CN211844949U - 一种无人机教育动力测试台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种无人机教育动力测试台，包括拉力测试装置、扭矩测试装置、螺旋桨固定装置、温度传感器和支撑装置；拉力测试装置包括直线轴承座、直线轴承和拉力传感器；扭矩测试装置包括扭矩传感器、扭力杆和扭矩传感器安装座；螺旋桨固定装置包括电机安装端板、电机和螺旋桨；支撑装置包括安装底座、主梁架和底座固定安装架。本实用新型提出的无人机教育动力测试台，能开发相应的测试方案，满足无人机教育市场的教学需求；具备高安全系数，满足无人机教育安全需求，具备通俗易懂的图形界面，无线和有线的传输模式，数据的直接下载等优点，可满足所有基础无人机教育的需求，兼顾二次开发的端口功能，可以为高等教育提供相关的高级编程课程。

Description

一种无人机教育动力测试台

技术领域

本实用新型属于无人机动力测试技术领域，尤其是一种无人机教育动力测试台。

背景技术

无人机螺旋桨和电机的恰当匹配，是一个重要的影响因素，它影响了无人机整体的工作效率。大部分无人机厂商和研究所，开始搭建简易的测试平台，进行无人机动力系统的效率测试。但是，限于自身能力的限制，自制的无人机动力系统测量误差大、功能少、图像界面简易、集成程度不高等缺点，仅能完成部分电动无人机的测量。

目前，针对无人机的教育市场，它是一个蓬勃发展的市场，但是市场上没有相关应用的成熟产品。因此，亟需开发一款针对无人机教育的无人机动力测试系统平台，它能应用到小学、高中、高职及本科等的实验课程，让学生亲身接触无人机的效率评价方法。同时，引导广大青年，明确无人机的动力测试是无人机设计的一个重要环节，逐渐形成一个正确的无人机设计理念。

实用新型内容

鉴于现有无人机动力测试系统的自制简易化、测试成本高、集成程度低等缺点，同时，对于教育的无人机动力系统平台的建立，需要更安全的测试环境，本实用新型提出了一种无人机教育动力测试台。

具体技术方案如下：

一种无人机教育动力测试台，包括拉力测试装置、扭矩测试装置、螺旋桨固定装置、温度传感器和支撑装置；

所述拉力测试装置包括直线轴承座、直线轴承和拉力传感器；

所述扭矩测试装置包括扭矩传感器、扭力杆和扭矩传感器安装座；

所述螺旋桨固定装置包括电机安装端板、电机和螺旋桨；

所述支撑装置包括安装底座、主梁架和底座固定安装架；

所述拉力测试装置通过直线轴承与螺旋桨轴承连接；所述扭矩测试装置通过卧式光轴支座与螺旋桨固定装置连接；所述拉力测试装置和扭矩测试装置固定安装在支撑装置上。

优选地，还包括集成的数据采集主板，位于主梁架侧面。

优选地，还包括外围隔离装置，所述外围隔离装置包括测试台隔离网和测试台边框，所述测试台边框分布在测试台隔离网的四周。

优选地，还包括电源箱，所述电源箱包括电源接口和应急开关。

优选地，还包括电调，所述电调位于电调安装板上方。

优选地，所述温度传感器为红外温度传感器。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种无人机教育动力测试台具有以下优势：

本实用新型提出的一种无人机教育动力测试台，它能开发相应的测试方案，满足无人机教育市场的教学需求；另一方面，它具备高安全系数，满足无人机教育安全需求，同时，它具备通俗易懂的图形界面，无线和有线的传输模式，数据的直接下载等优点，可满足所有基础无人机教育的需求，它也兼顾二次开发的端口功能，可以为高等教育提供相关的高级编程课程。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种无人机教育动力测试台的整体示意图；

图2为本实用新型提出的一种无人机教育动力测试台的侧视图；

图3为装置整体图。

附图标记说明：

1扭矩传感器 2扭力杆 3温度传感器 4电机安装端板

5卧式光轴支座 6直线轴承座 7直线轴承 8拉力传感器

9电调安装板 10安装底座 11扭矩传感器安装座 12测试台边框

16电源接口 17电源箱 18应急开关 19测试台隔离网

20底座固定安装架 21主梁架 22集成的数据采集主板

23电机 24螺旋桨 25电调

具体实施方式

以下结合具体实施方式进一步详细说明本实用新型的技术方案。应当理解，此处描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1和图3所示，本实用新型提出了一种无人机教育动力测试台，包括拉力测试装置、扭矩测试装置、螺旋桨固定装置、温度传感器3和支撑装置；所述拉力测试装置包括直线轴承座6、直线轴承7和拉力传感器8；所述扭矩测试装置包括扭矩传感器1、扭力杆2和扭矩传感器安装座11；所述螺旋桨固定装置包括电机安装端板4、电机23和螺旋桨24；所述支撑装置包括安装底座10、主梁架21和底座固定安装架20；所述拉力测试装置通过直线轴承7与螺旋桨24轴承连接；所述扭矩测试装置通过卧式光轴支座5与螺旋桨固定装置连接；所述拉力测试装置和扭矩测试装置固定安装在支撑装置上。在整体装置的外围还包括外围隔离装置，所述外围隔离装置包括测试台隔离网19和测试台边框12，所述测试台边框12分布在测试台隔离网19的四周。在整体装置的旁边还包括电源箱17，所述电源箱17包括电源接口16和应急开关18。

本实用新型还包括集成的数据采集主板22，位于主梁架21侧面，可实时采集扭矩传感器1、拉力传感器8，温度传感器3，系统的电压、电流等数据，并实时传输给计算机；所述的电机23安装在电机安装座4上，螺旋桨24固定在电机23上；所述的电机安装座4固定在卧式光轴支座5上，并与直线轴承座6通过螺母和螺栓连接，直线轴承7和螺旋桨22同轴，用于传递螺旋桨7旋转产生的拉力，并把实时拉力信息传递给拉力传感器8。

本实用新型还包括电调25，所述电调25位于电调安装板9上方，电调安装板安装在安装底座10上，电调25是一种驱动马达，它用于接收启动、停止、制动信号，以控制马达的启动、停止和制动；接收正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，使马达产生连续转矩，接收速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整马达转速。

所述的温度传感器3安装在扭力杆2上，温度传感器3采用红外探测的采集方式，安装传感器时请保证红外传感器镜片平行于测试面，且距离保持在1-3cm左右(保持镜片整洁，避免油污)。红外温度传感器有不需要接触物体即可测量的优点，同时物体的发射率会导致温度测量产生偏差，为测量准确，请保证测试部位为深色(可贴黑色遮挡胶带或用黑色记号笔涂黑)。另因温度传感器同时测量环境温度，所以不要安装在支架以外的地方，保持良好的通风条件。

所述的主梁架21安装在底座固定安装架20上，底座安装架20和测试台边框12相连，除测试台底座面外，其余5个面用测试台隔离网19密封，形成一个整体的测试台框架体。

所述的电源箱17安装在测试台的一个面上，电源箱预留电源接口16，应急开关18。

该无人机教育动力测试台工作原理如下：该无人机教育测试台具备高度集成化，所有测试数据集成在数据采集系统主板上，利用红外温度传感器测量电机的温度和环境的温度、利用拉力传感器测试螺旋桨转动产生的拉力、利用扭矩传感器测试螺旋桨转动产生的扭矩、利用转速传感器测试螺旋桨转动的转速、利用电压电流传感器测试系统的输入电压电流值。同时，利用得到的测试数据，计算螺旋桨力效＝螺旋桨拉力/电机输出功率，系统力效＝螺旋桨拉力/电机输入功率，电机效率＝电机输出/系统输入，总功率＝输入功率＝电压*电流，电机输出(W)＝扭矩*转速、桨效率＝系统输出/电机输出(仅在动拉力测试中有效)。

鉴于现有无人机动力测试系统的自制简易化、测试成本高、集成程度低等缺点，特别地，对于教育的无人机动力系统平台的建立，需要更安全的测试环境。众所周知，常规的无人机测试，实在一个开放的环境中，螺旋桨切割空气的旋转，产生很大的剪切力。一旦没有做到安全防护，很容易引发人员的伤害，造成人身和财产的损失。为此，本实用新型开发出一款具备全封闭的无人机动力测试系统平台，一方面，它能开发相应的测试方案，满足无人机教育市场的教学需求；另一方面，它具备高安全系数，满足无人机教育安全需求。除此之外，它具备通俗易懂的图形界面，无线和有线的传输模式，数据的直接下载等优点，可满足所有基础无人机教育的需求。同时，它也兼顾二次开发的端口功能，可以为高等教育提供相关的高级编程课程。

本实用新型的技术效果和优点：

本实用新型无人机教育测试台，具备以下五点特殊之处：1、它具备高度集成化，利用软硬件自主开发，集成了电流、电压、拉力、扭矩、实时功率、桨效率、桨力效、系统力效、电机效率、电机输出、气压、空速、电机温度等测试参数，实时数据被测试主板采集并传输给计算机；2、相较于常规的无人机动力测试平台，本实用新型无人机教育测试平台具备全封闭的特性，在测试时，能做到实时安全防护；3、相较于常规的无人机动力测试平台，本实用新型无人机教育测试平台具备图形的界面，具备易操作，易控制、数据易处理的优点，且具备历史数据回访功能；4、相较于常规的无人机动力测试平台，本实用新型无人机教育测试平台具备具备小巧、重量轻的特点，可以方便移动；5、相较于常规的无人机动力测试平台，本实用新型无人机教育测试平台具备较低的测试成本，其中，扭矩采用扭力和力臂相乘的形式得到，拉力通过轴传输测得，可大大降低的测试成本。

综上所述，本实用新型提出的一种无人机教育动力测试台，它能开发相应的测试方案，满足无人机教育市场的教学需求；另一方面，它具备高安全系数，满足无人机教育安全需求，同时，它具备通俗易懂的图形界面，无线和有线的传输模式，数据的直接下载等优点，可满足所有基础无人机教育的需求，它也兼顾二次开发的端口功能，可以为高等教育提供相关的高级编程课程。

以上的实施方式均为本实用新型的优选实施方式，并非因此限制本实用新型的专利保护范围。任何本实用新型所属的技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所公开的精神和范围的前提下，对本实用新型的内容所做的等效结构与等效步骤的变换均落入本实用新型要求保护的专利范围之内。

Claims (5)

1.一种无人机教育动力测试台，其特征在于，包括拉力测试装置、扭矩测试装置、螺旋桨固定装置、温度传感器(3)和支撑装置；

所述拉力测试装置包括直线轴承座(6)、直线轴承(7)和拉力传感器(8)；

所述扭矩测试装置包括扭矩传感器(1)、扭力杆(2)和扭矩传感器安装座(11)；

所述螺旋桨固定装置包括电机安装端板(4)、电机(23)和螺旋桨(24)；

所述支撑装置包括安装底座(10)、主梁架(21)和底座固定安装架(20)；

所述拉力测试装置通过直线轴承(7)与螺旋桨(24)轴承连接；所述扭矩测试装置通过卧式光轴支座(5)与螺旋桨固定装置连接；所述拉力测试装置和扭矩测试装置固定安装在支撑装置上；

所述的一种无人机教育动力测试台，还包括外围隔离装置，所述外围隔离装置包括测试台隔离网(19)和测试台边框(12)，所述测试台边框(12)分布在测试台隔离网(19)的四周。

2.根据权利要求1所述的一种无人机教育动力测试台，其特征在于，还包括集成的数据采集主板(22)，位于主梁架(21)侧面。

3.根据权利要求1所述的一种无人机教育动力测试台，其特征在于，还包括电源箱(17)，所述电源箱(17)包括电源接口(16)和应急开关(18)。

4.根据权利要求1所述的一种无人机教育动力测试台，其特征在于，还包括电调(25)，所述电调(25)位于电调安装板(9)上方。

5.根据权利要求1所述的一种无人机教育动力测试台，其特征在于，所述温度传感器(3)为红外温度传感器。

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