CN211055413U - 一种螺旋桨测试平台 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种螺旋桨测试平台，通过在螺旋桨架上安装待测螺旋桨，并通过控制模块控制电机驱动其旋转，使得各传感器获得该待测螺旋桨在不同运动状态下的状态数值，并传递给控制模块进行处理，从而，可以得到待测螺旋桨在不同的转速，转向以及朝向等不同状态下的状态参数，从而判断该待测螺旋桨是否符合无人机设计需要，通过应用本申请所提出的技术方案，可以将作为无人机的关键设计部件的螺旋桨的工作状态直接进行关键数据的模拟和测试，从而，根据测试结果进一步确定该螺旋桨是否符合无人机的具体设计需要，通过简单直观的测试过程，为无人机设计提供最优的部件选择方案。

Description

一种螺旋桨测试平台

技术领域

本申请涉及无人机设计制造领域，特别涉及一种螺旋桨测试平台。

背景技术

无人驾驶飞机简称″无人机″，英文缩写为″UAV(unmanned aerial vehicle)″，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，可搭载多种负载完成各种复杂任务。

电动无人机动力系统主要包含电动机、电子调速器以及配套的螺旋桨。其作为无人机的″心脏″，是各种无人机系统能够正常工作的基础保障，而动力系统失效是造成多旋翼无人机坠毁事故的重要原因之一，所以做好动力系统的测试十分重要。

无人机目前已经在行业中得到广泛的应用，植保、架线、消防、通信等市场都有庞大的资源消费需求，因此全国很多企业都在设计无人机。作为设计人员通常在前期需要对无人机平台结构进行合理的规划，无人机机臂采用单轴单桨设计还是单轴正反桨设计，因为这两种设计方式产生的效果完全不一样，无论采用那种方式设计都离不开无人机电机和螺旋桨。

因技术困难和节约成本，通常电机和螺旋桨都在市场上购买成熟的产品，购买的产品是否满足要求，或者市场上提供的拉力参数是否准确都需要测试验证，这些关键参数的准确性经常关系到后期无人机平台设计的成功与否。

申请人在实现本申请的过程中发现，上述现有的处理方案至少存在如下的问题：

目前对于单轴单桨或者单轴正反桨的螺旋桨拉力等动力数据的测试，一般是利用弹簧带动滑动底座，该滑动底座上安装螺旋桨，通过计算弹簧的伸缩量和自身的弹力系数，计算获取螺旋桨拉力，但是这种结构无法准确地获取拉力参数，只能估算大概值，且很难确保在螺旋桨未开始工作时弹簧处于原长状态，其测试环境很难近似实际环境，导致测试不准确。

因此，有必要设计一种新的装置，实现准确地获取拉力参数，且结构简单，操作方便。

实用新型内容

本申请实施例提供一种螺旋桨测试平台，可以将作为无人机的关键设计部件的螺旋桨直接进行关键数据的模拟和测试，从而，根据测试结果进一步决定无人机的具体选用部件，通过无人机目标条件的设置，以及简单直观的测试过程，为无人机设计提供最优的部件选择方案。

为了达到上述技术目的，本申请实施例提供了一种螺旋桨测试平台，具体包括螺旋桨架，支撑平台，传感器和控制模块：

所述螺旋桨架，用于安装待测螺旋桨，并通过电机驱动，使所述待测螺旋桨进行旋转；

支撑平台，用于对所述螺旋桨架，所述传感器和所述控制模块进行安装和支撑；

所述传感器，用于在所述待测螺旋桨旋转时，对状态数据进行采集；

所述控制模块，用于与各传感器相连接，获取所述待测螺旋桨在当前运动状态下所对应的状态参数，并通过控制电路，对所述待测螺旋桨的运动状态进行控制。

优选的，所述螺旋桨架中的所述电机，具体用于：

控制所述待测螺旋桨的旋转速度和旋转方向。

优选的，所述螺旋桨架，还包括：

朝向控制模块，用于控制所述待测螺旋桨的旋转朝向。

优选的，

所述控制模块，还包括控制按钮，用于控制所述电机的机芯的旋转速度和旋转方向，以及通过所述朝向控制模块，控制所述待测螺旋桨的旋转朝向。

优选的，所述传感器，具体包括以下传感器类型中的一种或多种：

温度传感器，转速传感器和拉力传感器。

优选的，所述温度传感器，具体安装于所述螺旋桨架的电机上，用于：

测量所述电机的实时温度信息，并传送给所述控制模块。

优选的，所述转速传感器，具体安装于所述螺旋桨架上，用于：

通过红外测量的方式，结合所述待测螺旋桨的桨叶数量，测量所述待测螺旋桨的实时转速信息，并传送给所述控制模块。

优选的，所述拉力传感器，具体安装于刚性杆的一端，所述刚性杆的另一端与所述螺旋桨架垂直刚性连接，用于：

测量所述待测螺旋桨所产生的实时拉力信息，并传送给所述控制模块。

优选的，

所述控制模块，还包括显示单元，用于显示通过各所述传感器所获取到的所述待测螺旋桨在当前运动状态下所对应的状态参数。

优选的，所述螺旋桨测试平台，还包括：

外附笼架，用于将所述螺旋桨架罩在内部，在不阻碍观察的情况下，使得所述待测螺旋桨的旋转范围置于所述外附笼架内部。

与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：

本申请实施例公开了一种螺旋桨测试平台，通过在螺旋桨架上安装待测螺旋桨，并通过控制模块控制电机驱动其旋转，使得各传感器获得该待测螺旋桨在不同运动状态下的状态数值，并传递给控制模块进行处理，从而，可以得到待测螺旋桨在不同的转速，转向以及朝向等不同状态下的状态参数，从而判断该待测螺旋桨是否符合无人机设计需要，通过应用本申请所提出的技术方案，可以将作为无人机的关键设计部件的螺旋桨的工作状态直接进行关键数据的模拟和测试，从而，根据测试结果进一步确定该螺旋桨是否符合无人机的具体设计需要，通过简单直观的测试过程，为无人机设计提供最优的部件选择方案。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提出的一种螺旋桨测试平台的结构示意图；

图2为本申请实施例所提出的螺旋桨拉力测试原理的示意图。

具体实施方式

正如本申请背景技术所陈述的，现有的无人机螺旋桨检测系统往往是基于弹簧形变等原理来实现测试，但这样的处理收到弹簧自身性质的影响，会造成精确度的偏差，同时，由于螺旋桨即时状态参数无法直观获取，导致最终的计算结果也会丧失准确性。

与此同时，本申请的申请人还注意到，随着无人机工业的兴起，不管是无人机人才培养过程，还是无人机工业设计过程中，都需要尽可能简单直接高效的测试系统，来满足日渐丰富的无人机部件的甄选，而不是盲目的凭借经验去完成设计，再对整机进行测试，这样不仅浪费了资源，降低了设计效率，同时也无法精确寻找问题所在。

基于以上目的，本申请的发明人提出了一种螺旋桨测试平台，对无人机设计中的关键部件螺旋桨进行工作状态模拟，从而，为目标应用场景选择最优的部件组合方案，提高设计效率，简化测试流程，并且更直观的展示螺旋桨对无人机整体状态的影响。

如图1所示，为本申请实施例所提出的一种螺旋桨测试平台的结构示意图，具体包括螺旋桨架1，支撑平台2，传感器3和控制模块4：

所述螺旋桨架1，用于安装待测螺旋桨，并通过电机驱动，使所述待测螺旋桨进行旋转；

支撑平台2，用于对所述螺旋桨架1，所述传感器3和所述控制模块4进行安装和支撑；

所述传感器3，用于在所述待测螺旋桨旋转时，对状态数据进行采集；

所述控制模块4，用于与各传感器3相连接，获取所述待测螺旋桨在当前运动状态下所对应的状态参数，并通过控制电路，对所述待测螺旋桨的运动状态进行控制。

优选的，所述螺旋桨架1中的所述电机，具体用于控制所述待测螺旋桨的旋转速度和旋转方向。转速和转向(正转/反转)作为螺旋桨的基本运动参数，可以通过电机进行控制。

优选的，所述螺旋桨架1，还包括朝向控制模块，用于控制所述待测螺旋桨的旋转朝向。在具体的应用场景中，旋转朝向需要进行调整，即螺旋桨轴心线的方向可能发生变化，例如，无人机飞行过程中的转向，往往意味着螺旋桨旋转朝向发生了变化，这样的模拟，有利于获取相应的运动参数。但是，需要指出的是，由于旋转朝向并不像转速和转向那样属于螺旋桨的基础数据，所以，朝向控制模块也作为可选技术特征而存在，是否包含本技术特征并不会影响版申请的保护范围。

为了实现上述的控制操作，所述控制模块4，还包括控制按钮，用于控制所述电机的机芯的旋转速度和旋转方向，以及通过所述朝向控制模块，控制所述待测螺旋桨的旋转朝向。

在具体的应用场景中，所述传感器3，具体包括以下传感器类型中的一种或多种：

温度传感器，转速传感器和拉力传感器。

具体的，所述温度传感器，具体安装于所述螺旋桨架1的电机上，用于：

测量所述电机的实时温度信息，并传送给所述控制模块4。

具体的，所述转速传感器，具体安装于所述螺旋桨架1上，用于：

通过红外测量的方式，结合所述待测螺旋桨的桨叶数量，测量所述待测螺旋桨的实时转速信息，并传送给所述控制模块4。

具体的，所述拉力传感器，具体安装于刚性杆的一端，所述刚性杆的另一端与所述螺旋桨架1垂直刚性连接，用于：

测量所述待测螺旋桨1所产生的实时拉力信息，并传送给所述控制模块4。

进一步的，为了实现上述参数的直观处理，所述控制模块4，还包括显示单元，用于显示通过各所述传感器所获取到的所述待测螺旋桨在当前运动状态下所对应的状态参数。

出于安全考虑，在具体的应用场景中，所述螺旋桨测试平台，还包括：

外附笼架5，用于将所述螺旋桨1架罩在内部，在不阻碍观察的情况下，使得所述待测螺旋桨的旋转范围置于所述外附笼架5的内部，避免螺旋桨高速旋转时因为操作失误而伤人。

与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：

本申请实施例公开了一种螺旋桨测试平台，通过在螺旋桨架上安装待测螺旋桨，并通过控制模块控制电机驱动其旋转，使得各传感器获得该待测螺旋桨在不同运动状态下的状态数值，并传递给控制模块进行处理，从而，可以得到待测螺旋桨在不同的转速，转向以及朝向等不同状态下的状态参数，从而判断该待测螺旋桨是否符合无人机设计需要，通过应用本申请所提出的技术方案，可以将作为无人机的关键设计部件的螺旋桨的工作状态直接进行关键数据的模拟和测试，从而，根据测试结果进一步确定该螺旋桨是否符合无人机的具体设计需要，通过简单直观的测试过程，为无人机设计提供最优的部件选择方案。

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。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语″包括″和″包含″指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

在具体的应用场景中，螺旋桨测试平台为一款螺旋桨拉力测试系统，该系统采用柜式结构多模块集成的设计思路更科学更安全的全方位对螺旋桨进行检测分析，可以通过旋钮调节不同的脉冲高低，驱动电机带动不同螺距的螺旋桨进行拉力测试，测试数据会直观的通过传感器显示出来，便于观测。此设备还可通过更换不同英寸的螺旋桨进行测量，得到不同的实验数据，丰富实验内容。

产品配置：

1、系统主要由两个系模块：操作控制区、检测样品区等部分组成。

2、操作控制区：1个启动安全开关、1个紧急停止按钮、1个高灵敏度拉力检测传感器、1个高灵敏度温度显示表、1个自定义叶片多功能显示表、转速启动控制旋钮。

3、检测样品区：测试大功率固定电机1个(支持桨叶更换)最大支持17 英寸桨叶

6、设备工作电流0-5A、工作电压25V、最大工作功率125W、内设过载保护(过载后电机驱动重启)

7、传感器拉力范围0-10KG

在具体的应用场景中，上述的螺旋桨测试平台主要采集以下三个数据：

1.电机运转温度，通过温度传感器获取，温度传感器可以安装在电机底部，在电机带动螺旋桨时，用于监测工作温度变化，通过温度的变化来衡量电机性能是否达标。

2.螺旋桨转速，通过转速传感器获取，转速传感器可以安装在螺旋桨转动区域，在螺旋桨运动时，通过红外探头监测转速值，转速显示器可以自由的设定螺旋桨叶片数(2-9叶)，从而更加精准的测出螺旋桨负载转速。

3.螺旋桨所产生的拉力，通过螺旋桨拉力传感器获取，此功能利用90度杠杆原理，一端安装电机螺旋桨，一端安装传感器应变探头，通过转速控制器调节电机的转速带动螺旋桨产生一个向前的拉力，传感器得到这个力。具体测试原理如图2所示。

与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：

本申请实施例公开了一种螺旋桨测试平台，通过在螺旋桨架上安装待测螺旋桨，并通过控制模块控制电机驱动其旋转，使得各传感器获得该待测螺旋桨在不同运动状态下的状态数值，并传递给控制模块进行处理，从而，可以得到待测螺旋桨在不同的转速，转向以及朝向等不同状态下的状态参数，从而判断该待测螺旋桨是否符合无人机设计需要，通过应用本申请所提出的技术方案，可以将作为无人机的关键设计部件的螺旋桨的工作状态直接进行关键数据的模拟和测试，从而，根据测试结果进一步确定该螺旋桨是否符合无人机的具体设计需要，通过简单直观的测试过程，为无人机设计提供最优的部件选择方案。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明实施例所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

以上公开的仅为本发明实施例的具体实施场景，但是，本申请实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请实施例的业务限制范围。

Claims (10)

1.一种螺旋桨测试平台，其特征在于，具体包括螺旋桨架，支撑平台，传感器和控制模块：

所述螺旋桨架，用于安装待测螺旋桨，并通过电机驱动，使所述待测螺旋桨进行旋转；

支撑平台，用于对所述螺旋桨架，所述传感器和所述控制模块进行安装和支撑；

所述传感器，用于在所述待测螺旋桨旋转时，对状态数据进行采集；

所述控制模块，用于与各传感器相连接，获取所述待测螺旋桨在当前运动状态下所对应的状态参数，并通过控制电路，对所述待测螺旋桨的运动状态进行控制。

2.如权利要求1所述的一种螺旋桨测试平台，其特征在于，所述螺旋桨架中的所述电机，具体用于：

控制所述待测螺旋桨的旋转速度和旋转方向。

3.如权利要求2所述的一种螺旋桨测试平台，其特征在于，所述螺旋桨架，还包括：

朝向控制模块，用于控制所述待测螺旋桨的旋转朝向。

4.如权利要求3所述的一种螺旋桨测试平台，其特征在于，

所述控制模块，还包括控制按钮，用于控制所述电机的机芯的旋转速度和旋转方向，以及通过所述朝向控制模块，控制所述待测螺旋桨的旋转朝向。

5.如权利要求1所述的一种螺旋桨测试平台，其特征在于，所述传感器，具体包括以下传感器类型中的一种或多种：

温度传感器，转速传感器和拉力传感器。

6.如权利要求5所述的一种螺旋桨测试平台，其特征在于，所述温度传感器，具体安装于所述螺旋桨架的电机上，用于：

测量所述电机的实时温度信息，并传送给所述控制模块。

7.如权利要求5所述的一种螺旋桨测试平台，其特征在于，所述转速传感器，具体安装于所述螺旋桨架上，用于：

通过红外测量的方式，结合所述待测螺旋桨的桨叶数量，测量所述待测螺旋桨的实时转速信息，并传送给所述控制模块。

8.如权利要求5所述的一种螺旋桨测试平台，其特征在于，所述拉力传感器，具体安装于刚性杆的一端，所述刚性杆的另一端与所述螺旋桨架垂直刚性连接，用于：

测量所述待测螺旋桨所产生的实时拉力信息，并传送给所述控制模块。

9.如权利要求6至8中任意一项所述的一种螺旋桨测试平台，其特征在于，

所述控制模块，还包括显示单元，用于显示通过各所述传感器所获取到的所述待测螺旋桨在当前运动状态下所对应的状态参数。

10.如权利要求1所述的一种螺旋桨测试平台，其特征在于，还包括：

外附笼架，用于将所述螺旋桨架罩在内部，在不阻碍观察的情况下，使得所述待测螺旋桨的旋转范围置于所述外附笼架内部。

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