CN218121323U - 一种用于无人机的可加热恒温弹簧测试机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于无人机的可加热恒温弹簧测试机，包括弹性测试机构、加热机构、控制机构和底盘，所述加热机构包括加热炉、炉体内的加热元件、加热炉炉体支架、限位开关和可调关节；所述弹性测试机构包括横梁、垂直固定在底盘上的竖梁、上下工作台和上下工装；所述控制机构集成设置在底盘一侧，包括控制面板、电源开关和紧急开关，用于实现测试过程中的逻辑控制。本实用新型操作简单、自动化程度高，可满足弹簧不同工作温度下的性能测试需求，可通过更换工装满足不同类型弹簧测试需求，具有自标定、自调整功能，能满足不同温度，不同工装下的测试精度需求。

Description

一种用于无人机的可加热恒温弹簧测试机

技术领域

本实用新型属于无人机领域，具体涉及一种用于无人机的可加热恒温弹簧测试机。

背景技术

发动机是无人机的心脏，是无人机综合性能的根本保障。发动机燃烧室的密封性能，是保证发动机工作性能的根本因素，燃烧室的密封主要通过弹性件和密封件的配合来实现，研究发动机弹性件的动态工作特性，尤其是工作温度下(100℃～300℃)的性能变化，对发动机研制有重要的意义。

现有的弹簧测试机基本均为常温测试产品，只能测量室温下弹簧的工作特性，仅有的少数具有加热功能的电子拉伸试验机均为非标产品，且主要用于材料学高温蠕变领域，其温度 (500℃～1300℃)和量程(≥50KN)，均不满足中小型无人机发动机弹性件(≤100N)测试需求。现有发动机弹性件设计主要靠测仿和经验设计，对于常温下的弹簧性能可通过测试来保证，而发动机动态工作时的性能处于不可控制状态。在具体设计实施中，为防止高温下弹簧可能“变软”造成弹性性能下降，设计时额外增大弹力，间接增加了密封件和燃烧室内壁的弹力和摩擦力，增大了发动机的机械摩擦损耗，同时加速了发动机的磨损，使发动机的综合性能大幅度下降。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本实用新型提供了一种操作简单、可靠性高的可加热恒温测试机，实现了对弹性件不同温度的测试，为发动机综合设计提供了详细依据。

本实用新型的技术方案是：一种用于无人机的可加热恒温弹簧测试机，包括弹性测试机构、加热机构、控制机构和底盘；

所述弹性测试机构包括工作横梁、工作竖梁、上下工作台和上下测试工装；其中横梁与竖梁相连接，由上至下依次在横梁下设置上工作台和上测试工装，并在底盘对应的位置由下至上设置下工作台和下测试工装；被测弹簧的两端分别与上、下测试工装连接；测试过程中，下工作台及下测试工装保持静止，由工作竖梁控制工作横梁沿竖直方向往复运动，进而带动上测试工装沿被测弹簧轴向位移，实现被测弹簧压缩、拉伸的变化；

所述加热机构包括加热炉、加热元件和加热炉支架，所述加热炉为环形结构，通过加热炉支架安装于底盘上，并位于所述上下测试工装的外围；所述加热元件设置于加热炉的内环面，用于对被测弹簧的温度控制；

所述控制机构集成设置在底盘一侧，包括控制面板、电源开关和紧急开关，用于实现测试过程中的控制。

本实用新型的进一步技术方案是：所述加热炉包括两个半圆环，两个半圆环的一侧直线端铰接，能够实现加热炉炉体的开合。

本实用新型的进一步技术方案是：所述加热炉的两个半圆环炉体的外端均设有加热炉手柄，用于开关炉体，对测试样品进行安装和拆卸。

本实用新型的进一步技术方案是：所述加热炉内的加热元件分为独立的上中下三路，通过上中下对应三个热电偶分别完成温度采集和控制，保证测试平台受热均匀，能满足不同测试工装测试需求。

本实用新型的进一步技术方案是：所述加热炉支架包括加热炉调节支架和加热炉立柱，所述加热炉立柱垂直固定于底盘上，加热炉通过加热炉调节支架安装于加热炉立柱上；

所述加热炉调节支架为横置H型结构，其两端横向支臂的内端均与中部竖梁铰接，外端分别与加热炉立柱、加热炉铰接；通过加热炉调节支架两端与中部的铰接关系实现加热炉的位置调节。

本实用新型的进一步技术方案是：所述加热炉调节支架还包括限位开关和可调关节，所述限位开关设置于加热炉调节支架与加热炉立柱的铰接处，能够限制加热炉调节支架绕加热炉立柱轴向的转动角度；所述可调关节设置于加热炉调节支架中部铰接处、以及加热炉调节支架与加热炉的铰接轴处，通过可调关节对这两处铰接进行转动控制，关闭时为固定结构，打开时为铰接结构。

本实用新型的进一步技术方案是：所述上、下工作台分别安装水冷装置，通过上工作台冷却水接口和下工作台冷却水接口连接循环冷却水，通过冷却避免加热炉热量通过工作台传递至弹簧测试机构，影响设备安全性和整体精度。

本实用新型的进一步技术方案是：所述底盘安装有测力机构，所述测力机构通过下工作台完成对弹力的测试。

本实用新型的进一步技术方案是：所述控制机构的具体功能包括：温度采集和加热控制、压缩测量控制、拉伸测量控制、仪器调零和校准控制、测试数据处理和存储。

有益效果

本实用新型的有益效果在于：

1.操作简单，自动化程度高；

2.可满足弹簧不同工作温度下的性能测试需求；

3.结构简单，通用性高，可通过更换工装满足不同类型弹簧测试需求；

4.具有自标定、自调整功能，能满足不同温度，不同工装下的测试精度需求。

附图说明

图1是本实用新型弹簧测试机的产品侧视图；

图2是本实用新型弹簧测试机的产品正视图；

图3是本实用新型弹簧测试机的工作模式图；

图4是本实用新型弹簧测试机的测试拉簧示意图；

附图标记说明：1—加热炉、2—工作横梁、3—工作竖梁、4—上工作台、5—上测试工装、6—加热元件、7—被测弹簧、8—工具盒、9—紧急开关、10—控制面板、11—电源开关、12 —可调支脚、13—下测试工装、14—下工作台、15—底盘、16—加热炉手柄、17—加热炉立柱、18—加热炉调节支架、19—上工作台冷却水接口、20—加热炉配电箱体、21—下工作台冷却水接口、22—限位开关、23—可调关节。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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位、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。

实施例：

如图1-2所示，本实用新型所述用于无人机的可加热恒温弹簧测试机，从功能上分为三部分：弹性测试机构、加热机构、控制机构和底盘。

所述弹性测试机构由工作横梁2、垂直固定在底盘15上的工作竖梁3、上工作台4、下工作台14、上测试工装5、下测试工装13、工具盒8等组成，其中工作横梁2与工作竖梁3 相连接，由上至下依次在横梁下设置上工作台和上测试工装，并在底盘对应的位置由下至上设置下工作台和下测试工装，被测弹簧7的两端分别与上、下测试工装连接。测试过程中，下工作台14及下测试工装13保持静止，由工作竖梁3控制工作横梁2沿竖直方向往复运动，进而带动上测试工装5沿被测弹簧轴向位移，实现被测弹簧压缩、拉伸的变化。安装在底盘 15中的测力机构通过下工作台完成对弹力的测试。上、下工作台分别安装水冷装置，通过上工作台冷却水接口19和下工作台冷却水接口21连接循环冷却水，通过冷却避免加热炉热量通过工作台传递至弹簧测试机构，影响设备安全性和整体精度。

所述加热机构主要包括加热炉1、加热元件6和加热炉支架等，所述加热炉1为环形结构，通过加热炉支架安装于底盘15上，并位于所述上、下测试工装的外围；所述加热元件6设置于加热炉的内环面，加热元件分为独立的上中下三路，通过上中下对应三个热电偶分别完成温度采集，用于对被测弹簧7的温度控制，保证测试平台受热均匀，能够满足不同测试工装测试需求；所述加热炉包括两个半圆环，两个半圆环的一侧直线端铰接，能够实现加热炉炉体的开合，所述加热炉的两个半圆环炉体的外端均设有加热炉手柄16，用于开关加热炉炉体，在炉体打开的状态下方便测试样品的安装和拆卸；所述加热炉炉体外侧设有配电箱20。所述加热炉支架包括加热炉调节支架18和加热炉立柱17，所述加热炉立柱垂直固定于底盘 15上，加热炉通过加热炉调节支架18安装于加热炉立柱17上；所述加热炉调节支架18为横置H型结构，其两端横向支臂的内端均与中部竖梁铰接，外端分别与加热炉立柱17、加热炉1铰接；通过加热炉调节支架两端与中部的铰接关系实现加热炉的位置调节；所述加热炉调节支架还包括限位开关22和可调关节23，所述限位开关22设置于加热炉调节支架与加热炉立柱的铰接处，能够限制加热炉调节支架绕加热炉立柱轴向的转动角度；所述可调关节23 设置于加热炉调节支架中部铰接处、以及加热炉调节支架与加热炉的铰接轴处，通过可调关节对这两处铰接进行转动控制，关闭时为固定结构，打开时为铰接结构。

所述底盘15安装有测力机构，所述测力机构通过下工作台完成对弹力的测试。底盘15 通过可调支脚12调教平衡。

控制机构集成设置在底盘一侧，包括控制面板10、电源开关11和紧急开关9，主要实现测试过程中的逻辑控制，具体功能包括：温度采集和加热控制、压缩测量控制、拉伸测量控制、仪器调零和校准控制、测试数据处理和存储等。

测试实施例：

如图3-4所示，本弹性测试机的工作模式包括准备阶段和测试阶段：

a)测试准备：参见图3，首先检查设备状态，调整加热炉为测试状态，做测试前准备；选择工装型号，开通水冷装置冷却水，通过控制面板设置加热温度和测试参数，保温时间到后开启自检模式，完成调零；

b)测试阶段：完成保温、调零后开始测试，按照需求更改测试温度或待测弹簧参数；结束测试，停止加热，待设备冷却后关闭冷却水，关闭设备。

c)特别说明

工装在不同温度保温时变形程度不同，会对测量位移产生影响，控制机构具有自动校准及存储功能，每次安装新工装后，需选择新工装选项，输入工装型号及需要的测试温度范围，完成新工装的校准及数据存储。校准时需保证冷却水为开启模式，减小系统误差。

参见图4，可根据测试需求将加热炉炉体打开，更换拉簧测试工装，完成不同型号的拉簧测试。

d)安全警示

加热炉设计宗旨为减少热量损失，为保证人员安全，防止烫伤，使用本机构时需全程佩戴手套进行。完成测试后的弹簧还有余温，应妥善放置并自然降温，避免快速冷却对弹簧性能造成影响。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种用于无人机的可加热恒温弹簧测试机，其特征在于：包括弹性测试机构、加热机构、控制机构和底盘；

所述弹性测试机构包括工作横梁(2)、工作竖梁(3)、上下工作台和上下测试工装；其中工作横梁(2)与工作竖梁(3)相连接，由上至下依次在工作横梁(2)下设置上工作台(4)和上测试工装(5)，并在底盘对应的位置由下至上设置下工作台(14)和下测试工装(13)；被测弹簧(7)的两端分别与上、下测试工装连接；

所述加热机构包括加热炉(1)、加热元件(6)和加热炉支架，所述加热炉为环形结构，通过加热炉支架安装于底盘(15)上，并位于所述上下测试工装的外围；所述加热元件(6)设置于加热炉(1)的内环面，用于对被测弹簧(7)的温度控制；

所述控制机构集成设置在底盘(15)一侧，包括控制面板(10)、电源开关(11)和紧急开关(9)，用于实现测试过程中的控制。

2.根据权利要求1所述的用于无人机的可加热恒温弹簧测试机，其特征在于：所述加热炉(1)炉体包括两个半圆环，两个半圆环的一侧直线端铰接，能够实现加热炉炉体的开合。

3.根据权利要求2所述的用于无人机的可加热恒温弹簧测试机，其特征在于：所述加热炉支架包括加热炉调节支架(18)和加热炉立柱(17)，所述加热炉立柱(17)垂直固定于底盘(15)上，加热炉通过加热炉调节支架(18)安装于加热炉立柱(17)上；所述加热炉调节支架(18)为横置H型结构，其两端横向支臂的内端均与中部竖梁铰接，外端分别与加热炉立柱、加热炉铰接，通过加热炉调节支架两端与中部的铰接关系实现加热炉的位置调节。

4.根据权利要求3所述的用于无人机的可加热恒温弹簧测试机，其特征在于：所述加热炉支架还包括限位开关(22)和可调关节(23)，所述限位开关设置于加热炉调节支架与加热炉立柱的铰接处，能够限制加热炉调节支架绕加热炉立柱轴向的转动角度；所述可调关节设置于加热炉调节支架中部铰接处、以及加热炉调节支架与加热炉的铰接轴处，通过可调关节对这两处铰接进行转动控制，关闭时为固定结构，打开时为铰接结构。

5.根据权利要求2所述的用于无人机的可加热恒温弹簧测试机，其特征在于：所述加热炉的两个半圆环炉体的外端均设有加热炉手柄(16)，用于开关炉体，对测试样品进行安装和拆卸。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于无人机的可加热恒温弹簧测试机，其特征在于：所述加热炉的炉体内的加热元件(6)分为独立的上中下三路，通过上中下对应三个热电偶分别完成温度采集和控制，保证测试平台受热均匀，能满足不同测试工装测试需求。

7.根据权利要求1所述的用于无人机的可加热恒温弹簧测试机，其特征在于：所述上下工作台分别安装水冷装置，通过上工作台冷却水接口(19)和下工作台冷却水接口(21)连接循环冷却水，通过冷却避免加热炉热量通过工作台传递至弹簧测试机构，影响设备安全性和整体精度。

8.根据权利要求1所述的用于无人机的可加热恒温弹簧测试机，其特征在于：所述底盘(15)安装有测力机构，所述测力机构通过下工作台完成对弹力的测试。

9.根据权利要求1所述的用于无人机的可加热恒温弹簧测试机，其特征在于：所述控制机构的具体功能包括温度采集和加热控制、压缩测量控制、拉伸测量控制、仪器调零和校准控制、测试数据处理和存储。

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