CN108592810A - 一种直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统，包括传感器单元、供电与数据采集单元、数据处理单元；所述的传感器单元用于测量直升机旋翼的旋转方位和桨叶高度；所述的供电与数据采集单元用于对传感器单元进行供电，并采集所述传感器单元输出的直升机旋翼的旋转方位数据和桨叶高度数据；所述的数据处理单元用于接收供电与数据采集单元发送的直升机旋翼的旋转方位数据和桨叶高度数据，并进行处理，得到直升机旋翼的共锥度和桨间距。本发明具有测量精度高、安全性能高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及旋翼测量技术领域，具体来说是一种直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统。
背景技术
直升机主要由机体和升力(含旋翼和尾桨)、动力、传动三大系统以及机载飞行设备等组成。旋翼一般由涡轮轴发动机或活塞式发动机通过由传动轴及减速器等组成的机械传动系统来驱动，也可由桨尖喷气产生的反作用力来驱动。
双旋翼共轴式直升机是直升机中的一种，其基本特征是:两副完全相同的旋翼，一上一下安装在同一根旋翼轴上，两旋翼间有一定间距。两副旋翼的旋转方向相反，它们的反扭矩可以互相抵消。这样，就用不着再装尾桨了。直升机的航向操纵靠上下两旋翼总距的差动变化来完成。
双旋翼共轴式直升机主要优点是结构紧凑，外形尺寸小。这种直升机因无尾桨，所以也就不露要装长长的尾梁，机身长度也可以大大缩短。有两副旋翼产生升力，每副旋翼的直径也可以缩短。机体部件可以紧凑地安排在直升机重心处，所以飞行稳定性好，也便于操纵。与单旋翼带尾桨直升机相比，其操纵效率明显有所提高。此外。共轴式直升机气动力对称，其悬停效率也比较高。
直升机飞行过程中，为了提高安全性能，会动态测量旋翼共锥度及桨间距，共锥度是指直升机旋翼桨叶间的高度差，桨间距是指共轴双旋翼的第一层旋翼与第二层旋翼的桨叶旋转至轴向投影相交位置时的桨叶轴向间距，采用目前的测量系统，普遍存在测量精度低，测量效果不好的缺陷，需要进行有效的改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的测量精度较低、测量效果较差的缺陷，提供一种直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统来解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：本发明公开了一种直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统，包括传感器单元、供电与数据采集单元、数据处理单元；
所述的传感器单元用于测量直升机旋翼的旋转方位和桨叶高度；
所述的供电与数据采集单元用于对传感器单元进行供电，并采集所述传感器单元输出的直升机旋翼的旋转方位数据和桨叶高度数据；
所述的数据处理单元用于接收供电与数据采集单元发送的直升机旋翼的旋转方位数据和桨叶高度数据，并进行处理，得到直升机旋翼的共锥度和桨间距。
作为优选，一种采用上述的直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统测量的直升机，所述的直升机采用有人型直升机或无人型直升机，所述的直升机采用单旋翼式直升机或双旋翼共轴式直升机，所述的单旋翼式直升机包括单层旋翼，可对其测量旋翼共锥度，所述的双旋翼共轴式直升机包括第一层旋翼和第二层旋翼，可对其测量旋翼共锥度和桨间距。
作为优选，所述的传感器单元包括距离传感模块和方位传感模块，所述的距离传感模块用于测量直升机旋翼的桨叶高度，所述的方位传感模块用于测量所述直升机旋翼的旋转方位。
作为优选，所述的距离传感模块采用基于三角法测量原理的激光位移传感器或基于时间飞行法测量原理的激光测距传感器，所述的方位传感模块采用反射式光电开关传感器。
作为优选，所述的供电与数据采集单元包括数据采集模块、电池模块和电压转换模块，所述的数据采集模块用于采集距离传感模块和方位传感模块输出的桨叶高度数据和旋转方位数据，所述的电池模块用于为距离传感模块、方位传感模块和数据采集模块进行供电，所述的电压转换模块用于将电池模块的输出电压值转换成距离传感模块、方位传感模块和数据采集模块所需的供电电压值。
作为优选，所述的数据处理单元包括计算机硬件模块和处理模块，所述的计算机硬件模块用于为数据处理提供硬件处理载体，所述的处理模块用于为数据处理提供图形用户界面和处理算法实现，所述的数据处理是指数据处理单元接收来自供电与数据采集单元的所述旋转方位和所述桨叶高度数据，并基于处理方法计算得到直升机的旋翼共锥度和桨间距。
作为优选，所述的供电与数据采集单元与数据处理单元间通过无线方式进行数据传输，以实现远程测量。
作为优选，所述的单旋翼式直升机的数据处理的方法如下：
首先计算得到第一桨叶高度与第二桨叶高度，其中，所述第一桨叶高度与所述第二桨叶高度可以是极大高度或极小高度或平均高度，所述处理算法再计算得到所述第二桨叶高度相对于所述第一桨叶高度的高度差，即为所述共锥度。
作为优选，所述的双旋翼共轴式直升机的数据处理的方法如下：
对于双旋翼共轴式直升机的第一层旋翼：首先计算得到第一层旋翼A的第一桨叶高度与第一层旋翼的第二桨叶高度，其中，所述第一层旋翼的第一桨叶高度与所述第一层旋翼的第二桨叶高度可以是高度极大值或高度极小值或高度平均值，再计算得到所述第一层旋翼的第二桨叶高度相对于所述第一层旋翼A的第一桨叶高度的高度差，即为所述共锥度；
对于双旋翼共轴式直升机的第二层旋翼，所述处理算法首先计算得到所述第二层旋翼第二层旋翼的第一桨叶高度与所述第二层旋翼第二层旋翼的第二桨叶高度，其中，所述第二层旋翼第二层旋翼的第一桨叶高度与所述第二层旋翼第二层旋翼的第二桨叶高度可以是高度极大值或高度极小值或高度平均值，再计算得到所述第二层旋翼第二层旋翼的第二桨叶高度相对于所述第二层旋翼第二层旋翼的第一桨叶高度的高度差，即为所述共锥度；
对于双旋翼共轴式直升机的第一层旋翼A和第二层旋翼B，当所述第一层旋翼A的第一桨叶与所述第二层旋翼B的第一桨叶旋转至轴向投影相交位置时，首先计算得到所述第一层旋翼A的第一桨叶高度与所述第二层旋翼B的第一桨叶高度，其中，所述第一层旋翼A的第一桨叶高度与所述第二层旋翼B的第一桨叶高度可以是高度极大值或高度极小值或高度平均值，再计算得到所述第二层旋翼B 的第一桨叶高度相对于所述第一层旋翼A的第一桨叶高度的高度差，即为所述桨间距。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的一种直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统通过采用传感器单元、供电与数据采集单元、数据处理单元，有效的实现了对直升机的旋翼共锥度和桨间距数据的测量，精度较高，效果好，也大大提高了直升机的安全性能。
附图说明
图1为本发明一种直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统的处理流程图；
图2为直升机的主视图。
附图标记为：传感器单元1、供电与数据采集单元2、数据处理单元3、距离传感模块11、方位传感模块12、数据采集模块21、电池模块22、电压转换模块23、计算机硬件模块31、处理模块32、激光位移传感器111、激光测距传感器112、反射式光电开关传感器121、第一层旋翼A、第二层旋翼B。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
如图1所示，本发明公开了一种直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统，包括传感器单元1、供电与数据采集单元2、数据处理单元3；
所述的传感器单元1用于测量直升机旋翼的旋转方位和桨叶高度；
所述的供电与数据采集单元2用于对传感器单元1进行供电，并采集所述传感器单元1输出的直升机旋翼的旋转方位数据和桨叶高度数据；
所述的数据处理单元3用于接收供电与数据采集单元2发送的直升机旋翼的旋转方位数据和桨叶高度数据，并进行处理，得到直升机旋翼的共锥度和桨间距。
一种采用上述的直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统测量的直升机，其特征在于：所述的直升机采用有人型直升机或无人型直升机，所述的直升机采用单旋翼式直升机或双旋翼共轴式直升机，所述的单旋翼式直升机包括单层旋翼，可对其测量旋翼共锥度，所述的双旋翼共轴式直升机包括第一层旋翼A和第二层旋翼B，可对其测量旋翼共锥度和桨间距。
作为优选，所述的传感器单元1包括距离传感模块11和方位传感模块12，所述的距离传感模块11用于测量直升机旋翼的桨叶高度，所述的方位传感模块12 用于测量所述直升机旋翼的旋转方位。
作为优选，所述的距离传感模块11采用基于三角法测量原理的激光位移传感器111或基于时间飞行法测量原理的激光测距传感器112，所述的方位传感模块12采用反射式光电开关传感器121。
作为优选，所述的供电与数据采集单元2包括数据采集模块21、电池模块22 和电压转换模块23，所述的数据采集模块21用于采集距离传感模块11和方位传感模块12输出的桨叶高度数据和旋转方位数据，所述的电池模块22用于为距离传感模块11、方位传感模块12和数据采集模块21进行供电，所述的电压转换模块23用于将电池模块22的输出电压值转换成距离传感模块11、方位传感模块12 和数据采集模块21所需的供电电压值。
作为优选，所述的数据处理单元3包括计算机硬件模块31和处理模块32，所述的计算机硬件模块31用于为数据处理提供硬件处理载体，所述的处理模块32 用于为数据处理提供图形用户界面和处理算法实现，所述的数据处理是指数据处理单元3接收来自供电与数据采集单元2的所述旋转方位和所述桨叶高度数据，并基于处理方法计算得到直升机的旋翼共锥度和桨间距。
本发明的原理是这样实施的：
距离传感模块11对直升机旋翼的桨叶高度进行测量，方位传感模块12对直升机旋翼的旋转方位数据进行测量，其中距离传感模块11可以采用基于三角法测量原理的激光位移传感器111或基于时间飞行法测量原理的激光测距传感器 112，但不局限于采用激光位移传感器111、激光测距传感器112，而方位传感模块12可以采用反射式光电开关传感器121，但不局限于采用反射式光电开关传感器121，进一步的，距离传感模块11和方位传感模块12将桨叶高度数据和旋转方位数据发送至数据采集模块21，电池模块22用于为距离传感模块11、方位传感模块12和数据采集模块21进行供电，其中通过设置电压转换模块23，电压转换模块23用于将电池模块22的输出电压值转换成距离传感模块11、方位传感模块 12和数据采集模块21所需的供电电压值，安全性能进一步提高，进一步，数据采集模块21将桨叶高度数据和旋转方位数据发送至计算机硬件模块31，计算机硬件模块31用于为数据处理提供硬件处理载体，处理模块32则为数据处理提供图形用户界面和处理算法实现，并基于处理方法计算得到直升机的旋翼共锥度和桨间距，从而实现了测量的目的，测量精度大大提高，而且效果较好。
所述的供电与数据采集单元2与数据处理单元3间通过无线方式进行数据传输，以实现远程测量。
作为优选，所述的单旋翼式直升机的数据处理的方法如下：
首先计算得到第一桨叶高度与第二桨叶高度，其中，所述第一桨叶高度与所述第二桨叶高度可以是极大高度或极小高度或平均高度，所述处理算法再计算得到所述第二桨叶高度相对于所述第一桨叶高度的高度差，即为所述共锥度。
作为优选，所述的双旋翼共轴式直升机的数据处理的方法如下：
对于双旋翼共轴式直升机的第一层旋翼A：首先计算得到第一层旋翼A的第一桨叶高度与第一层旋翼A的第二桨叶高度，其中，所述第一层旋翼A的第一桨叶高度与所述第一层旋翼A的第二桨叶高度可以是高度极大值或高度极小值或高度平均值，再计算得到所述第一层旋翼A的第二桨叶高度相对于所述第一层旋翼A的第一桨叶高度的高度差，即为所述共锥度；
对于双旋翼共轴式直升机的第二层旋翼B，所述处理算法首先计算得到所述第二层旋翼第二层旋翼B的第一桨叶高度与所述第二层旋翼第二层旋翼B的第二桨叶高度，其中，所述第二层旋翼第二层旋翼B的第一桨叶高度与所述第二层旋翼第二层旋翼B的第二桨叶高度可以是高度极大值或高度极小值或高度平均值，再计算得到所述第二层旋翼第二层旋翼B的第二桨叶高度相对于所述第二层旋翼第二层旋翼B的第一桨叶高度的高度差，即为所述共锥度；
对于双旋翼共轴式直升机的第一层旋翼A和第二层旋翼B，当所述第一层旋翼A的第一桨叶与所述第二层旋翼B的第一桨叶旋转至轴向投影相交位置时，首先计算得到所述第一层旋翼A的第一桨叶高度与所述第二层旋翼B的第一桨叶高度，其中，所述第一层旋翼A的第一桨叶高度与所述第二层旋翼B的第一桨叶高度可以是高度极大值或高度极小值或高度平均值，再计算得到所述第二层旋翼B的第一桨叶高度相对于所述第一层旋翼A的第一桨叶高度的高度差，即为所述桨间距。
以上处理方法为单旋翼式直升机和双旋翼共轴式直升机两种机型分别提供了处理方法，功能比较全面，综合性能好，而且计算得到的旋翼共锥度及桨间距数据精度更加高，效果更加好。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (9)
1.一种直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统，包括传感器单元(1)、供电与数据采集单元(2)、数据处理单元(3)；
其特征在于：所述的传感器单元(1)用于测量直升机旋翼的旋转方位和桨叶高度；
所述的供电与数据采集单元(2)用于对传感器单元(1)进行供电，并采集所述传感器单元(1)输出的直升机旋翼的旋转方位数据和桨叶高度数据；
所述的数据处理单元(3)用于接收供电与数据采集单元(2)发送的直升机旋翼的旋转方位数据和桨叶高度数据，并进行处理，得到直升机旋翼的共锥度和桨间距。
2.一种采用权利要求1所述的直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统测量的直升机，其特征在于：所述的直升机采用有人型直升机或无人型直升机，所述的直升机采用单旋翼式直升机或双旋翼共轴式直升机，所述的单旋翼式直升机包括单层旋翼，可对其测量旋翼共锥度，所述的双旋翼共轴式直升机包括第一层旋翼(A)和第二层旋翼(B)，可对其测量旋翼共锥度和桨间距。
3.根据权利要求1所述的一种直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统，其特征在于：所述的传感器单元(1)包括距离传感模块(11)和方位传感模块(12)，所述的距离传感模块(11)用于测量直升机旋翼的桨叶高度，所述的方位传感模块(12)用于测量所述直升机旋翼的旋转方位。
4.根据权利要求3所述的一种直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统，其特征在于：所述的距离传感模块(11)采用基于三角法测量原理的激光位移传感器(111)或基于时间飞行法测量原理的激光测距传感器(112)，所述的方位传感模块(12)采用反射式光电开关传感器(121)。
5.根据权利要求1所述的一种直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统，其特征在于：所述的供电与数据采集单元(2)包括数据采集模块(21)、电池模块(22)和电压转换模块(23)，所述的数据采集模块(21)用于采集距离传感模块(11)和方位传感模块(12)输出的桨叶高度数据和旋转方位数据，所述的电池模块(22)用于为距离传感模块(11)、方位传感模块(12)和数据采集模块(21)进行供电，所述的电压转换模块(23)用于将电池模块(22)的输出电压值转换成距离传感模块(11)、方位传感模块(12)和数据采集模块(21)所需的供电电压值。
6.根据权利要求1所述的一种直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统，其特征在于：所述的数据处理单元(3)包括计算机硬件模块(31)和处理模块(32)，所述的计算机硬件模块(31)用于为数据处理提供硬件处理载体，所述的处理模块(32)用于为数据处理提供图形用户界面和处理算法实现，所述的数据处理是指数据处理单元(3)接收来自供电与数据采集单元(2)的所述旋转方位和所述桨叶高度数据，并基于处理方法计算得到直升机的旋翼共锥度和桨间距。
7.根据权利要求1所述的一种直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统，其特征在于：所述的供电与数据采集单元(2)与数据处理单元(3)间通过无线方式进行数据传输，以实现远程测量。
8.根据权利要求6所述的一种直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统，其特征在于：所述的单旋翼式直升机的数据处理的方法如下：
首先计算得到第一桨叶高度与第二桨叶高度，其中，所述第一桨叶高度与所述第二桨叶高度可以是极大高度或极小高度或平均高度，所述处理算法再计算得到所述第二桨叶高度相对于所述第一桨叶高度的高度差，即为所述共锥度。
9.根据权利要求6所述的一种直升机的旋翼共锥度及桨间距测量系统，其特征在于：所述的双旋翼共轴式直升机的数据处理的方法如下：
对于双旋翼共轴式直升机的第一层旋翼(A)：首先计算得到第一层旋翼(A)的第一桨叶高度与第一层旋翼(A)的第二桨叶高度，其中，所述第一层旋翼(A)的第一桨叶高度与所述第一层旋翼(A)的第二桨叶高度可以是高度极大值或高度极小值或高度平均值，再计算得到所述第一层旋翼(A)的第二桨叶高度相对于所述第一层旋翼(A)的第一桨叶高度的高度差，即为所述共锥度；
对于双旋翼共轴式直升机的第二层旋翼(B)，所述处理算法首先计算得到所述第二层旋翼第二层旋翼(B)的第一桨叶高度与所述第二层旋翼第二层旋翼(B)的第二桨叶高度，其中，所述第二层旋翼第二层旋翼(B)的第一桨叶高度与所述第二层旋翼第二层旋翼(B)的第二桨叶高度可以是高度极大值或高度极小值或高度平均值，再计算得到所述第二层旋翼第二层旋翼(B)的第二桨叶高度相对于所述第二层旋翼第二层旋翼(B)的第一桨叶高度的高度差，即为所述共锥度；
对于双旋翼共轴式直升机的第一层旋翼(A)和第二层旋翼(B)，当所述第一层旋翼(A)的第一桨叶与所述第二层旋翼(B)的第一桨叶旋转至轴向投影相交位置时，首先计算得到所述第一层旋翼(A)的第一桨叶高度与所述第二层旋翼(B)的第一桨叶高度，其中，所述第一层旋翼(A)的第一桨叶高度与所述第二层旋翼(B)的第一桨叶高度可以是高度极大值或高度极小值或高度平均值，再计算得到所述第二层旋翼(B)的第一桨叶高度相对于所述第一层旋翼(A)的第一桨叶高度的高度差，即为所述桨间距。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180928 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |