[发明专利]一种用于测量小型螺旋翼升力和扭矩的装置及方法

摘要

本发明提供了一种测量小型螺旋翼升力和扭矩的装置及方法，能够测量螺旋翼动态过程中角速度与升力和扭矩的变化关系。该装置外转子式电动机(a)、不反光胶带(b)、反光贴纸(c)、被测螺旋翼(d)、光电计数器(e)、杠杆(f)、滑动支点(g)、纵向压力传感器(h)、横向压力传感器(i)、数据采集器(j)、数据传输线(k)、测试平台座(l)、游标卡尺(m)、滑动轨道(n)；本发明通过光电计数器能够测量一周期内螺旋翼角速度的变化情况；通过杠杆原理可以改变压力传感器与螺旋翼升力和扭矩的比值，使压力传感器工作在最佳受力区间，从而提高升力和扭矩的测量精度和测量范围；结合游标卡尺可以更加精确和方便的读出两个力臂的长度；装置实现了全过程(过度过程和稳定状态)测量。

主权项

1.一种确定小型螺旋翼升力和扭矩的方法，方法依托的装置包括外转子式电动机(a)、不反光胶带(b)、反光贴纸(c)、被测螺旋翼(d)、光电计数器(e)、杠杆(f)、滑动支点(g)、纵向压力传感器(h)、横向压力传感器(i)、数据采集器(j)、数据传输线(k)、测试平台座(l)、游标卡尺(m)、滑动轨道(n)；测试平台座(l)安放在水平面上并固定，滑动支点(g)安装在测试平台座(l)的滑动轨道内；光电计数器(e)安置在测试平台座(l)一端的平台上，纵向压力传感器(h)和横向压力传感器(i)安装在平台的另一端；杠杆(f)的一端与横向压力传感器(i)固连，该端突起处与纵向压力传感器(h)接触，另一端与电动机(a)固连，然后搭在所述的平台上，滑动支点(g)卡在杠杆(f)上；将不反光的胶带(b)在外转子式电动机的转子侧面贴满一周，将s个反光贴纸(c)等间隔的贴在反光胶带上，被测螺旋翼(d)与电动机(a)固连；光电计数器(e)、纵向压力传感器(h)和横向压力传感器(i)的数据线与数据采集器(j)连接；游标卡尺(m)的主尺部分位于测试平台座上，并与滑动支点(g)的下边缘对齐，杠杆(f)与纵向压力传感器(h)接触点位置正对游标卡尺的某一刻度；游标卡尺的游标在滑动支点(g)的下方，其对准刻线在支点的垂直延长线上；滑动轨道(n)在测试平台座(l)的两侧，并位于游标卡尺(m)的上方，滑动支点(g)卡在滑动轨道(n)内并且只可以在轨道的方向上运动；所述的s为大于1的整数，其特征在于步骤如下：(1)数据采集器采集光电计数器的数据以及采集数据对应的时间，假设一共测得N组数据，其中时间数据为T1～TN，利用该N组数据及时间数据确定螺旋翼的角速度，绘制每个光电计数器时间区间内的角速度、时间曲线；(2)数据采集器采集纵向压力传感器数据、横向压力传感器数据并记录下每个数据所对应的时间点；(3)根据杠杆原理，利用步骤(2)中的数据计算每个数据点的升力、扭矩；(4)计算步骤(2)中每个时间点上螺旋翼的角速度，绘制升力、角速度曲线以及扭矩、角速度曲线；具体为：根据纵向压力传感器、横向压力传感器采集的时间选择步骤(1)中光电计数器的时间区间，然后利用该区间的角速度、时间曲线得到该时间对应的角速度，进而得到一对与时间对应的升力角速度曲线或扭矩角速度曲线。