CN107588957B - 一种电动无人机动力系统多功能试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功能多样、安全可靠性高、成本低、使用便捷的电动无人机动力系统多功能试验台，包括试验台架组件、动力供电组件、数据测量组件，所述数据测量组件至少包括扭矩测量模块、拉/压力测量模块、以及非测力传感器模块、数采及控制系统组件，所述数采及控制系统组件用以采集所述数据测量组件的反馈信号、并将采集的反馈信号实时传输至上位机、以及安全防护系统组件。本发明公开的一种电动无人机动力系统多功能试验台，其可实现动力系统的地面静拉力试验、动拉力试验，台架设有地面工作台和跑车试验通用接口，动拉力试验功能避免了传统地面静拉力试验误差过大和风洞试验成本过高的缺点。

Description

一种电动无人机动力系统多功能试验台

技术领域

本发明涉及轻小型无人机的动力系统测试技术领域，尤其涉及一种无人机的无刷电机、发动机、螺旋桨等动力系统多工况多参数测试平台及试验方法。

背景技术

轻小型无人机由于体积小、重量轻、机动灵活、成本低的特点广泛用于军事和民用。采用的动力装置为活塞发动机或无刷电动机。其中，动力系统是无人机的心脏，在飞机的总体设计和使用过程中，需要对动力系统进行大量测试和试验，获得动力系统的试验参数和特性，验证可靠性和各种性能。因此动力系统试验台是一种较为重要的试验设备。

近年来，无人机行业井喷式发展，但轻小型无人机的设计研制和元器件选型研发多借鉴航模飞机领域，动力系统各部件多为航模的现成产品。航模零部件厂商多数都只提供了输出功率，很少提供完备的性能数据，缺少总体设计时必要的参数支持，因此行业内对动力系统试验台的需求十分迫切。国内外有一些研制和生产无人机和航模飞机动力系统试验台的专业化企业，但其功能比较单一，技术落后，使用限制过多，成本高，导致无人机设计过程中需要多个试验平台，也只能测试最基本的参数，大大提高了成本，降低了效率。

中国专利CN105628386A提出了一种发动机试验台系统及试验方法，该发明很好的解决了活塞发动机性能检测问题，提高了测试的可靠性和自动化程度，但是其不是专门针对航空活塞发动机或无刷电机，动力输出端不能与无人机动力系统相匹配，部分设计针对性不强，结构复杂，在无人机领域适用性不高。

中国专利CN202994470U提出了一种无人飞机动力性能测试系统，该发明针对在无人机在飞行工况下在发动机驱动下的输出扭矩、转速、功率、推力、油耗等驱动性能等进行综合试验，对发动机的常规参数进行了测量，但是无法对无刷电机动力系统进行试验，适用范围较小。另外，整个系统复杂，安装使用有许多不便。

中国专利CN105819000A提出了一种无人机动力系统多功能试验台及其试验方法，具体的原理图见下图1。

该发明工作过程如下：在底座上通过立柱连接安装板，安装板通过滑轨与试验平台连接，在试验平台的一端设有安装座，安装座可安装动力装置，试验平台的另一端连接拉压测试装置；用来测量推力，在安装板下方的空腔内设有电动力系统和喷气动力系统，在安装板的上方设有活塞动力系统，扭矩测量装置放置在安装座后方，用以测量静态扭矩。

该试验台能够适应于不同动力系统，覆盖较大的动力系统功率范围，能够进行多种试验测试项目，能够进行多种数据的采集和综合处理。但是有以下几方面缺点：能适用的动力系统类型过多，导致在某一特定试验下冗余设计过多，造成额外干扰，针对性较差，况且个别类型的发动机并不适合此种测量方式，过分追求功能的全面势必会造成特异性降低从而导致试验设计不合理，造成额外误差；只能进行地面静拉力试验；部分参数测量方式不够合理，例如扭矩的测量方式只能测量静态扭矩，无法测量对于飞机总体设计更为重要的动态扭矩；测量和数采系统集成化程度不高、并缺少必要的说明，并未达到真正意义上的模块化。

发明内容

本发明的目的是提供一种功能多样、安全可靠性高、结构简单轻巧、成本低、使用便捷的能够快速实现无刷电机和小型活塞发动机螺旋桨动力系统参数的实时测量和采集、并支持采样率设置和数据无线传输的电动无人机动力系统多功能试验台。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开的一种电动无人机动力系统多功能试验台，包括：

试验台架组件，所述试验台架组件用以固定无人机的发动机或电机；

动力供电组件；

数据测量组件，所述数据测量组件至少包括扭矩测量模块、拉/压力测量模块、以及非测力传感器模块；

数采及控制系统组件，所述数采及控制系统组件用以采集所述数据测量组件的反馈信号、并将采集的反馈信号实时传输至上位机；

安全防护系统组件。

进一步的，所述试验台架组件包括一动力安装架，且所述动力安装架具有前端连接部和后端连接部，所述无人机的发动机或电机固连于所述动力安装架的前端连接部的前部，以及一台架底座，所述动力安装架通过动力安装支架连杆与所述台架底座活动连接，所述动力安装支架连杆通过连杆转动轴分别与所述动力安装架和台架底座活动连接，且该动力安装架具有轴向的自由度；

所述台架底座上、并置于所述动力安装架的后端连接部的后方设置有一拉压力传感器安装型材；

所述台架底座前端具有一扭矩测量模块底座，所述扭矩测量模块底座通过连接片与所述台架底座固连；

所述拉/压力测量模块的两端分别刚性连接于所述后端连接部和拉压力传感器安装型材上、并具有一定的水平自由度；

所述扭矩测量模块为动态扭矩传感器，所述扭矩测量模块底座包括一扭矩传感器安装支架，且所述扭矩传感器安装支架通过扭矩传感器连接杆固连于所述扭矩测量模块底座上、并具有轴向自动度；所述动态扭矩传感器安装于所述扭矩传感器安装支架上、并在所述动态扭矩传感器和扭矩传感器安装支架之间垫设用以调节动态扭矩传感器高度的扭矩传感器调整垫片，所述动态扭矩传感器的前端活动安装一螺旋桨、并通过弹性联轴器与其后方的所述无人机的发动机或电机的输出端连接，且所述螺旋桨、动态扭矩传感器、无人机的发动机或电机、动力安装架的轴线重合；

所述台架底座的下部均布有多个磁力开关。

进一步的，所述无人机的发动机或电机通过转接板与所述动力安装架的前端连接部固定、并通过螺栓紧固，所述转接板与所述前端连接部之间设置有减震器；

所述拉/压力测量模块为S型拉压力传感器，所述S型拉压力传感器的一端与所述拉压力传感器安装型材固连，所述S型拉压力传感器的另一端通过钢丝软绳与所述动力安装架的后端连接部刚性连接、且所述钢丝软绳拉紧；

所述动力安装架、钢丝软绳、S型拉压力传感器的轴线重合。

进一步的，所述动力安装架下部的动力安装支架连杆的后部固定有限位加工件。

进一步的，所述非测力传感器模块为电压传感器、电流传感器、温度传感器、风速传感器、转速传感器中的一种或多种；

所述非测力传感器模块的供电和数据传输均通过数采及控制系统组件实现；

所述数采及控制系统组件上具有外置接口，所述数据测量组件以及安全防护系统组件均电连接于所述外置接口处。

进一步的，所述数采及控制系统组件通过无线数据传输将反馈信号发送至所述上位机，并通过所述上位机内的Labview程序处理后绘制曲线并检测异常数据。

进一步的，所述试验台架组件包括一动力安装架，且所述动力安装架具有前端连接部和后端连接部，所述无人机的发动机或电机固连于所述动力安装架的前端连接部的前部，以及一台架底座，所述动力安装架通过动力安装支架连杆与所述台架底座活动连接，所述动力安装支架连杆通过连杆转动轴分别与所述动力安装架和台架底座活动连接，且该动力安装架具有轴向的自由度；

所述台架底座上、并置于所述动力安装架的后端连接部的后方设置有一拉压力传感器安装型材；

所述台架底座前端具有一扭矩测量模块底座，所述扭矩测量模块底座通过连接片与所述台架底座固连；

所述拉/压力测量模块的两端分别刚性连接于所述后端连接部和拉压力传感器安装型材上、并具有一定的水平自由度；

所述所述无人机的发动机或电机的输出端活动安装一螺旋桨，所述非测力传感器模块为风速传感器，所述风速传感器安装于所述扭矩测量模块底座上，且所述风速传感器的探头、螺旋桨、无人机的发动机或电机的轴线重合；

该试验台上的试验车的车顶行李架上固定有多个磁力开关。

进一步的，所述拉/压力测量模块为S型拉压力传感器，所述S型拉压力传感器的一端与所述拉压力传感器安装型材固连，所述S型拉压力传感器的另一端通过钢丝软绳与所述动力安装架的后端连接部刚性连接、且所述钢丝软绳拉紧；

所述动力安装架、钢丝软绳、S型拉压力传感器的轴线重合。

进一步的，所述动力安装架下部的动力安装支架连杆的后部固定有限位加工件。

进一步的，所述非测力传感器模块的供电和数据传输均通过数采及控制系统组件实现；

所述数采及控制系统组件上具有外置接口，所述数据测量组件以及安全防护系统组件均电连接于所述外置接口处；

所述数采及控制系统组件通过无线数据传输将反馈信号发送至所述上位机，并通过所述上位机内的Labview程序处理后绘制曲线并检测异常数据。

在上述技术方案中，本发明提供的一种电动无人机动力系统多功能试验台，其可实现动力系统的地面静拉力试验、动拉力试验，台架设有地面工作台和跑车试验通用接口，动拉力试验功能避免了传统地面静拉力试验误差过大和风洞试验成本过高的缺点，合理的试验设计和参数测量完全能够满足无人机研制过程中对动力系统试验项目和精度的要求。

本发明在保证整个台架安全性、可靠性的前提下进行了系统减重，轻量化的设计使用安装维护方便，可靠性高，成本廉价。

本发明的数采及控制系统的数据传输采用无线传输，避免了现有台架测量过程中线路复杂干扰多、人员不能距离太远安全性低等问题，能够实时、准确、安全地进行数据采集；数据的采集支持上位机软件设置，可根据试验需求实时设置采样频率、采样参数，并实时绘制个参数变化曲线，及时分析并检测试验参数；备有报警功能，当待测参数超过预先设置的安全系数后，系统会报警并自动终止试验，保证了试验人员和设备的安全性。

本发明结构简单紧凑，模块化的设计使其安装方便，具有良好的通用性；功能区的集成，大大缩小了试验系统的体积和重量，简化了布线，使用十分便捷。

本发明功能多样，可适配无刷电机、活塞发动机两种动力源，螺旋桨的尺寸支持8-32英寸，并可进行多种工况的试验，参数测量全面，满足大多数飞机研制的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是中国专利CN105819000A公开的试验台的结构原理示意图；

图2是本发明公开的一种电动无人机动力系统多功能试验台的系统组成原理框图；

图3是图2所示的一种电动无人机动力系统多功能试验台的结构示意图；

图4是图2所示的一种电动无人机动力系统多功能试验台的侧视图；

图5是图2所示的一种电动无人机动力系统多功能试验台的以磁力开关为核心的地面/跑车切换模块的主视图；

图6是图2所示的一种电动无人机动力系统多功能试验台的以磁力开关为核心的地面/跑车切换模块的俯视图；

图7是图2所示的一种电动无人机动力系统多功能试验台的跑车试验时试验台架的结构示意图；

图8是图2所示的一种电动无人机动力系统多功能试验台的采集控制箱示意图。

附图标记说明：

1、磁力开关；2、扭矩测量模块底座；3、扭矩传感器连接杆；4、扭矩传感器安装支架；5、螺旋桨；6、扭矩传感器调整垫片；7、动态扭矩传感器；8、弹性联轴器；9、无刷电机；10、转接板；11、减震器；12、螺旋桨、动态扭矩传感器、无人机的发动机或电机、动力安装架的轴线；13、动力安装架；14、动力支架拉力吊环；15、钢丝软绳；16、传感器拉力吊环；17、S型拉压力传感器；18、拉压力传感器安装型材；19、动力安装架、钢丝软绳、S型拉压力传感器的轴线；20、动力安装支架连杆；21、限位加工件；22、连杆转动轴；23、连接片；24、台架底座；25、风速传感器；26、安全防护系统组件；27、试验台架组件；28、前端连接部；29、后端连接部。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

参见图2-5所示；

本发明的一种电动无人机动力系统多功能试验台，包括：

试验台架组件27，试验台架组件27用以固定无人机的发动机或电机；

动力供电组件；

数据测量组件，数据测量组件至少包括扭矩测量模块、拉/压力测量模块、以及非测力传感器模块；

数采及控制系统组件，数采及控制系统组件用以采集数据测量组件的反馈信号、并将采集的反馈信号实时传输至上位机；以及安全防护系统组件26。

本发明针对无人机设计制造领域对动力系统试验的迫切需求及现有发明、技术的缺陷，提出了一种动力系统多功能测试平台并设计了合理的试验方法，该平台能适应多种类型多种尺寸的动力系统，如无刷电机9、小型活塞发动机、8-32英寸螺旋桨5等。支持多参数测量，如电流、电压、功率、扭矩、转速、推力、来流速度、温度、湿度、压力等。适应多种工况环境的试验，如静拉力和动拉力，采用高精度传感器、开放接口、模块化设计，能够保证试验准确、简单、高效。

本发明的实施例一：

参见图2所示，本发明可根据实际使用情况将不同功能区进行模块化设计，现以无人机的无刷电机9为例进行阐述。而上述实施例中的各模块/组件相互独立，根据不同任务需求可拆装不同模块/组件，各模块/组件间通过标准接口连接。

其中，本实施例中试验台架组件27为整个系统的基础和支撑，具体为试验台架组件27包括一动力安装架13，且动力安装架13具有前端连接部28和后端连接部29，无人机的无刷电机9固连于动力安装架13的前端连接部28的前部，以及一台架底座24，动力安装架13通过动力安装支架连杆20与台架底座24活动连接，动力安装支架连杆20通过连杆转动轴22分别与动力安装架13和台架底座24活动连接，且该动力安装架13具有轴向的自由度；

台架底座24上、并置于动力安装架13的后端连接部29的后方设置有一拉压力传感器安装型材18；

台架底座24前端具有一扭矩测量模块底座2，扭矩测量模块底座2通过连接片23与台架底座24固连；

拉/压力测量模块的两端分别刚性连接于后端连接部29和拉压力传感器安装型材18上、并具有一定的水平自由度；

扭矩测量模块为动态扭矩传感器7，扭矩测量模块底座2包括一扭矩传感器安装支架4，且扭矩传感器安装支架4通过扭矩传感器连接杆3固连于扭矩测量模块底座2上、并具有轴向自动度；动态扭矩传感器7安装于扭矩传感器安装支架4上、并在动态扭矩传感器7和扭矩传感器安装支架4之间垫设用以调节动态扭矩传感器7高度的扭矩传感器调整垫片6，动态扭矩传感器7的前端活动安装一螺旋桨5、并通过弹性联轴器8与其后方的无人机的无刷电机9的输出端连接，且螺旋桨5、动态扭矩传感器7、无人机的无刷电机9、动力安装架13的轴线12重合；台架底座24的下部均布有多个磁力开关1。

试验台架组件27的下方固定安装采用磁力开关1固定，实验时磁力开关1开启，依靠强大的磁力吸住工作台，关闭磁力开关，磁力消失，便于整个台架的移动和调整。其中，整个试验台架组件27上设有动力安装区、传感器安装及测量区，数采及控制模块安装区等，试验台架组件27的外部设有供电区和安全防护区。

优选的，本实施例中无人机的无刷电机9通过转接板10与动力安装架13的前端连接部28固定、并通过螺栓紧固，转接板10与前端连接部28之间设置有减震器11；动力安装区由上述的动力安装架13、减震器11、转接板10组成，其中，转接板10根据试验对象的安装孔可调节，并配备多规格的转接板10，从而保证适配多种型号的无刷电机9。动力源在高速运转状态下会造成振动，影响试验参数测定的准确性，因此配备减震垫，保证整个系统平稳可靠。

另外，拉/压力测量模块为S型拉压力传感器17，S型拉压力传感器17的一端与拉压力传感器安装型材18固连，S型拉压力传感器17的另一端通过钢丝软绳15与动力安装架13的后端连接部29刚性连接、且钢丝软绳15拉紧；其中，动力安装架13、钢丝软绳15、S型拉压力传感器17的轴线19重合。传感器安装区主要包括动态扭矩传感器7、拉压力传感器、转速传感器、电压、电流传感器、油门测量模块、温度测量探头、风速测量探头等，测量参数全面、安装方便，供电和数据接口实现标准化统一，通用性强。传感器模块的核心是推力和扭矩的测量。其中，推力的测量机构采用了本实施例中的S型拉压力传感器17，其安装方式见上文描述。其中，钢丝软绳15的作用是保证S型拉压力传感器17只收到螺旋桨5推力方向的力，其余方向的干扰通过钢丝软绳15得到形变分解，从而避免测量误差。而在钢丝软绳15的安装中，可以调整钢丝软绳15的长度保证动力安装支架连杆20竖直，调整竖直情况后，将钢丝软绳15长度固定并用卡扣卡死。另外，在安装时，需要确保动力安装支架连杆20竖直，以及上述实施例限定的轴线重合要求。扭矩的测量分为动态扭矩的测量和静态反扭矩的测量，在飞机研制过程中通常需要动态扭矩的数据，另外为了满足多方面需求，本实施例也预留有静态扭矩传感器安装模块接口。

更优选的，本实施例中动力安装架13下部的动力安装支架连杆20的后部固定有限位加工件21。进一步的，本实施例中动力安装架13通过动力安装支架连杆20和连杆转动轴22与下方的台架底座24活动连接，安装后，需要利用卡簧卡住限位，同时，该连杆转动轴22需要提前涂抹润滑脂，另外，本实施例还利用螺栓紧固有限位加工件21，其主要为了防止动力安装支架连杆20向后倾转。

优选的，本实施例中非测力传感器模块为电压传感器、电流传感器、温度传感器、风速传感器25、转速传感器中的一种或多种；

非测力传感器模块的供电和数据传输均通过数采及控制系统组件实现；

数采及控制系统组件上具有外置接口，数据测量组件以及安全防护系统组件26均电连接于外置接口处。

更优选的，上述方案中数采及控制系统组件通过无线数据传输将反馈信号发送至上位机，并通过上位机内的Labview程序处理后绘制曲线并检测异常数据。

数采及控制模块主要由控制模块、供电模块、各种传感器、放大器模块、数据采集卡、无线数传模块等集成而成。经集成化和小型化整合至一个数采控制箱内，并预留出备用接口，根据实验的需要可自由选择连接方式。控制模块主要包括接收机和PWM发生器，支持两种控制模式，数采模块核心是单片机，对各传感器的反馈信号进行采集，并实时传输给上位机，其可通过上位机软件进行设置。

根据试验项目需求自由选择其余种类的传感器，如电压、电流、温度、风速、转速等传感器，传感器的功能点和数据传输均由数采及控制模块组件提供，直接将所选传感器插头连接至数采及控制模块组件的外置接口即可。连接电源，打开工控机，放置安全防护系统组件26，完成电路检查后即可进行试验。

试验过程中，通过无线数据传输模块将数采及控制模块组件采集的数据实时发送至上位机，并经上位机软件Labview程序处理后实时绘制曲线并检测异常数据，当采集数据超出预置的安全报警系统后，系统会发出报警，超过3秒无处理，控制系统会自动停止试验，简化人员操作，提高了安全性和可控性。

另外，在对小型活塞发动机试验时，只需更换部分传感器和转接板10即可，操作方便，灵活性好。最后，整个试验台采用钢材和铝合金型材，多数零部件为一般标准件，成本较低，安装方便。

本发明的实施例二(仍以无刷电机为例)：

参见图6所示，试验台架组件27包括一动力安装架13，且动力安装架13具有前端连接部28和后端连接部29，无人机的无刷电机9固连于动力安装架13的前端连接部28的前部，以及一台架底座24，动力安装架13通过动力安装支架连杆20与台架底座24活动连接，动力安装支架连杆20通过连杆转动轴22分别与动力安装架13和台架底座24活动连接，且该动力安装架13具有轴向的自由度；

台架底座24上、并置于动力安装架13的后端连接部的后方设置有一拉压力传感器安装型材18；

台架底座24前端具有一扭矩测量模块底座2，扭矩测量模块底座2通过连接片23与台架底座24固连；

拉/压力测量模块的两端分别刚性连接于后端连接部29和拉压力传感器安装型材18上、并具有一定的水平自由度；

所述无人机的无刷电机9的输出端活动安装一螺旋桨5，非测力传感器模块为风速传感器25，风速传感器25安装于扭矩测量模块底座2上，且风速传感器25的探头、螺旋桨5、无人机的无刷电机9的轴线重合；

该试验台上的试验车的车顶行李架上固定有多个磁力开关1。

其中，作为优选的方案：拉/压力测量模块为S型拉压力传感器17，S型拉压力传感器17的一端与拉压力传感器安装型材18固连，S型拉压力传感器17的另一端通过钢丝软绳15与动力安装架13的后端连接部29刚性连接、且钢丝软绳15拉紧；动力安装架13、钢丝软绳15、S型拉压力传感器18的轴线19重合。

更优选的，本实施例中动力安装架下部的动力安装支架连杆20的后部固定有限位加工件21。

另外，非测力传感器模块的供电和数据传输均通过数采及控制系统组件实现；

数采及控制系统组件上具有外置接口，数据测量组件以及安全防护系统组件26均电连接于外置接口处；

数采及控制系统组件通过无线数据传输将反馈信号发送至上位机，并通过上位机内的Labview程序处理后绘制曲线并检测异常数据。

本实施例阐述了本发明的第二种实施方式，其与第一种实施方式不同之处为：利用风速传感器25代替动态扭矩传感器7，将风速传感器25安装于扭矩测量模块底座2处，随后整体安装后磁力开关1需要固定于试验车的车顶行李架上，而非固定在工作台上，同时，螺旋桨5直接安装在无刷电机9的输出端即可，此时，无需测量动态扭矩，其余部分与实施例一相同，这里不再阐述。

结合上述两个实施例可以得出，本发明的多功能试验台至少能够实现以下功能：静拉力试验、扭矩试验、电机功耗与电池性能试验、电机效率试验、小型活塞发动机性能试验、动拉力试验、螺旋桨性能试验。

在上述技术方案中，本发明提供的一种电动无人机动力系统多功能试验台，其可实现动力系统的地面静拉力试验、动拉力试验，台架设有地面工作台和跑车试验通用接口，动拉力试验功能避免了传统地面静拉力试验误差过大和风洞试验成本过高的缺点，合理的试验设计和参数测量完全能够满足无人机研制过程中对动力系统试验项目和精度的要求。

本发明在保证整个台架安全性、可靠性的前提下进行了系统减重，轻量化的设计使用安装维护方便，可靠性高，成本廉价。

本发明的数采及控制系统的数据传输采用无线传输，避免了现有台架测量过程中线路复杂干扰多、人员不能距离太远安全性低等问题，能够实时、准确、安全地进行数据采集；数据的采集支持上位机软件设置，可根据试验需求实时设置采样频率、采样参数，并实时绘制个参数变化曲线，及时分析并检测试验参数；备有报警功能，当待测参数超过预先设置的安全系数后，系统会报警并自动终止试验，保证了试验人员和设备的安全性。

本发明结构简单紧凑，模块化的设计使其安装方便，具有良好的通用性；功能区的集成，大大缩小了试验系统的体积和重量，简化了布线，使用十分便捷。

本发明功能多样，可适配无刷电机9、活塞发动机两种动力源，螺旋桨5的尺寸支持8-32英寸，并可进行多种工况的试验，参数测量全面，满足大多数飞机研制的需求。

最后，磁力开关的引入，不仅使台架可牢牢吸附在任意铁磁类平面，更大大减轻了传统上为了使台架稳固造成的重量偏大情况，便于运输、节省材料、也保证了可靠性和安全性。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种电动无人机动力系统多功能试验台，其特征在于，包括：

试验台架组件(27)，所述试验台架组件(27)用以固定无人机的发动机或电机；

动力供电组件；

数据测量组件，所述数据测量组件至少包括扭矩测量模块、拉/压力测量模块、以及非测力传感器模块；

数采及控制系统组件，所述数采及控制系统组件用以采集所述数据测量组件的反馈信号、并将采集的反馈信号实时传输至上位机；

安全防护系统组件(26)；

所述试验台架组件(27)包括一动力安装架(13)，且所述动力安装架(13)具有前端连接部(28)和后端连接部(29)，所述无人机的发动机或电机固连于所述动力安装架(13)的前端连接部(28)的前部，以及一台架底座(24)，所述动力安装架(13)通过动力安装支架连杆(20)与所述台架底座(24)活动连接，所述动力安装支架连杆(20)通过连杆转动轴(22)分别与所述动力安装架(13)和台架底座(24)活动连接，且该动力安装架(13)具有轴向的自由度；

所述台架底座(24)上、并置于所述动力安装架(13)的后端连接部(29)的后方设置有一拉压力传感器安装型材(18)；

所述台架底座(24)前端具有一扭矩测量模块底座(2)，所述扭矩测量模块底座(2)通过连接片(23)与所述台架底座(24)固连；

所述拉/压力测量模块的两端分别刚性连接于所述后端连接部(29)和拉压力传感器安装型材(18)上、并具有一定的水平自由度；

所述扭矩测量模块为动态扭矩传感器(7)，所述扭矩测量模块底座(2)包括一扭矩传感器安装支架(4)，且所述扭矩传感器安装支架(4)通过扭矩传感器连接杆(3)固连于所述扭矩测量模块底座(2)上、并具有轴向自动度；所述动态扭矩传感器(7)安装于所述扭矩传感器安装支架(4)上、并在所述动态扭矩传感器(7)和扭矩传感器安装支架(4)之间垫设用以调节动态扭矩传感器(7)高度的扭矩传感器调整垫片(6)，所述动态扭矩传感器(7)的前端活动安装一螺旋桨(5)、并通过弹性联轴器(8)与其后方的所述无人机的发动机或电机的输出端连接，且所述螺旋桨、动态扭矩传感器、无人机的发动机或电机、动力安装架的轴线(12)重合；

所述台架底座(24)的下部均布有多个磁力开关(1)。

2.根据权利要求1所述的一种电动无人机动力系统多功能试验台，其特征在于，所述无人机的发动机或电机通过转接板(10)与所述动力安装架(13)的前端连接部(28)固定、并通过螺栓紧固，所述转接板(10)与所述前端连接部(28)之间设置有减震器(11)；

所述拉/压力测量模块为S型拉压力传感器(17)，所述S型拉压力传感器(17)的一端与所述拉压力传感器安装型材(18)固连，所述S型拉压力传感器(17)的另一端通过钢丝软绳(15)与所述动力安装架(13)的后端连接部(29)刚性连接、且所述钢丝软绳(15)拉紧；

所述动力安装架、钢丝软绳、S型拉压力传感器的轴线(19)重合。

3.根据权利要求1所述的一种电动无人机动力系统多功能试验台，其特征在于，所述动力安装架(13)下部的动力安装支架连杆(20)的后部固定有限位加工件(21)。

4.根据权利要求1所述的一种电动无人机动力系统多功能试验台，其特征在于，所述非测力传感器模块为电压传感器、电流传感器、温度传感器、风速传感器(25)、转速传感器中的一种或多种；

所述非测力传感器模块的供电和数据传输均通过数采及控制系统组件实现；

所述数采及控制系统组件上具有外置接口，所述数据测量组件以及安全防护系统组件(26)均电连接于所述外置接口处。

5.根据权利要求4所述的一种电动无人机动力系统多功能试验台，其特征在于，所述数采及控制系统组件通过无线数据传输将反馈信号发送至所述上位机，并通过所述上位机内的Labview程序处理后绘制曲线并检测异常数据。

6.一种电动无人机动力系统多功能试验台，其特征在于，包括：

试验台架组件(27)，所述试验台架组件(27)用以固定无人机的发动机或电机；

动力供电组件；

数据测量组件，所述数据测量组件至少包括扭矩测量模块、拉/压力测量模块、以及非测力传感器模块；

数采及控制系统组件，所述数采及控制系统组件用以采集所述数据测量组件的反馈信号、并将采集的反馈信号实时传输至上位机；

安全防护系统组件(26)；

所述试验台架组件(27)包括一动力安装架(13)，且所述动力安装架(13)具有前端连接部(28)和后端连接部(29)，所述无人机的发动机或电机固连于所述动力安装架(13)的前端连接部(28)的前部，以及一台架底座(24)，所述动力安装架(13)通过动力安装支架连杆(20)与所述台架底座(24)活动连接，所述动力安装支架连杆(20)通过连杆转动轴(22)分别与所述动力安装架(13)和台架底座(24)活动连接，且该动力安装架(13)具有轴向的自由度；

所述台架底座(24)上、并置于所述动力安装架(13)的后端连接部(29)的后方设置有一拉压力传感器安装型材(18)；

所述台架底座(24)前端具有一扭矩测量模块底座(2)，所述扭矩测量模块底座(2)通过连接片(23)与所述台架底座(24)固连；

所述拉/压力测量模块的两端分别刚性连接于所述后端连接部(28)和拉压力传感器安装型材(18)上、并具有一定的水平自由度；

所述所述无人机的发动机或电机的输出端活动安装一螺旋桨(5)，所述非测力传感器模块为风速传感器(25)，所述风速传感器(25)安装于所述扭矩测量模块底座(2)上，且所述风速传感器(25)的探头、螺旋桨(5)、无人机的发动机或电机的轴线重合；

该试验台上的试验车的车顶行李架上固定有多个磁力开关(1)。

7.根据权利要求6所述的一种电动无人机动力系统多功能试验台，其特征在于，所述拉/压力测量模块为S型拉压力传感器(17)，所述S型拉压力传感器(17)的一端与所述拉压力传感器安装型材(18)固连，所述S型拉压力传感器(17)的另一端通过钢丝软绳(15)与所述动力安装架(13)的后端连接部(29)刚性连接、且所述钢丝软绳(15)拉紧；

所述动力安装架、钢丝软绳、S型拉压力传感器的轴线(19)重合。

8.根据权利要求7所述的一种电动无人机动力系统多功能试验台，其特征在于，所述动力安装架(13)下部的动力安装支架连杆(20)的后部固定有限位加工件(21)。

9.根据权利要求8所述的一种电动无人机动力系统多功能试验台，其特征在于，所述非测力传感器模块的供电和数据传输均通过数采及控制系统组件实现；

所述数采及控制系统组件上具有外置接口，所述数据测量组件以及安全防护系统组件(26)均电连接于所述外置接口处；

所述数采及控制系统组件通过无线数据传输将反馈信号发送至所述上位机，并通过所述上位机内的Labview程序处理后绘制曲线并检测异常数据。