[发明专利]一种螺旋桨动态拉力和扭矩复合测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及测力技术领域，具体而言，涉及一种螺旋桨动态拉力和扭矩复合测量装置。

背景技术

空气螺旋桨是把航空发动机的动力转化为飞行器推进力的工具，在飞行器研究和设计过程中，螺旋桨的拉力和扭矩数据是其气动参数辨识的重要输入条件，一般通过风洞试验或车载试验模拟飞行工况，测量螺旋桨的气动性能数据，为研究和设计工作提供依据。

在车载试验进行螺旋桨的动态特性测试时，往往采用天平机构或者复合拉扭传感器。常规天平机构和复合拉扭传感器主要用于静态拉力和扭矩测量，一般只能安装于螺旋桨驱动电机底部或后方，测量整个螺旋桨推进系统的拉力和扭矩，安装于螺旋桨与驱动电机之间，测量螺旋桨传动轴的轴向力和扭矩时，无法解决旋转信号如何转化为非旋转信号的问题。但是在进行车载试验时，推进系统部件受到外界条件干扰会有强烈振动和加速度变化，并且螺旋桨驱动电机质量较大，对于天平机构或复合拉扭传感器影响较大，严重影响测量精度，导致测量精度较低。

发明内容

本发明提供了一种螺旋桨动态拉力和扭矩复合测量装置，旨在改善现有的螺旋桨拉力和扭矩测量装置在车载试验中，由于螺旋桨驱动电机等推进系统部件振动和加减速对测量结果的影响，导致测量精度较低的问题。

本发明是这样实现的：

一种螺旋桨动态拉力和扭矩复合测量装置，包括驱动电机、螺旋桨、底板以及轴承座；

所述螺旋桨设置有主轴，所述主轴远离所述螺旋桨的一端穿过所述轴承座，并与所述驱动电机的输出轴通过动态扭矩传感器同轴传动连接；

所述主轴与所述动态扭矩传感器的输出轴通过主轴联轴器连接，所述主轴远离所述螺旋桨的一端设置有花键，所述主轴联轴器设置有与所述花键配合的键槽，所述动态扭矩传感器与所述底板固定连接；

所述轴承座上设置有拉压力传感器，所述拉压力传感器与所述底板通过连接件连接，所述轴承座与所述底板滑动连接。

进一步地，所述动态扭矩传感器与所述驱动电机的输出轴通过电机联轴器连接。通过设置所述电机联轴器，能够很好地将所述动态扭矩传感器与所述驱动电机的输出轴同轴连接，保证了二者的同轴度。

进一步地，所述轴承座设置有两个轴承，所述轴承的内圈设置有紧定螺钉孔，两个所述轴承分别通过紧定螺钉与所述主轴连接。通过在所述轴承座设置两个所述轴承，并且在所述轴承的内圈设置所述紧定螺钉孔，将所述轴承与所述主轴通过所述紧定螺钉连接，使所述螺旋桨在转动时产生的动态拉力拉动所述主轴，而所述主轴与所述轴承通过所述紧定螺钉连接，那么所述主轴能够带动所述轴承座相应的运动，动态拉力经所述轴承座的传递能够作用于所述拉压力传感器上。

进一步地，所述轴承座的底端设置有盖板，所述盖板的下侧设置有滑块，所述底板上设置有与所述主轴的轴线方向平行的滑轨，所述滑块与所述滑轨滑动连接。通过设置所述滑块和所述滑轨，使所述螺旋桨转动产生的动态拉力传递至所述轴承座时，所述轴承座能够沿着所述滑轨在所述底板上滑动。保证了所述轴承座沿着动态拉力的方向运动。

进一步地，所述滑轨为两条，所述滑块为四个，且为两两对称设置。通过将所述滑轨设置为两条，所述滑块设置为两两对称的四个，使所述滑块与所述滑轨的滑动效果更好，进一步保证了所述轴承座沿着动态拉力的方向运动。

进一步地，所述拉压力传感器设置于所述轴承座的一侧，并且与所述主轴的轴线方向平行设置。使所述螺旋桨转动时产生的动态拉力能够平行地作用于所述拉压力传感器上。

进一步地，所述连接件为L形，所述连接件的L形的一边与所述拉压力传感器连接，另一边与所述底板连接。通过将所述连接件设置为L形，使所述拉压力传感器能够通过所述连接件固定于所述底板上，所述螺旋桨转动产生的动态拉力作用于所述拉压力传感器时，所述拉压力传感器能够产生形变，进而对动态拉力进行测量。

进一步地，所述螺旋桨通过螺旋桨连接件以及螺旋桨挡片与所述主轴连接，所述螺旋桨连接件与所述螺旋桨挡片分别位于所述螺旋桨相对的两侧，所述螺旋桨连接件位于所述螺旋桨与所述主轴之间。通过设置所述螺旋桨连接件和所述螺旋桨挡片，使所述螺旋桨能够很好地固定于所述螺旋桨连接件和所述螺旋桨挡片之间，并与所述主轴连接，确保了所述螺旋桨与所述主轴的同轴度。