CN110966911B - 一种航空螺旋桨桨叶角测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种航空螺旋桨桨叶角测量装置，包括桨毂定位机构、桨叶角定位检测机构、角度测量仪；桨毂定位机构具有与桨毂贴合的夹紧面、第一测量平面；桨叶角定位检测机构包括前缘触臂、后缘触臂、百分表、第二导杆，前缘触臂和后缘触臂的两端分别通过第二导杆连接，第二导杆伸出前缘触臂，百分表连接在该第二导杆的顶端，桨叶角定位检测机构具有第二测量平面，以及使用该装置的方法。本发明的有益效果：本发明可以准确识别并定位出桨叶的截面弦线，从而定位基准精确测量螺旋桨的桨叶角，避免了桨叶叶面定位这一常规测量方法造成的弦线定位超差问题；该装置结构简单，使用便捷，测量结果准确且过程可靠稳定。

Description

一种航空螺旋桨桨叶角测量装置及方法

技术领域

本发明涉及航空飞行器螺旋桨参数测量，尤其涉及的是一种航空飞行器螺旋桨桨叶角测量装置及方法。

背景技术

桨叶角(propeller blade angle)，又称桨叶的扭角，是指螺旋桨弦线和螺旋桨旋转平面之间的夹角，它随半径变化而变化，其变化规律是影响桨工作性能最主要的因素。习惯上，以70％直径处桨叶角值为该桨桨叶角的名称值。

桨叶角是螺旋桨发动机的重要参数之一，测量的准确与否不但直接影响对发动机性能(拉力、推进效率等)评定，而且是检查螺旋桨发动机顺桨、回桨、反桨等的位置标志，桨叶角是涡轮螺旋桨发动机的重要参数之一，测量的准确与否不但直接影响对发动机性能(拉力、推进效率等)评定，而且是检查螺旋桨发动机顺桨、回桨、反桨等的位置标志。

通过试验可以，较为准确地掌握了螺旋桨空中调节和运行规律，从而优化螺旋桨的设计。

申请号CN201711254308.9，公开一种无人机复合材料桨叶扭角检测装置，其特征在于，包括:底座；桨根下固定块，底部固定连接至所述底座的上表面，所述桨根下固定块顶部形成有与待检测桨叶的桨根一侧形状相适配的凹槽；桨根上固定块，可拆卸地固定设置在所述桨根下固定块的顶部，所述桨根上固定块底部形成有与所述待检测桨叶的桨根另一侧形状相适配的四槽，所述桨根下固定块的凹槽与桨根上固定块的凹槽共同构成与所述待检测桨叶的桨根相适配的第一夹持部；桨根定位块，底部固定连接至所述底座的上表面，位于所述桨根下固定块一侧，所述桨根定位块的顶部开设有与所述待检测桨叶的桨根上螺栓孔相适配的固定孔，通过衬套固定销将所述待检测桨叶的桨根与所述桨根定位块进行固定；剖面下固定块，底部固定连接至所述底座的上表面，所述剖面下固定块顶部形成有与待检测桨叶的叶身一侧形状相适配的凹槽；剖面上固定块，可拆卸地固定设置在所述剖面下固定块的顶部，所述剖面上固定块底部形成有与所述待检测桨叶的叶身另一侧形状相适配的凹槽，所述剖面下固定块的凹槽与剖面上固定块的凹槽共同构成与所述待检测桨叶的叶身相适配的第二夹持部；桨尖托块，底部固定连接至所述底座的上表面，位于所述剖面下固定块的背向所述桨根下固定块的一侧，所述桨尖托块的顶面与夹持在所述第二夹持部内的所述待检测桨叶的底面接触；桨根剖面测量夹具，可拆卸地固定夹持在所述待检测桨叶的桨根处，且位于所述桨根下固定块的面向所述剖面下固定块的一侧；第一剖面测量夹具，可拆卸地固定夹持在所述待检测桨叶的叶身处，且位于所述剖面下固定块的面向所述所述桨根下固定块的一侧；第二剖面测量夹具，可拆卸地固定夹持在所述待检测桨叶的叶身处，且位于所述剖面下固定块与所述桨尖托块之间。

上述无人机复合材料桨叶扭角检测装置是特定桨叶产品的专用装置，适用对象为特定单体桨叶，可用于单体桨叶产品上对扭角的质量控制，但该装置的使用局限性较大，对于航空飞行器上的螺旋桨总成检测来说，该装置不具备实际操作可行性。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有的桨叶角测量装置局限性较大的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种航空螺旋桨桨叶角测量装置，包括桨毂定位机构、桨叶角定位检测机构、角度测量仪；桨毂定位机构具有与在螺旋桨的桨毂贴合的夹紧面，桨毂定位机构具有第一测量平面；

桨叶角定位检测机构包括前缘触臂、后缘触臂、百分表、第二导杆，前缘触臂和后缘触臂的两端分别通过第二导杆滑动连接，螺旋桨桨叶被限位在前缘触臂、后缘触臂与第二导杆形成的空间内，第二导杆伸出前缘触臂，百分表活动连接在该第二导杆的顶端，百分表的侧量头与前缘触臂的上表面接触，桨叶角定位检测机构具有第二测量平面；

角度测量仪紧贴第一测量平面或第二测量平面。

本发明桨毂定位机构的夹紧面与桨毂的转轴面或/和法兰面贴合，并采用角度测量仪测量处旋转浆旋转平面的角度，通常情况归零设置，并通过前缘触臂、后缘触臂与第二导杆形成的空间将桨叶的位置限定，通过活动调节可以准确识别并定位出桨叶的截面弦线，从而定位基准精确测量螺旋桨的桨叶角，避免了桨叶叶面定位这一常规测量方法造成的弦线定位超差问题；该装置结构简单，使用便捷，测量结果准确且过程可靠稳定。

优选的，所述桨毂定位机构包括第一夹紧臂、第二夹紧臂、第一导杆，第一夹紧臂的一端滑动连接第一导杆，第一夹紧臂的另一端具有第一夹紧面，第二夹紧臂的一端滑动连接第一导杆，第二夹紧臂的另一端具有第二夹紧面，第一夹紧臂与第二夹紧臂相对设置，使得第一夹紧面与第二夹紧面之间形成用于夹紧桨毂的转轴面或/和法兰面的夹紧面。

夹紧面能够确保夹紧部位与转轴或法兰面充分贴合。

优选的，所述第一夹紧臂与所述第二夹紧臂与第一导杆连接的一端均具有固定连接的第一滑套，第一滑套内壁与第一导杆滑动连接。

优选的，还包括与第一导杆平行设置的第一锁紧装置，第一锁紧装置包括第一固定螺杆、第一锁紧螺母，第一固定螺杆的一端穿过第一夹紧臂后与第二夹紧臂固定连接，第一固定螺杆的另一端与第一锁紧螺母螺纹连接。

优选的，所述第二夹紧臂远离第二夹紧面的一侧具有第一测量平面。

优选的，所述前缘触臂和所述后缘触臂的两端均具有固定连接的第二滑套，第二滑套内壁与第二导杆滑动连接，所述第二导杆为两根，两根第二导杆间隔设置，两根第二导杆与前缘触臂和后缘触臂形成矩形定位空间。

优选的，还包括与第二导杆平行设置的第二锁紧装置，第二锁紧装置包括第二固定螺杆、第二锁紧螺母，第二固定螺杆的一端穿过前缘触臂后与后缘触臂固定连接，第二固定螺杆的另一端与第二锁紧螺母螺纹连接。

优选的，还包括调整臂，调整臂的一端通过关节轴承连接伸出的第二导杆的顶端，百分表通过关节轴承连接调整臂的另一端。

优选的，所述后缘触臂远离第一导杆的一端具有第二测量平面。

本发明还提供一种航空螺旋桨桨叶角测量方法，该方法使用上述所述的航空螺旋桨桨叶角测量装置进行测量，具体步骤如下：

S1:将桨毂定位机构的夹紧面与螺旋桨的桨毂转轴或/和法兰面贴合，将角度测量仪放置在第一测量平面上，然后对角度测量仪进行归零设置；

S2:将前缘触臂和后缘触臂分别与螺旋桨的桨叶前缘和后缘分别贴合，调节好百分表位置使之与前缘触臂的上表面接触，然后以后缘触臂的接触点为转轴微调旋转，同时观察百分表示数来确定最大弦线位置，后固定不动，再将角度测量仪紧贴后第二测量平面上，读出测量出角度α；

S3:根据空间角度进行换算，选定位置的桨叶角为：90°-α。通过定位螺旋桨桨叶弦线和旋转平面的方法进行桨叶角的准确测量，提高了螺旋桨总成的质量水平，改善了质量控制的手段，提高了检测效率，降低了生产和使用维护的成本。

本发明的优点在于：

(1)本发明中桨毂定位机构的夹紧面与桨毂的转轴面或/和法兰面贴合，并采用角度测量仪测量处旋转浆旋转平面的角度，通常情况归零设置，并通过前缘触臂、后缘触臂与第二导杆形成的空间将桨叶的位置限定，通过活动调节可以准确识别并定位出桨叶的截面弦线，从而定位基准精确测量螺旋桨的桨叶角，避免了桨叶叶面定位这一常规测量方法造成的弦线定位超差问题；该装置结构简单，使用便捷，测量结果准确且过程可靠稳定。

(2)夹紧面能够确保夹紧部位与转轴或法兰面充分贴合；

(3)通过定位螺旋桨桨叶弦线和旋转平面的方法进行桨叶角的准确测量，提高了螺旋桨总成的质量水平，改善了质量控制的手段，提高了检测效率，降低了生产和使用维护的成本。

附图说明

图1是本发明实施例一种航空螺旋桨桨叶角测量装置的结构示意图；

图2是桨毂定位机构的结构示意图；

图3是桨叶角定位检测机构的结构示意图。

图中标号：桨毂定位机构1、第一夹紧臂11、第二夹紧臂12、第一导杆13、第一固定螺杆14、第一锁紧螺母15、第一滑套16、桨叶角定位检测机构2、前缘触臂21、后缘触臂22、百分表23、第二导杆24、第二滑套25、第二固定螺杆26、第二锁紧螺母27、调整臂28、关节轴承29、角度测量仪3、桨毂4、桨叶5、第一测量平面A、第二测量平面B、

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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作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。

实施例一：

如图1所示，一种航空螺旋桨桨叶角测量装置，包括桨毂定位机构1、桨叶角定位检测机构2、角度测量仪3；

结合图2所示，桨毂定位机构1具有与在螺旋桨的桨毂4的转轴面或/和法兰面贴合的夹紧面，桨毂定位机构具有第一测量平面A；具体的，所述桨毂定位机构1包括第一夹紧臂11、第二夹紧臂12、第一导杆13；第一夹紧臂11的一端滑动连接第一导杆13，第一夹紧臂11的另一端具有第一夹紧面，第二夹紧臂12的一端滑动连接第一导杆13，第二夹紧臂12的另一端具有第二夹紧面，第一夹紧臂11与第二夹紧臂12相对设置，使得第一夹紧面与第二夹紧面之间形成用于夹紧桨毂4的转轴面或/和法兰面的夹紧面。本实施例中，第一夹紧面与第二夹紧面为圆弧形和圆锥面组合，为适应性设计，夹紧面能够确保夹紧部位与转轴或法兰面充分贴合。所述第二夹紧臂12远离第二夹紧面的一侧具有第一测量平面A，第一测量平面A为矩形平面。

所述第一夹紧臂11与所述第二夹紧臂12与第一导杆13连接的一端均具有固定连接的第一滑套16，第一滑套16嵌入夹紧臂中，第一滑套15内壁与第一导杆滑动连接，第一夹紧臂11与第二夹紧臂12能够沿着第一导杆13水平移动，实现夹紧面的开合。

本实施例中，还包括与第一导杆13上下平行设置的第一锁紧装置，第一锁紧装置包括第一固定螺杆14、第一锁紧螺母15，第一固定螺杆14的一端穿过第一夹紧臂11后与第二夹紧臂12固定连接，第一固定螺杆14与第一夹紧臂11可以是间隙连接，第一固定螺杆14的另一端与第一锁紧螺母15螺纹连接，第一夹紧臂11与第二夹紧臂12能够带动第一锁紧装置在第一导杆13整体移动，当夹紧面与桨毂4贴合后，拧紧第一锁紧螺母15，将桨毂定位机构1固定在桨毂4。

结合图3所示，桨叶角定位检测机构2包括前缘触臂21、后缘触臂22、百分表23、第二导杆24，前缘触臂21和后缘触臂22的两端分别通过第二导杆24滑动连接，螺旋桨的桨叶5被限位在前缘触臂21、后缘触臂22与第二导杆24形成的空间内，第一导杆24伸出前缘触臂21，百分表23活动连接在该第二导杆24的顶端，百分表23的侧量头与前缘触臂21的上表面接触；其中前缘触臂21为均匀的条形板状结构，后缘触臂22的左端与前缘触臂21相同，所述后缘触臂22的右端具有第二测量平面B，第二测量平面B为比左端宽的矩形平面。

所述前缘触臂21和所述后缘触臂22的两端均具有固定连接的第二滑套25，第二滑套25内壁与第二导杆24滑动连接，所述第二导杆24为两根，两根第二导杆24间隔设置，两根第二导杆24与前缘触臂21和后缘触臂22形成矩形定位空间。

本实施例中，还包括与第二导杆24左右平行设置的第二锁紧装置，第二锁紧装置包括第二固定螺杆26、第二锁紧螺母27，第二固定螺杆26的一端穿过前缘触臂21后与后缘触臂22固定连接，第二固定螺杆26与前缘触臂21可以是间隙连接，第二固定螺杆26的另一端与第二锁紧螺母27螺纹连接，前缘触臂21和后缘触臂22能够带着第二锁紧装置共同在两根第二导杆24上上下滑动，待需要锁紧时，拧紧锁紧螺母，减小前缘触臂21和后缘触臂22之间的距离，并压紧在桨叶5上。

实施例二：

如图3所示，本实施例在实施例二的基础上，还包括调整臂28，调整臂28的一端通过关节轴承29连接左侧的第二导杆的顶端，左侧的第二导杆24的顶端伸出前缘触臂21，百分表23通过关节轴承29连接调整臂28的另一端。

需要说明的是，图3中只是为了显示角度测量仪3根据测量过程会放置在第一测量平面A和第二测量平面B上，测量过程是，角度测量仪3先放置在第一测量平面A上后，归零设置后，再放在第二测量平面B。

本实施例中的桨毂定位机构1的夹紧面与桨毂4的转轴面或/和法兰面贴合，并采用角度测量仪3测量处旋转浆旋转平面的角度，通常情况归零设置，后通过前缘触臂21、后缘触臂22与第二导杆24形成的空间将桨叶的位置限定，通过活动调节可以准确识别并定位出桨叶的截面弦线，从而定位基准精确测量螺旋桨的桨叶角，避免了桨叶叶面定位这一常规测量方法造成的弦线定位超差问题；该装置结构简单，使用便捷，测量结果准确且过程可靠稳定。

具体的，本实施例还提供一种航空螺旋桨桨叶角测量方法，该方法使用上述所述的航空螺旋桨桨叶角测量装置进行测量，具体步骤如下：

S1:将桨毂定位机构1的夹紧面与螺旋桨的桨毂4的转轴或/和法兰面贴合，具体的，将第一夹紧臂11与第二夹紧臂12放置在桨毂4上，拨动第一夹紧臂11与第二夹紧臂12在第一导杆13上滑动，使得第一夹紧面与第二夹紧面贴合在桨毂4的外表面，之后，拧紧第一锁紧螺母15使其固定，再将角度测量仪3紧贴在第一测量平面A上，然后对角度测量仪3进行归零设置；

S2:将前缘触臂21和后缘触臂22分别与螺旋桨的桨叶5前缘和后缘分别贴合，调节好百分表23位置使之与前缘触臂21的上表面接触，然后以后缘触臂22的接触点为转轴微调旋转，同时观察百分表23示数来确定最大弦线位置，后旋紧第二固定螺杆26上的第二锁紧螺母27，再将角度测量仪3紧贴后第二测量平面B上，读出测量出角度α；

S3:根据空间角度进行换算，选定位置的桨叶角为：90°-α。

该方法通过定位螺旋桨桨叶弦线和旋转平面的方法进行桨叶角的准确测量，提高了螺旋桨总成的质量水平，改善了质量控制的手段，提高了检测效率，降低了生产和使用维护的成本。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种航空螺旋桨桨叶角测量装置，其特征在于，包括桨毂定位机构、桨叶角定位检测机构、角度测量仪；桨毂定位机构具有与在螺旋桨的桨毂贴合的夹紧面，桨毂定位机构具有第一测量平面；

桨叶角定位检测机构包括前缘触臂、后缘触臂、百分表、第二导杆，前缘触臂和后缘触臂的两端分别通过第二导杆滑动连接，螺旋桨的桨叶被限位在前缘触臂、后缘触臂与第二导杆形成的空间内，第二导杆伸出前缘触臂，百分表活动连接在该第二导杆的顶端，百分表的侧量头与前缘触臂的上表面接触，桨叶角定位检测机构具有第二测量平面；

所述前缘触臂和所述后缘触臂的两端均具有固定连接的第二滑套，第二滑套内壁与第二导杆滑动连接，所述第二导杆为两根，两根第二导杆间隔设置，两根第二导杆与前缘触臂和后缘触臂形成矩形定位空间；

还包括与第二导杆平行设置的第二锁紧装置，第二锁紧装置包括第二固定螺杆、第二锁紧螺母，第二固定螺杆的一端穿过前缘触臂后与后缘触臂固定连接，第二固定螺杆的另一端与第二锁紧螺母螺纹连接；

还包括调整臂，调整臂的一端通过关节轴承连接伸出的第二导杆的顶端，百分表通过关节轴承连接调整臂的另一端；

所述后缘触臂远离第二导杆的一端具有第二测量平面。

2.根据权利要求1所述的一种航空螺旋桨桨叶角测量装置，其特征在于，所述桨毂定位机构包括第一夹紧臂、第二夹紧臂、第一导杆，第一夹紧臂的一端滑动连接第一导杆，第一夹紧臂的另一端具有第一夹紧面，第二夹紧臂的一端滑动连接第一导杆，第二夹紧臂的另一端具有第二夹紧面，第一夹紧臂与第二夹紧臂相对设置，使得第一夹紧面与第二夹紧面之间形成用于夹紧桨毂的转轴面或/和法兰面的夹紧面。

3.根据权利要求2所述的一种航空螺旋桨桨叶角测量装置，其特征在于，所述第一夹紧臂与所述第二夹紧臂与第一导杆连接的一端均具有固定连接的第一滑套，第一滑套内壁与第一导杆滑动连接。

4.根据权利要求2所述的一种航空螺旋桨桨叶角测量装置，其特征在于，还包括与第一导杆平行设置的第一锁紧装置，第一锁紧装置包括第一固定螺杆、第一锁紧螺母，第一固定螺杆的一端穿过第一夹紧臂后与第二夹紧臂固定连接，第一固定螺杆的另一端与第一锁紧螺母螺纹连接。

5.根据权利要求2所述的一种航空螺旋桨桨叶角测量装置，其特征在于，所述第二夹紧臂远离第二夹紧面的一侧具有第一测量平面。

6.一种航空螺旋桨桨叶角测量方法，其特征在于，使用上述权利要求1-5任意一项所述的航空螺旋桨桨叶角测量装置进行测量，具体步骤如下：

S1:将桨毂定位机构的夹紧面与螺旋桨的桨毂转轴或/和法兰面贴合，将角度测量仪放置在第一测量平面上，然后对角度测量仪进行归零设置；

S2:将前缘触臂和后缘触臂分别与螺旋桨的桨叶前缘和后缘分别贴合，调节好百分表位置使之与前缘触臂的上表面接触，然后以后缘触臂的接触点为转轴微调旋转，同时观察百分表示数来确定最大弦线位置，后固定不动，再将角度测量仪紧贴后第二测量平面上，读出测量出角度α；

S3:根据空间角度进行换算，选定位置的桨叶角为：90°-α。

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