CN112504605A - 一种扑翼机气动力测试装置 - Google Patents

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CN112504605A CN202011312289.2A CN202011312289A CN112504605A CN 112504605 A CN112504605 A CN 112504605A CN 202011312289 A CN202011312289 A CN 202011312289A CN 112504605 A CN112504605 A CN 112504605A
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Abstract

一种扑翼机气动力测试装置。其包括前固定槽、后固定槽、横梁、支架、圆筒和应变片；其中，前固定槽和后固定槽的上端均设有夹持口，下端分别固定在横梁的两端；支架的上端连接在横梁的中部；圆筒水平设置，一端连接在支架的下端；应变片安装在圆筒的外圆周面上。本发明提供的扑翼机气动力测试装置的优点在于：巧妙地利用应变片和悬臂梁式的结构解决了扑翼机在飞行过程中动态测试的难题，通过设置在圆筒上的应变片，可检测扑翼机在飞行过程中所引起的应变变化，并将产生的应变变换为气动力参数，为扑翼机的研究提供实验测试数据，以满足扑翼机的研究需要。本发明还具有结构简单、便于操作、造价低廉等优点。

Description

一种扑翼机气动力测试装置
技术领域
本发明属于扑翼机测试设备技术领域，具体涉及到一种扑翼机气动力测试装置。
背景技术
扑翼飞行器具有出色的机动性、稳定性以及灵活性等优点，可实现翅膀的快速拍动、扭转和弯曲等一些运动，从而能充分利用非定常气动特性获得高升力和高升阻比，高效率、低能耗地完成前飞、悬停、急转等飞行动作。学习飞行生物的优点，借鉴并利用其机体机构和飞行机理，仿生研制高机动性、低能耗的扑翼飞行器具有广阔的应用前景。因此，扑翼飞行器的设计就显得尤为重要，在扑翼飞行器的设计过程中，其飞行能力的大小是设计所需要考虑的重要因素。其中，升力是飞行能力大小的重要标志，所以设计研究扑翼飞行器气动力测量装置就显得尤为重要。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、实用方便、能够较为准确地获得扑翼机气动力参数的扑翼机气动力测试装置。
为了达到上述目的，本发明提供的扑翼机气动力测试装置包括前固定槽、后固定槽、横梁、支架、圆筒和应变片；其中，前固定槽和后固定槽的上端均设有夹持口，下端分别固定在横梁的两端；支架的上端连接在横梁的中部；圆筒水平设置，一端连接在支架的下端；应变片安装在圆筒的外圆周面上。
所述的横梁与前固定槽及后固定槽间均通过螺钉铆接方式连接。
所述的支架和横梁间通过螺钉铆接方式连接。
所述的支架的下端套在圆筒的一端上，再通过螺钉铆接方式连接。
与现有技术相比，本发明提供的扑翼机气动力测试装置的优点在于：巧妙地利用应变片和悬臂梁式的结构解决了扑翼机在飞行过程中动态测试的难题，通过设置在圆筒上的应变片，可检测扑翼机在飞行过程中所引起的应变变化，并将产生的应变变换为气动力参数，为扑翼机的研究提供实验测试数据，以满足扑翼机的研究需要。本发明还具有结构简单、便于操作、造价低廉等优点。
附图说明
图1为本发明提供的扑翼机气动力测试装置结构示意图。
图2为本发明提供的扑翼机气动力测试装置工作原理框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述。
如图1所示，本发明提供的扑翼机气动力测试装置包括前固定槽1、后固定槽2、横梁3、支架4、圆筒5和应变片6；其中，前固定槽1和后固定槽2的上端均设有夹持口，用于夹持扑翼机7，下端分别固定在横梁3的两端；支架4的上端连接在横梁3的中部；圆筒5水平设置，一端连接在支架4的下端；应变片6安装在圆筒5的外圆周面上。
所述的横梁3与前固定槽1及后固定槽2间均通过螺钉铆接方式连接。
所述的支架4和横梁3间通过螺钉铆接方式连接。
所述的支架4的下端套在圆筒5的一端上，再通过螺钉铆接方式连接。
现将本发明提供的扑翼机气动力测试装置的工作原理阐述如下：
如图2所示，首先将扑翼机7的机身前后端分别利用前固定槽1和后固定槽2上的夹持口夹住，启动扑翼机7而使其机翼产生扑动。在扑动过程中，扑翼机7产生的升力和推力将通过支架4对圆筒5施加一个弯矩M和扭矩Mn的载荷，该载荷会引起圆筒5发生形变，即由弯矩引起的轴向应变εM和由扭矩引起的主应变εn。采用不同的组桥方式，应变片6可检测出轴向应变εM和主应变εn，结合圆筒5的抗弯截面模量WZ和抗扭截面模量WT，可推导出升力F升和推力F推：
Figure BDA0002790184040000031
Figure BDA0002790184040000032
其中，E为圆筒5的弹性模量，D为圆筒5的外径，d为圆筒5的内径，L为支架4与圆筒5的连接点到应变片6间的距离，a为支架4的高度。

Claims (4)

1.一种扑翼机气动力测试装置，其特征在于：所述的扑翼机气动力测试装置包括前固定槽(1)、后固定槽(2)、横梁(3)、支架(4)、圆筒(5)和应变片(6)；其中，前固定槽(1)和后固定槽(2)的上端均设有夹持口，下端分别固定在横梁(3)的两端；支架(4)的上端连接在横梁(3)的中部；圆筒(5)水平设置，一端连接在支架(4)的下端；应变片(6)安装在圆筒(5)的外圆周面上。
2.根据权利要求1所述的扑翼机气动力测试装置，其特征在于：所述的横梁(3)与前固定槽(1)及后固定槽(2)间均通过螺钉铆接方式连接。
3.根据权利要求1所述的扑翼机气动力测试装置，其特征在于：所述的支架(4)和横梁(3)间通过螺钉铆接方式连接。
4.根据权利要求1所述的扑翼机气动力测试装置，其特征在于：所述的支架(4)的下端套在圆筒(5)的一端上，再通过螺钉铆接方式连接。
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