[实用新型]一种测量电机螺旋桨系统工作性能及参数的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量电机螺旋桨系统工作性能及参数的装置。

背景技术

当今，小型旋翼无人机的研究与应用越来越普遍，电机螺旋桨系统作为其主要动力来源，其工作性能和参数的测试对后续研究有重要影响。但目前市面上已有的工具都只能实现对电机螺旋桨某一方面稳态参数的测试。例如，转速计用来测试电机的转速，转速值只能得到最后稳定的数据，无法测得速度达到稳定的时间；碳纤维螺旋桨平衡器能测试螺旋桨自身的平衡性，但是由于电机轴心偏差引起的不平稳却无法测试。要对电机螺旋桨的总体工作性能进行了解，并获得其特性参数，还缺乏有效的装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种测量电机螺旋桨系统工作性能及参数的装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种测量电机螺旋桨系统工作性能及参数的装置，所测量的电机螺旋桨系统包含电子调速器、电池、电机和螺旋桨，电子调速器与电池相连，将电池电压转换成5V输出；电子调速器与电机相连，螺旋桨安装在电机轴心上；所述测量电机螺旋桨系统工作性能及参数的装置包括重物平台、桥型应变片、加速度计、红外对管、AD转换模块、电压比较电路、微处理单元、通讯模块和上位机；电机固定于重物平台上，电子调速器和加速度计置于重物平台上，红外对管安装在重物平台上并朝向电机，桥型应变片置于重物平台底部；电子调速器的5V电源输出为测量装置供电，其控制信号线与微处理单元的PWM输出引脚相连；桥型应变片与AD转换模块相连，红外对管与电压比较电路相连，加速度计、AD转换模块和电压比较电路均与微处理单元相连，微处理单元通过通讯模块与上位机通信。

进一步地，所述红外对管由限流电阻R1、封装在壳体内的发射管D1和接收管D2组成，发射管D1正极与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与5V电源相连，发射管D1负极接地；接收管D2负极接地；电压比较电路包含电阻R2、电阻R3和三极管Q1，三极管Q1的集电极与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与5V电源相连，三极管Q1的发射极与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端接地；三极管Q1的基极与接收管D2的正极相连；三极管Q1的集电极作为speed信号输出端与微处理单元的脉冲捕捉引脚相连。

本实用新型的有益效果是，本实用新型通过识别电机螺旋桨系统工作时的震动情况，判断其是否可直接用于小型旋翼无人机上。本实用新型判定可用于小型旋翼无人机上的电机螺旋桨，则进一步测试其工作时的数据，传回上位机，通过上位机的处理，建立电机螺旋桨的工作特性曲线。本实用新型所建立的工作特性曲线，可用于无人机建模，以便实现对无人机的精确控制。本实用新型可以用于筛选工作特性一致的电机螺旋桨系统，使得多旋翼无人机的控制不会因电机螺旋桨系统的差异而增加难度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型所要测量电机螺旋桨系统的连接框图；

图2 是本实用新型中测量装置的结构框图；

图3 是本实用新型转速测量模块电路图；

图4 是本实用新型桥型应变片电路图；

图5 是本实用新型实施例系统结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所测量的电机螺旋桨系统包含电子调速器、电池、电机和螺旋桨，电子调速器与电池相连，将电池电压转换成5V输出；电子调速器与电机相连，控制电机的转动；螺旋桨安装在电机轴心上，随着电机的转动而转动。

如图2所示，本实用新型测量电机螺旋桨系统工作性能及参数的装置包括重物平台、桥型应变片、加速度计、红外对管、AD转换模块、电压比较电路、微处理单元、通讯模块和上位机。电机固定于重物平台上，电子调速器、加速度计置于重物平台上，红外对管安装在重物平台上并朝向电机，桥型应变片置于重物平台底部。电子调速器的5V电源输出为测量装置供电，其控制信号线与微处理单元的PWM输出引脚相连。桥型应变片与AD转换模块相连，红外对管与电压比较电路相连，加速度计、AD转换模块、电压比较电路均与微处理单元相连，微处理单元通过通讯模块与上位机通信。

本实用新型中所用的固定电机的重物平台，实际由两部分组成，外部是一个高强度的塑料筒，内部则是重物砝码。根据需要，可在塑料筒内部放置不同规格的砝码，使得重物平台总重量比电机最大升力大。塑料筒顶部可以打出用于固定电机的安装孔。