CN108910085A - 旋翼试验台 - Google Patents

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印明威
姚菁华
包长春
海日汗
李京阳
王贤宇
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    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64FGROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/60Testing or inspecting aircraft components or systems

Abstract

本发明公开了一种旋翼试验台,包括:用于传动连接于待测旋翼以驱动待测旋翼运转的驱动装置;用于支撑待测旋翼的旋翼支架;用于调整待测旋翼总距和周期变距的伸缩部,伸缩部设于旋翼支架上。对于该旋翼试验台,通过伸缩部的设置可以直接调节待测旋翼的总距与周期变距,之后,通过驱动装置驱动待测旋翼即可对待测旋翼进行测试,操作方便,结构简单,便于加工,能够降低研发成本,且安全性较高。

Description

旋翼试验台
技术领域
本发明涉及旋翼测试技术领域,特别涉及一种旋翼试验台。
背景技术
无人直升机旋翼试车试验对无人直升机旋翼优化设计及性能测试至关重要,通过旋翼试验可测试出无人直升机桨毂、桨叶的设计性能指标、零部件设计缺陷及飞行稳定性能等。设计人员可以根据测试结果可以进一步改进无人直升机旋翼设计、进一步提高直升机旋翼性能。然而,现有的旋翼试验台操作复杂,给试验带来了困难。
因此,如何提供一种便于操作的试验台,是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种旋翼试验台,便于操作。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种旋翼试验台,包括:
用于传动连接于待测旋翼以驱动待测旋翼运转的驱动装置;
用于支撑待测旋翼的旋翼支架;
用于调整待测旋翼总距和周期变距的伸缩部,所述伸缩部设于所述旋翼支架上。
优选地,所述伸缩部包括底座、可伸缩组件和用于连接待测旋翼的自动倾斜器不动环的关节轴承,所述底座固定设于所述旋翼支架上,所述可伸缩组件的一端连接于所述底座且另一端连接所述关节轴承。
优选地,所述可伸缩组件包括螺纹管和通过转轴铰接于所述底座上的转子,且所述转子仅能绕所述转轴转动,所述转轴垂直于所述可伸缩组件的伸缩方向,所述螺纹管的一端通过第一螺纹连接于所述关节轴承且另一端通过第二螺纹连接于所述转子,所述第一螺纹与所述第二螺纹的旋向相反。
优选地,还包括用于在所述驱动装置与待测旋翼之间传动的传动装置,所述传动装置的输入端连接于所述驱动装置的输出端。
优选地,所述传动装置为同步带传动装置。
优选地,所述旋翼支架包括支架本体、固定设于所述支架本体上侧的传动装置支撑板和固定设于所述传动装置支撑板上的伸缩部支撑架,所述传动装置的输出端设于所述传动装置支撑板,且所述伸缩部支撑架上设有用于所述传动装置的输出端与待测旋翼的旋翼主轴相连接的第一安装通孔。
优选地,所述伸缩部支撑架上设有旋翼主轴支座,所述旋翼主轴支座内设有带有第一轴承盖的第一圆锥滚子轴承,所述第一圆锥滚子轴承与所述第一安装通孔相连通。
优选地,还包括驱动源支撑架,所述驱动装置设于所述驱动源支撑架中,且所述驱动源支撑架固定连接所述旋翼支架。
优选地,所述驱动源支撑架上固定设有驱动装置支撑板,所述驱动装置连接于所述驱动装置支撑板,所述传动装置的输入端设于所述驱动装置支撑板的上方,且所述驱动装置支撑板上设有用于所述传动装置连接于所述驱动装置的输出端的第二安装通孔。
优选地,所述旋翼支架、所述驱动源支撑架的底部均设有地脚安装板,所述地脚安装板连接有地脚螺栓。
优选地,所述旋翼支架的支架本体与所述驱动源支撑架均为通过若干个杆状结构拼接形成的镂空状支架。
本发明提供的旋翼试验台,包括:用于传动连接于待测旋翼以驱动待测旋翼运转的驱动装置;用于支撑待测旋翼的旋翼支架;用于调整待测旋翼总距和周期变距的伸缩部,伸缩部设于旋翼支架上。
对于该旋翼试验台,通过伸缩部的设置可以直接调节待测旋翼的总距与周期变距,之后,通过驱动装置驱动待测旋翼即可对待测旋翼进行测试,操作方便,结构简单,便于加工,能够降低研发成本,且安全性较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的旋翼试验台的示意图;
图2为图1中的旋翼试验台搭载旋翼的示意图;
图3为图1中的旋翼试验台驱动源支撑架示意图;
图4为图1中的旋翼试验台旋翼支架示意图;
图5为图1中的旋翼试验台同步带传动装置示意图;
图6为图1中的旋翼试验台伸缩部示意图。
图1至图6中:
1-驱动源支撑架,101-第一地脚安装板,11-第一竖杆,12-第一横梁,13-第一斜撑,2-驱动装置支撑板,3-传动装置,31-输入带轮,32-输出带轮,33-同步带,4-旋翼支架,401-第二地脚安装板,41-第二竖杆,42-第二横梁,43-第二斜撑,44-传动装置支撑板,45-伸缩部支撑板支架,46-伸缩部支撑板,5-伸缩部,51-底座,52-转子,53-螺纹管,54-关节轴承,6-待测旋翼,61-自动倾斜器不动环,7-驱动装置,8-旋翼主轴支座,9-第二圆锥滚子轴承。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种旋翼试验台,便于操作。
本发明所提供旋翼试验台的一种具体实施例中,请参考图1和图2,包括驱动装置7、用于支撑待测旋翼6的旋翼支架4以及用于调整待测旋翼6总距与周期变距的伸缩部5。驱动装置7用于传动连接于待测旋翼6,以驱动待测旋翼6运转。伸缩部5设置在旋翼支架4上。其中,该待测旋翼6具体可以为无人直升机单旋翼,例如交叉双旋翼无人直升机单旋翼。
在测试时,将待测旋翼6放置于旋翼支架4上,将待测旋翼6中的自动倾斜器不动环61连接于伸缩部5,通过伸缩部5的伸缩调节待测旋翼6的总距与周期变距。驱动装置7传动连接待测旋翼的旋翼主轴,启动驱动装置7,待测旋翼6开始运转,从而可以对待测旋翼6进行椎体、动平衡等测试,测试结果可以用于对桨毂、浆叶的结构设计优化及改进。
本实施例中,通过伸缩部5的设置可以直接调节待测旋翼6的总距与周期变距,之后,通过驱动装置7驱动待测旋翼6即可对待测旋翼6进行测试,操作方便,结构简单,便于加工,能够降低研发成本,且安全性较高。
在上述实施例的基础上,请参考图6,伸缩部5具体可以包括底座51、可伸缩组件以及用于连接待测旋翼6中的自动倾斜器不动环61的关节轴承54。其中,底座51固定设置在旋翼支架4上。可伸缩组件的一端连接于底座51且另一端连接关节轴承54,其中,可伸缩组件的长短可调,能够方便地实现伸缩部的安装。
优选地,可伸缩组件具体可以包括螺纹管53和转子52。转子52可以通过转轴铰接在底座51上,该转轴垂直于可伸缩组件的伸缩方向。此时,由于转子52是通过转轴实现的转动连接,转子52只能绕该转轴转动,限制了转子相对于底座的其余五个自由度方向的运动,从而使该装置中可以不用安装仿扭臂。
同时,螺纹管53的一端通过第一螺纹连接在关节轴承54上,且另一端通过第二螺纹连接在转子52上。其中,第一螺纹与第二螺纹的旋向相反,即在螺纹管53上,若第一螺纹为左旋螺纹,则第二螺纹应设置为右旋螺纹。
其中,伸缩部5的数量可以根据实际需要进行设置。可选地,伸缩部5可以设置为四个,且分别设置在一个预设正方形的四个顶角处。相应地,各伸缩部中的转轴可以与同一个预设圆形相切。其中。请参考图2,在安装待测旋翼6于旋翼支架4上后,待测旋翼6的旋翼主轴位于四个伸缩部5的中间,同时连接于自动倾斜器不动环61的四个伸缩部53中的可伸缩组件会相互约束,以使各可伸缩组件保持相对静止的状态。
可选地,第一螺纹与第二螺纹可以均设置在螺纹管53的内壁上,相应地,转子52与关节轴承54上的螺纹为外螺纹。
本实施例中,螺纹管53与关节轴承54、螺纹管53与转子52之间均采用螺纹连接,进一步便于安装。同时,由于第一螺纹与第二螺纹的旋向相反,只需转动螺纹管53,转子52与关节轴承54可以同时相对于螺纹管53伸出或回缩,从而使螺纹管53、关节轴承54以及转子52连接后的总长度是可调的,通过调节螺纹管53即可以机械方式对待测旋翼6的总距和周期变距进行调整,操作方便,通过人工操作即可。当然,可伸缩组件还可以采用伸缩油缸、线性模组或者其他方式实现。
在上述任一实施例的基础上,该旋翼试验台中还可以包括用于在驱动装置7与待测旋翼6之间传动的传动装置3,传动装置3的输入端连接于驱动装置7的输出端。其中,传动装置3的输出端用于连接待测旋翼的旋翼主轴。
本实施例中,通过传动装置3实现驱动装置7与待测旋翼6之间的连接,相比于直接连接驱动装置7与待测旋翼6,能够实现更加合理的空间布置。
在上述实施例的基础上,传动装置3具体可以为同步带传动装置。采用同步带33进行传动,除了有利于降低成本,同步带33还有啮合稳定,传输距离长的优点。其中,请参考图5,同步带传动装置具体包括连接于驱动装置7的输出端的输入带轮31、用于连接待测旋翼6的输出带轮32以及传动连接在输入带轮31与输出带轮32之间的同步带33,输入带轮31与输出带轮32同步旋转,输入带轮31将驱动装置7的扭矩通过同步带33传递到输出带轮32,进而传递给旋翼主轴以驱动待测旋翼6运转。在同步带传动装置和伸缩部5的作用下,固定于旋翼支架4的待测旋翼6能够实现旋翼总距、周期变距的调整,进而获得相关性能系数,完成旋翼试车实验。另外,输入带轮31与输出带轮32上可以均设有用于防止同步带33脱落并保护同步带33的挡边。
可选地,驱动装置7可以为电机,电机的输出轴与输入带轮31之间可以通过键连接或者其他方式实现固定连接,输出带轮32与旋翼主轴之间可以通过键连接或者其他方式实现固定连接。其中,输入带轮31与输出带轮32的规格可以是不同的,输出带轮32的尺寸更大些,从而通过同步带传动装置将电机的扭矩传递给旋翼主轴并减小转速,将电机中较高的转速调整为实验所需的转速。
当然,传动装置3也可以为齿轮传动装置或者其他传动装置。
可选地,请参考图4,旋翼支架4包括支架本体、固定设于支架本体上侧的传动装置支撑板44和固定设于传动装置支撑板44上的伸缩部支撑架,传动装置3的输出端设于传动装置支撑板44上,且伸缩部支撑架上设有用于传动装置3的输出端与待测旋翼6的旋翼主轴相连接的第一安装通孔,从而可以通过分层的架体对待测旋翼、传动装置的输出端进行稳定支撑。
可选地,伸缩部支撑架上可以设有旋翼主轴支座8,旋翼主轴支座8内设有带有第一轴承盖的第一圆锥滚子轴承,第一圆锥滚子轴承与第一安装通孔相连通。其中,旋翼主轴可以穿过第一圆锥滚子轴承的内圈和第一安装通孔,以与传输装置的输出端相连接,旋翼主轴与传输装置的输出端具体可以键连接。旋翼主轴支座8可以支撑旋翼主轴以及限定旋翼主轴的方向。其中,第一圆锥滚子轴承的内圈用于固定旋翼主轴且外圈固定连接旋翼主轴支座8。
可选地,传动装置支撑板44上可以设置带有第二轴承盖的第二圆锥滚子轴承9,第二圆锥滚子轴承9的外圈固定在传动装置支撑板44上,输出装置的输出端可以连接在第二圆锥滚子轴承9的内圈,以便于实现输出带轮32在传动装置支撑板44上的转动。在传动装置3为同步带传动装置时,请参考图5,输出带轮32设置在传动装置支撑板44上,进一步地,传动装置支撑板44上可以设置带有第二轴承盖的第二圆锥滚子轴承9,输出带轮32的一端连接在该第二圆锥滚子轴承9的内圈上且另一端连接于旋翼主轴。
具体地,详见图4,伸缩部支撑架具体可以包括固定设置在传动装置支撑板44上的伸缩部支撑板支架45和固定在伸缩部支撑板支架45上的伸缩部支撑板46。
在上述实施例的基础上,该旋翼试验台还可以包括驱动源支撑架1,驱动装置7可以设置在该驱动源支撑架1中。同时,该驱动源支撑架1固定连接旋翼支架4,从而可以对驱动装置7提供保护。
可选地,请参考图3,驱动源支撑架1上还可以固定设有驱动装置支撑板2,驱动装置7连接于驱动装置支撑板2,传动装置3的输入端设于驱动装置支撑板2的上方,且驱动装置支撑板2上设有用于传动装置3连接于驱动装置7的输出端的第二安装通孔。通过驱动源支撑架1连接驱动装置7,具体可以使驱动装置的主体位于驱动源支撑架1内,驱动装置的输出端从第二安装通孔伸出并与传动装置3的输入端连接,便于安装。
进一步地,驱动源支撑架1可以为通过若干个杆状结构拼装形成的镂空状支架,以减轻重量。
另外,驱动源支撑架1的底部可以设有第一地脚安装板101,且第一地脚安装板101连接有地脚螺栓,通过地脚螺栓固定于地面。
可选地,请参考图3,驱动源支撑架11由四个第一地脚安装板101,四根第一竖杆11,十六根第一横梁12,十二根45°的第一斜撑13组成。其中,第一地脚安装板101设于第一竖杆11、底层第一横梁12下面,利用地脚螺栓与地面固定,以实现驱动源支撑架1与地面的刚性连接。第一竖杆11、第一横梁12、第一斜撑13采用型铝,铝型材具有抗腐蚀性、非磁性、可加工性、可成形性好等优点,当然也可以采用工字钢、槽钢等型材。四个第一地脚安装板101分别设于一个预设矩形的四个顶点处,四个第一竖杆11分别对应固定在四个第一地脚安装板101上,每相邻两个第一竖杆11之间,由上至下平行设有四个第一横梁12。对于四个第一竖杆11形成的四棱柱体的四个侧面中的两个相对的侧面中,在竖直方向上,每相邻两个第一横梁12之间设有两个第一斜撑13,其中,第一竖杆11、第一横梁12、第一斜撑13形成三角形网格,采用角连接件连接,互相固定能有效的增加框架的刚度、稳定性。
另外,驱动装置支撑板2固定在驱动源支撑架1的顶部。驱动装置支撑板2一面固定于第一竖杆11、顶层第一横梁12上面,另一面以法兰以螺栓等方式与驱动装置7连接,以固定、支撑驱动装置7。如此设置的驱动源支撑架1和驱动装置支撑板2,能够满足强度、刚度、稳定性的要求,且能稳定连接、固定驱动装置7。
在上述任一实施例的基础上,旋翼支架4的支架本体可以为通过若干个杆状结构拼接形成的镂空状支架,以减轻重量。另外,旋翼支架4的底部可以设有第二地脚安装板,且第二地脚安装板连接有地脚螺栓,以便固定于地面。
可选地,请参考图4,旋翼支架4可以采用型铝杆进行搭建,具体由四个第二地脚安装板401,四根第二竖杆41、十六根第二横梁42、十二根45°的第二斜撑43、传动装置支撑板44、伸缩部支撑板支架45、伸缩部支撑板46和旋翼主轴支座8组成。
其中,第二地脚安装板401固定于地面,四个第二地脚安装板401分别设于一个预设矩形的四个顶点处,四个第二竖杆41分别对应固定在四个第二地脚安装板401上。在每相邻两个第二竖杆41之间,由上至下平行设有四个第二横梁42,第一竖杆11与第二横梁42之间可以用角连接件连接。在竖直方向上,每相邻两个第二横梁42之间设有一个第二斜撑43,以加强旋翼支架4的强度和稳定性。旋翼支架4的第二竖杆41、顶层第二横梁42上面设置传动装置支撑板44。传动装置支撑板44上面设置三个伸缩部支撑板支架45,伸缩部支撑板46固定于三个伸缩部支撑板支架45的上方,底座51可以固定设置在伸缩部支撑板46上。另外,伸缩部支撑板46上还可以设置旋翼主轴支座8,以支撑旋翼主轴,从而防止旋翼主轴发生弯曲。
另外,旋翼支架4一侧的第二竖杆41和第二横梁42固定于驱动源支撑架1一侧的第一竖杆11、第一横梁12上,使旋翼支架4、驱动源支撑架1连为一体,增加结构强度以及稳定性。更具体地,旋翼支架4的横截面可以为正方形且驱动源支撑架1的横截面可以为正方形,且两个正方形的一条边共线。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的旋翼试验台进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种旋翼试验台,其特征在于,包括:
用于传动连接于待测旋翼(6)以驱动待测旋翼(6)运转的驱动装置(7);
用于支撑待测旋翼(6)的旋翼支架(4);
用于调整待测旋翼(6)总距和周期变距的伸缩部(5),所述伸缩部(5)设于所述旋翼支架(4)上。
2.根据权利要求1所述的旋翼试验台,其特征在于,所述伸缩部(5)包括底座(51)、可伸缩组件和用于连接待测旋翼(6)的自动倾斜器不动环(61)的关节轴承(54),所述底座(51)固定设于所述旋翼支架(4)上,所述可伸缩组件的一端连接于所述底座(51)且另一端连接所述关节轴承(54)。
3.根据权利要求2所述的旋翼试验台,其特征在于,所述可伸缩组件包括螺纹管(53)和通过转轴铰接于所述底座(51)上的转子(52),且所述转子(52)仅能绕所述转轴转动,所述转轴垂直于所述可伸缩组件的伸缩方向,所述螺纹管(53)的一端通过第一螺纹连接于所述关节轴承(54)且另一端通过第二螺纹连接于所述转子(52),所述第一螺纹与所述第二螺纹的旋向相反。
4.根据权利要求3所述的旋翼试验台,其特征在于,还包括用于在所述驱动装置(7)与待测旋翼(6)之间传动的传动装置(3),所述传动装置(3)的输入端连接于所述驱动装置(7)的输出端。
5.根据权利要求4所述的旋翼试验台,其特征在于,所述传动装置(3)为同步带传动装置。
6.根据权利要求4所述的旋翼试验台,其特征在于,所述旋翼支架(4)包括支架本体、固定设于所述支架本体上侧的传动装置支撑板(44)和固定设于所述传动装置支撑板(44)上的伸缩部支撑架,所述传动装置(3)的输出端设于所述传动装置支撑板(44),且所述伸缩部支撑架上设有用于所述传动装置(3)的输出端与待测旋翼(6)的旋翼主轴相连接的第一安装通孔。
7.根据权利要求6所述的旋翼试验台,其特征在于,所述伸缩部支撑架上设有旋翼主轴支座(8),所述旋翼主轴支座(8)内设有带有第一轴承盖的第一圆锥滚子轴承,所述第一圆锥滚子轴承与所述第一安装通孔相连通。
8.根据权利要求6所述的旋翼试验台,其特征在于,还包括驱动源支撑架(1),所述驱动装置(7)设于所述驱动源支撑架(1)中,且所述驱动源支撑架(1)固定连接所述旋翼支架(4)。
9.根据权利要求8所述的旋翼试验台,其特征在于,所述驱动源支撑架(1)上固定设有驱动装置支撑板(2),所述驱动装置(7)连接于所述驱动装置支撑板(2),所述传动装置(3)的输入端设于所述驱动装置支撑板(2)的上方,且所述驱动装置支撑板(2)上设有用于所述传动装置(3)连接于所述驱动装置(7)的输出端的第二安装通孔。
10.根据权利要求9所述的旋翼试验台,其特征在于,所述旋翼支架(4)、所述驱动源支撑架(1)的底部均设有地脚安装板,所述地脚安装板连接有地脚螺栓。
11.根据权利要求10所述的旋翼试验台,其特征在于,所述旋翼支架(4)的支架本体与所述驱动源支撑架(1)均为通过若干个杆状结构拼接形成的镂空状支架。
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