、显示屏、测试仪机架、测试仪底座、拉力传感器、电流表分流器和控制器，所述控制器包括主控芯片、液晶显示电路、电压测量电路、电流测量电路、拉力测量电路、SD卡电路以及电源模块，红外光电开关位于测试仪机架的侧面并且位于螺旋桨的下方，红外光电开关的信号输出端与主控芯片的输入端口相连，拉力传感器设置在测试仪机架和测试仪底座中间，拉力传感器的信号输出端与拉力测量电路的输入端口相连，电流表分流器位于测试仪底座的上方，电流表分流器的信号输出端与电流测量电路的输入端口相连，SD卡座安装在测试仪机架上，显示屏安装在SD卡座上，控制器通过信号线分别与拉力传感器、电流表分流器和红外光电开关相连。

作为本发明进一步的方案：主控芯片包括单片机最小系统电路。

作为本发明进一步的方案：显示屏采用TFT液晶显示屏。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该装置可以同时测量机臂的流经电流、电压、桨叶转速以及电机-桨产生拉力，以此计算不同桨叶转速下的电机-桨力效，并将数据储存在SD卡中，通过电脑直接读取并分析数据，使无人机正常工作时处于动力机构力效较大情况下，提高无人机的工作效率，为大载重无人机的动力机构研发提供数据支撑。

附图说明

图1为多旋翼无人机的多功能动力系统分析仪的爆炸图。

图2为多旋翼无人机的多功能动力系统分析仪的结构示意图。

图3为多旋翼无人机的多功能动力系统分析仪的工作流程图。

其中：1-螺旋桨，2-电机，3-电机托盘，4-SD卡座，5-显示屏，6-测试仪机架，7-拉力传感器，8-测试仪底座，9-控制器，10-信号线，11-电流表分流器，12-红外光电开关。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-3，一种多旋翼无人机的多功能动力系统分析仪，包括红外光电开关12、显示屏5、测试仪机架6、测试仪底座8、拉力传感器7、电流表分流器11和控制器9，所述控制器9包括主控芯片、液晶显示电路、电压测量电路、电流测量电路、拉力测量电路、SD卡电路以及电源模块，红外光电开关12位于测试仪机架6的侧面并且位于螺旋桨1的下方，红外光电开关12的信号输出端与主控芯片的输入端口相连，拉力传感器7设置在测试仪机架6和测试仪底座8中间，拉力传感器7的信号输出端与拉力测量电路的输入端口相连，电流表分流器11位于测试仪底座8的上方，电流表分流器11的信号输出端与电流测量电路的输入端口相连，SD卡座4安装在测试仪机架6上，显示屏5安装在SD卡座4上，控制器9通过信号线10分别与拉力传感器7、电流表分流器11和红外光电开关12相连。主控芯片包括单片机最小系统电路。显示屏5采用TFT液晶显示屏，电机2通过电机托盘3安装在测试仪机架6上。

本发明的工作原理是：将电机2和螺旋桨1分别安装在电机托盘3的上方，通过控制电调输入端电平占空比控制电机-桨叶转速；红外光电开关12检测桨叶是否通过红外开关感应区，然后以高低电平的形式反馈给主控芯片；拉力传感器7测量动力机构产生的拉力，以模拟量的形式将拉力反馈给拉力测量电路，然后将数据传递到主控芯片；电流表分流器11测量流经动力机构的电流，以模拟量的形式反馈给电流测量电路，然后将数据传递到主控芯片；电压测量电路测量电压，将数据传递到主控芯片；主控芯片将测量数据实时处理；SD卡座4用于储存数据；显示屏5用于显示实时测量数据和力效；电源模块给整个系统供电。程序主循环包含转速测量子程序、电流测量子程序、电压测量子程序、拉力测量子程序、数据计算子程序、TFT液晶显示子程序和SD卡储存子程序。安装需要测试无人机动力系统并给动力系统分析仪供电，程序首先进行系统时钟初始化、串口初始化、延时程序初始化、TFT液晶显示程序等；其次调用转速测量子程序测量无人机动力系统螺旋桨的转速，电流测量子程序测量无人机动力系统流经电流，电压测量子程序测量无人机动力系统端口电压、拉力测量子程序测量无人机动力系统拉力和计算子程序计算力效；然后调用TFT液晶显示子程序显示机臂流经电流、电压、桨叶转速、电机-桨产生拉力以及电机-桨力效；最后将数据保存在SD卡中，并开启下一次循环。

该装置可以同时测量机臂的流经电流、电压、桨叶转速以及电机-桨产生拉力，以此计算不同桨叶转速下的电机-桨力效，并将数据储存在SD卡中，通过电脑直接读取并分析数据，使无人机正常工作时处于动力机构力效较大情况下，提高无人机的工作效率，为大载重无人机的动力机构研发提供数据支撑。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (3)

1.一种多旋翼无人机的多功能动力系统分析仪，其特征在于，包括红外光电开关、显示屏、测试仪机架、测试仪底座、拉力传感器、电流表分流器和控制器，所述控制器包括主控芯片、液晶显示电路、电压测量电路、电流测量电路、拉力测量电路、SD卡电路以及电源模块，红外光电开关位于测试仪机架的侧面并且位于螺旋桨的下方，红外光电开关的信号输出端与主控芯片的输入端口相连，拉力传感器设置在测试仪机架和测试仪底座中间，拉力传感器的信号输出端与拉力测量电路的输入端口相连，电流表分流器位于测试仪底座的上方，电流表分流器的信号输出端与电流测量电路的输入端口相连，SD卡座安装在测试仪机架上，显示屏安装在SD卡座上，控制器通过信号线分别与拉力传感器、电流表分流器和红外光电开关相连。

2.根据权利要求1所述的多旋翼无人机的多功能动力系统分析仪，其特征在于，所述主控芯片包括单片机最小系统电路。

3.根据权利要求1或2所述的多旋翼无人机的多功能动力系统分析仪，其特征在于，所述显示屏采用TFT液晶显示屏。