CN204988631U - 一种大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置，其包括上圆盘、下圆盘、三根悬线、固定座、齿轮、中心轴、导向座。下圆盘与上圆盘平行且沿上圆盘的轴向方向上下并行设置，三根悬线连接上圆盘与下圆盘。上圆盘的直径小于下圆盘的直径，下圆盘用于承载待测物体。齿轮固定在固定座的底部，中心轴的一端固定在齿轮的中心，中心轴的另一端固定在上圆盘上。下圆盘的底部固定有固定柱，导向座间隙配合于固定柱上。齿轮、中心轴、上圆盘、下圆盘、导向座共轴。本实用新型为在原有的三悬线法基础上进行改进，对于质量不同的待测物体采用不同的旋转角度测量，有效的解决了各质量物体测量的通用性。

Description

一种大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种转动惯量测试装置，尤其涉及一种大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置。

背景技术

转动惯量是表征转动物体惯性大小的物理量，是研究、设计、控制转动物体运动规律的重要工程技术参数，因此测定物体的转动惯量具有重要的实际意义。对于几何形状不规则、质量分布不均匀的物体，计算它们的转动惯量非常困难，通常用实验的方法确定。常用的实验方法有三悬线法(也叫三线摆法)、扭摆法、转动惯量测试仪等。

目前已有的转动惯量测量方法中只有转动惯量测试仪可以测量体积较大的物体，但测试仪本身自重大，造价昂贵，不适合普及；三悬线法和扭摆法只能针对小体积的物体，对于体积过大的物体缺少一种简单方便而不失准确性的测量方法。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置，其为在原有的三悬线法基础上进行改进，对于质量不同的待测物体采用不同的旋转角度测量，有效的解决了各质量物体测量的通用性。

本实用新型的解决方案是：一种大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置，其包括上圆盘1、与上圆盘1平行且沿上圆盘1的轴向方向上下并行设置的下圆盘2、连接上圆盘1与下圆盘2的三根悬线3；上圆盘1的直径小于下圆盘(2)的直径，下圆盘2用于承载待测物体；其中：所述转动惯量测试装置还包括固定座4、齿轮5、中心轴6、导向座7；齿轮5固定在固定座4的底部，中心轴6的一端固定在齿轮5的中心，中心轴6的另一端固定在上圆盘1上；下圆盘2的底部固定有固定柱8，导向座7间隙配合于固定柱8上；齿轮5、中心轴6、上圆盘1、下圆盘2、导向座7共轴。

作为上述方案的进一步改进，所述转动惯量测试装置还包括电机，齿轮5通过所述电机驱动旋转。

作为上述方案的进一步改进，每根悬线3为芳纶绳。

作为上述方案的进一步改进，齿轮5通过安装台9固定在固定座4的底部。

优选地，安装台9包括固定在固定座4底部上的上安装板10、与上安装板10平行且沿中心轴6的轴向方向上下并行设置的下安装板11、固定上安装板10与下安装板11的若干螺栓一12；齿轮5位于固定上安装板10与下安装板11之间，中心轴6穿过下安装板11与齿轮5固定。

再优选地，若干螺栓一12以中心轴6为中心均匀分布在安装台9上。

再优选地，固定座4为平板并通过若干螺栓二13固定在上安装板10上。

进一步地，固定座4与上安装板10平行，且以中心轴6为中心呈轴对称结构。

作为上述方案的进一步改进，所述转动惯量测试装置还包括计时器与周期传感器，计时器与周期传感器均安装在固定柱8上分别记录下圆盘2的周期及与周期对应的旋转时间。

作为上述方案的进一步改进，上圆盘1面向下圆盘2的一侧设置有若干挂钩14，悬线3通过挂钩14与上圆盘1固定。

本实用新型在原有的三悬线法基础上进行改进，对于质量不同的待测物体采用不同的旋转角度测量，有效的解决了各质量物体测量的通用性，本实用新型还可采用自动控制测量系统，操作简单，减少了人工操作的不确定性。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例提供的大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型较佳实施例提供的大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置包括上圆盘1、下圆盘2、三根悬线3、固定座4、齿轮5、中心轴6、导向座7、电机(图未示)、计时器(图未示)、周期传感器(图未示)。

上圆盘1平行与下圆盘2，且沿上圆盘1的轴向方向与下圆盘2上、下并行设置。上圆盘1与下圆盘2通过三根悬线3定位连接，上圆盘1的直径小于下圆盘2的直径，上圆盘1与下圆盘2共轴，下圆盘2用于承载待测物体。上圆盘1面向下圆盘2的一侧可设置有若干挂钩14，悬线3通过挂钩14与上圆盘1固定，挂钩14的数量一般为3个以与悬线3的数量相对应。每根悬线3最好采用芳纶绳。

上圆盘1的中心固定有中心轴6，中心轴6的一端固定在齿轮5的中心，中心轴6的另一端固定在上圆盘1上。齿轮5安装在固定座4上，在本实施例中，齿轮5通过安装台9固定在固定座4的底部。固定座4用来将整个转动惯量测试装置悬挂固定，如通过固定座4将整个转动惯量测试装置悬挂在横梁15上。

安装台9可包括固定在固定座4底部上的上安装板10、与上安装板10平行且沿中心轴6的轴向方向上下并行设置的下安装板11、固定上安装板10与下安装板11的若干螺栓一12。这些螺栓一12最好以中心轴6为中心均匀分布在安装台9上，尽量使整个转动惯量测试装置的应力平衡。齿轮5位于固定上安装板10与下安装板11之间，中心轴6穿过下安装板11与齿轮5固定。固定座4最好与上安装板10平行，且以中心轴6为中心呈轴对称结构，减少受力不平衡的影响。

齿轮5可通过人工转动，也可采用电机驱动旋转。计时器与周期传感器均安装在固定柱8上分别记录下圆盘2的周期及与周期对应的旋转时间，不再需要传统的秒表和人为判定周期。

本实用新型的转动惯量测试装置在使用时，固定座4将整个转动惯量测试装置固定在横梁15上，由电机通过齿轮5传动至中心轴6带动上圆盘1旋转，上圆盘1与下圆盘2通过3根芳纶绳连接，下圆盘2与导向座7间隙配合，允许轴向运动。

测量时，待测物体放置于下圆盘2中心，电机启动，带动上圆盘1旋转已知角度，由芳纶绳将动能传输给下圆盘2，此时电机锁死，下圆盘2进行往复的周期旋转运动，在导向座7的限位下，下圆盘2将始终沿中心轴6旋转，计时器与周期传感器记录下圆盘2旋转周期及时间，由于下圆盘2自身转动惯量已知，可以计算出待测物体的转动惯量。待测物体的转动惯量的算法一般的物理教学上都有记载，在此不再详细叙述。

本实用新型的转动惯量测试装置通过改变上圆盘1的旋转角度，实现对不同质量物体的测试通用性，整体安装方便，价格经济，还可使用电脑全自动控制，省去人工作业，减少测量误差。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置，其包括上圆盘(1)、与上圆盘(1)平行且沿上圆盘(1)的轴向方向上下并行设置的下圆盘(2)、连接上圆盘(1)与下圆盘(2)的三根悬线(3)；上圆盘(1)的直径小于下圆盘(2)的直径，下圆盘(2)用于承载待测物体；其特征在于：所述转动惯量测试装置还包括固定座(4)、齿轮(5)、中心轴(6)、导向座(7)；齿轮(5)固定在固定座(4)的底部，中心轴(6)的一端固定在齿轮(5)的中心，中心轴(6)的另一端固定在上圆盘(1)上；下圆盘(2)的底部固定有固定柱(8)，导向座(7)间隙配合于固定柱(8)上；齿轮(5)、中心轴(6)、上圆盘(1)、下圆盘(2)、导向座(7)共轴。

2.如权利要求1所述的大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置，其特征在于：所述转动惯量测试装置还包括电机，齿轮(5)通过所述电机驱动旋转。

3.如权利要求1所述的大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置，其特征在于：每根悬线(3)为芳纶绳。

4.如权利要求1所述的大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置，其特征在于：齿轮(5)通过安装台(9)固定在固定座(4)的底部。

5.如权利要求4所述的大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置，其特征在于：安装台(9)包括固定在固定座(4)底部上的上安装板(10)、与上安装板(10)平行且沿中心轴(6)的轴向方向上下并行设置的下安装板(11)、固定上安装板(10)与下安装板(11)的若干螺栓一(12)；齿轮(5)位于固定上安装板(10)与下安装板(11)之间，中心轴(6)穿过下安装板(11)与齿轮(5)固定。

6.如权利要求5所述的大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置，其特征在于：若干螺栓一(12)以中心轴(6)为中心均匀分布在安装台(9)上。

7.如权利要求5所述的大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置，其特征在于：固定座(4)为平板并通过若干螺栓二(13)固定在上安装板(10)上。

8.如权利要求7所述的大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置，其特征在于：固定座(4)与上安装板(10)平行，且以中心轴(6)为中心呈轴对称结构。

9.如权利要求1所述的大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置，其特征在于：所述转动惯量测试装置还包括计时器与周期传感器，计时器与周期传感器均安装在固定柱(8)上分别记录下圆盘(2)的周期及与周期对应的旋转时间。

10.如权利要求1所述的大型多旋翼无人机的转动惯量测试装置，其特征在于：上圆盘(1)面向下圆盘(2)的一侧设置有若干挂钩(14)，悬线(3)通过挂钩(14)与上圆盘(1)固定。