CN108845256A - 无人机动力测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无人机动力测试应用领域，特别是涉及一种无人机动力测试系统。包括测控仪，所述测控仪与激光传感器连接；所述测控仪安装在动力测试台架上；激光传感器安装在动力测试台架前端，且位于安装在所述动力测试台架上的无人机电机的下端，所述激光传感器用于采集对应的无人机电机转速的检测数。本发明可以采集无人机电机的转速和螺旋桨旋转产生的力矩数据，可以通过测试仪检测变速后电机的电流、电压和功率的数据，通过调速前后的电机转速和螺旋桨所产生的力矩做对比分析，检测无人机电机和螺旋桨配合的动力性能。
Description
技术领域
本发明涉及无人机动力测试应用领域，特别是涉及一种无人机动力测试系统。
背景技术
随着航空航天技术和计算机技术的发展，小型无人机取得了迅猛发展，无论是在军事、国防还是在民用方面都得到了广泛应用。在军事方面，无人机能够执行简单的侦察、监视任务，并不断向执行定位、空中打击、电子战、警戒乃至空战等高级任务方向发展，成为军队不可或缺的装备。在民用领域，无人机可以用于海域监视、森林火灾监控、勘察测绘、农药喷洒、管线巡检、气象探测、空中拍摄、缉毒侦察、安保监控、地质考察等方面。
活塞发动机具有体积小、质量轻、转速高、功率大和价格便宜等特点，与螺旋桨一起被广泛作为无人机的动力源。作为无人机的核心设备，发动机是飞机机载设备中故障率最高、调整最复杂、维修工作量最大的系统，其工作状态直接关系到无人机能否安全起飞并稳定、可靠地飞行。由于活塞发动机在运转过程中会产生磨损、电器老化、火花塞积炭无法点火等问题，而螺旋桨也会产生磨损，造成运转不平稳。无人机一次航行时间在1～48小时不等，如果在无人机放飞前发动机存在的这些问题不能及时被发现，轻则导致无人机放飞失败，重则导致无人机飞行过程中坠毁。为此，需要借助于发动机调试检测系统，定期对发动机进行检测和调试。同时，发动机与螺旋桨之间存在匹配问题，需要利用调试检测系统进行发动机和螺旋桨的匹配试验，测试不同规格的螺旋桨与发动机相匹配时的动力性能。目前，国内外已有一些单位从事无人机活塞式发动机测试技术的研究，并研制出一些产品。这些产品中有些过于简单，测试项目单一；有些系统则过于复杂，测试过程繁琐，且价格昂贵。因此，有必要研制一款功能相对齐全、结构简单、且造价低廉的测试系统。
发明内容
本发明为了有效的解决上述背景技术中的问题，提出了一种无人机动力测试系统，具体技术方案如下：
一种无人机动力测试系统包括测控仪，所述测控仪与激光传感器连接；所述测控仪安装在动力测试台架上；激光传感器安装在动力测试台架前端，且位于安装在所述动力测试台架上的无人机电机的下端，所述无人机电机通过电机固定装置固定在动力测试台架上，所述激光传感器用于采集对应的无人机电机转速的检测数据。
优选地，所述电机固定装置包括直线滑轨、滑块、连接板和安装支座，所述直线滑轨对称设置在动力测试台架上端，两条直线滑轨上分别设置有滑块，两块滑块间安装有所述连接板，所述连接板上设有用于安装无人机电机的安装支座。
优选地，还包括S型拉压力传感器；所述S型拉压力传感器安装在动力测试台架上，且位于对称的直线滑轨的对称线上，所述S型拉压力传感器与所述连接板硬性连接。
优选地，还包括测试仪，所述测试仪安装于电源与电调之间，用于采集无人机变速时输入电流、电压、功率的测试数据。
优选地，还包括脉冲信号采集模块，所述脉冲信号采集模块输入端连接激光传感器，输出端通过RS485通讯接口连接所述测控仪。
优选地，所述测控仪包括：数据处理模块、数据存储模块和液晶显示模块；
数据处理模块：通过设置的LABVIEW控制程序对无人机电机进行信号采集；
数据存储模块：与数据处理模块相连接，用于将采集的检测数据进行存储并上传到后台数据管理系统；液晶显示模块用于显示实时采集的检测数据。
其有益效果在于，本发明可以检测无人机电机的转速，采集螺旋桨旋转产生的力矩数据，可以通过测试仪检测变速后电机的电流、电压和功率的数据，通过调速前后的电机转速和螺旋桨所产生的力矩做对比分析，检测无人机电机和螺旋桨配合的动力性能。
附图说明
图1为本发明局部示意图；
图2为本发明局部装配示意图；
图3为本发明整体示意图。
1无人机电机,2螺旋桨,3激光传感器,4直线滑轨,5S型拉压力传感器,6测控仪,7测试仪，8动力测试台架，滑块9，连接板10，安装支座11。
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；
一种无人机动力测试系统，包括测控仪6，所述测控仪6与激光传感器3连接；所述测控仪6安装在动力测试台架8上；激光传感器3安装在动力测试台架8前端，且位于安装在所述动力测试台架8上的无人机电机1的下端，所述无人机电机1与螺旋桨2相连，所述激光传感器3用于采集对应的无人机电机1转速的检测数据。激光测速传感器有两个端口：一个发射端口，发出LED光源；一个是高速拍照端口，实现CCD面积高速成像对比，通过在极短时间内的两个时间的图像对比，分辨被测物体移动的距离，结合传感器内部的算法，实时输出被测物体的速度。激光测速传感器能同时测量两个方向的速度、长度，不但能觉察被测体是否停止，而且能觉察被测体的运动方向。将传感器固定在稳定的支架上，确保转动物体转动过程不会产生过大的振动，从而能测出转动被测体的转角和转速。
直线导轨滑块前的挡片装置，它的作用是为了保证滑块不射出，保护人员安全。
动力测试台架8上端对称设置有直线滑轨4，所述的两条直线滑轨上分别设置有滑块9，所述的两块滑块间安装有连接板10，所述连接板上设有无人机电机的安装支座11，动力测试台架底座担负叠压、稳固、铆接和锁紧等组装任务，底座的设计稳固直接影响测试的进行，所以所述的动力测试台架选用内表面没有倾斜度，上下表面平行的H字钢。
S型拉压力传感器5；所述S型拉压力传感器5安装在动力测试台架8上，且位于对称的直线滑轨的对称线上，所述S型拉压力传感器8与所述连接板10硬性连接，直线导轨本身没有动力驱动装置，具有定位精度高，可同时承受上下左右方向的负荷，组装容易且互换性好，润滑构造简单，使用寿命长等特点。S型拉压力传感器，拉压力传感器又叫电阻应变式传感器，隶属于称重传感器系列，是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置。采用高精度S梁结构。与配套变送器可输出4-20MA，0-5V,0-10V等标准信号与PLC，采集系统连接，也可配套显示仪表直接显示力值，拉压力传感器是以弹性体为中介，通过力作用在帖传感器两边的电阻应片使它的阻值发生变化，再经过相应的电路转换为电的信号，从而实现后面的控制，它的优点是精度高，测量范围广,寿命长,结构简单，频响特性好，可称重50～200KG。
括测试仪7，所述测试仪7安装于电源与电调之间，用于采集无人机变速时输入电流、电压、功率的测试数据。
脉冲信号采集模块，所采名为WAYJUN型号WJ60的信号采集模块，所述脉冲信号采集模块输入端连接激光传感器，输出端通过RS485通讯接口连接所述测控仪。
脉冲信号采集模块是一款工业级标准模拟量采集产品，8通道差分输入，AD采样速率达1KHz。RS485通讯接口光电隔离，AD模数接口光电隔离，应用层采用标准MODBUS-RTU协议，适合于各种工业场合及自动化系统。它的输入端连接各种传感器，采集模拟量，脉冲信号刺激模块的输出端连接USB转485模块。将模拟信号转化为数字信号，通过LabVIEW编程软件来完成各种信号的采集。
测控仪，测控仪包括：数据处理模块、数据存储模块和液晶显示模块；
数据处理模块：通过设置的LABVIEW控制程序对无人机电机进行信号采集；
数据存储模块：与数据处理模块相连接，用于将采集的检测数据进行存储并上传到后台数据管理系统；液晶显示模块用于显示实时采集的检测数据。
测控仪6主要负责执行器控制和信号采集，并将采集到的数据进行显示和上传到后台数据管理系统。
工作原理：(1)电机带动滑块，滑块会给S型拉压力传感器水平的力，S型拉压力传感器受力就会在显示仪上显现出相应的拉力数值。而这个数值就是电机及发动机工作时提供的拉力。(2)通过激光传感器采集频率，通过脉冲信号传递到脉冲采集模块上，在通过转化成数字信号，可测量出电机及发动机的转速。(3)通过遥控器调节电调，以调控供给无人机电机的电流和电压，通过在测试仪7上显示的电流、电压、功率的数值，结合测控仪6显示的转速和S型拉压力传感器5上显示的拉力进而分析出无人机与螺旋桨的配合检测。
目前测试装置在系统上比较分散，没有将测量控件整合在一起显示，通过LabVIEW编程软件，只用来监控激光传感器的检测数据。S型拉压力传感器测量数值用的是单个显示仪，电压、电流、功率三合一分析仪也是独立出来检测控量的。
为了实现动力系统整机及其部件的性能检测、数据分析和故障诊断，根据动力系统使用和日常保养要求，提出了动力系统调试检测的主要内容，包括机载传感器和执行器的检测以及发动机各项性能参数和运行参数的测量，并据此开发了发动机调试检测系统。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种无人机动力测试系统，其特征在于，包括测控仪，所述测控仪与激光传感器连接；所述测控仪安装在动力测试台架上；激光传感器安装在动力测试台架前端，且位于安装在所述动力测试台架上的无人机电机的下端，所述无人机电机通过电机固定装置固定在动力测试台架上，所述激光传感器用于采集对应的无人机电机转速的检测数据。
2.根据权利要求1所述的无人机动力测试系统，其特征在于，所述电机固定装置包括直线滑轨、滑块、连接板和安装支座，所述直线滑轨对称设置在动力测试台架上端，两条直线滑轨上分别设置有滑块，两块滑块间安装有所述连接板，所述连接板上设有用于安装无人机电机的安装支座。
3.根据权利要求2所述的无人机动力测试系统，其特征在于，还包括S型拉压力传感器；所述S型拉压力传感器安装在动力测试台架上，且位于对称的直线滑轨的对称线上，所述S型拉压力传感器与所述连接板硬性连接。
4.根据权利要求1所述的无人机动力测试系统，其特征在于，还包括测试仪，所述测试仪安装于电源与电调之间，用于采集无人机变速时输入电流、电压、功率的测试数据。
5.根据权利要求1所述的无人机动力测试系统，其特征在于，还包括脉冲信号采集模块，所述脉冲信号采集模块输入端连接激光传感器，输出端通过RS485通讯接口连接所述测控仪。
6.根据权利要求1所述的无人机动力测试系统，其特征在于，所述测控仪包括：数据处理模块、数据存储模块和液晶显示模块；
数据处理模块：通过设置的LABVIEW控制程序对无人机电机进行信号采集；
数据存储模块：与数据处理模块相连接，用于将采集的检测数据进行存储并上传到后台数据管理系统；
液晶显示模块用于显示实时采集的检测数据。
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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: 20181120 |