[发明专利]一种高空全电无人机动力元件静态测试装置及测试方法

摘要

本发明涉及一种高空全电无人机动力元件静态测试装置及测试方法，属于小型无人航空器性能测试技术领域，主要由模拟高空压力室和动力元件性能测试平台组成。模拟高空压力室实现不同飞行高空环境下大气压力的模拟和动力元件测试平台的轴向定位，动力元件性能测试平台对动力系统推力、输入电能功率、桨叶转速、电机温度等参数的综合测量。基于本发明测试装置的方法有利于实现模拟高空飞行环境无人机动力元件性能参数的准确测量，实现将动力元件静态测试与环境试验有机结合起来，以适应不同参数功能部件性能测试需求，解决研发高空全电无人机过程中动力系统高空不同飞行环境下性能评价技术难题。

主权项

1.一种高空全电无人机动力元件静态测试装置，其特征在于：包括模拟高空压力室和动力元件性能测试平台；模拟高空压力室为能够打开的、透明的、密闭的且具有长度的结构；在端部开设抽真空口；动力元件性能测试平台包括：悬挂支架、电机支架、薄片、测温传感器、测速传感器、测力传感器、电压电流表、测试电机、测试动力锂电源和测试螺旋桨；支架固定在底板上；待测的测试螺旋桨与测试电机连接，测试电机输出端与电机支架固定，通过薄片将电机支架四点悬吊在悬挂支架上，电机远离测试螺旋桨的一端与测力传感器固定连接；测力传感器的另一端通过支架固定在底板上，测量动力元件工作过程中产生的气动推力；测速传感器固定与底板近螺旋桨一端，测量测试螺旋桨转速；测温传感器固定于测试电机绕组位置，测量测试电机工作过程中的温度；电压电流表串接入供电回路，测量回路电流和负载电压，进而获得测试动力锂电源有效功率；所述模拟高空压力室包括：真空罐体(1)、固定端密封端盖(2)、抽气口(3)、排气口(4)、数据线输出口(5)、快开式密封端盖(6)、弹簧卡扣(7)、导向圆导轨(8)、梯形丝杠(9)、丝杠螺母(10)、直线轴承(11)、固定端轴承座(12)、快开端轴承座(13)、定位锁紧机构(14)、驱动手轮(15)、数字式标准气压计(16)、真空泵(17)、抽气管路(18)、高精度多通道数据采集卡(19)、数据处理PC(20)；所述模拟高空压力室中真空罐体(1)为细长型透明材质的圆筒，真空罐体(1)内设有水平方向安装隔板，安装隔板与真空罐体(1)固定连接，为动力元件性能测试平台导向支撑结构提供水平安装平面；真空罐体(1)一端为固定端密封端盖(2)，为常闭式静密封结构，通过在固定端密封端盖(2)上开环形密封槽内嵌密封圈，依靠螺钉紧固挤压实现静态密封；固定端密封端盖(2)设有抽气口(3)、排气口(4)，抽气口(3)、排气口(4)与固定端密封端盖(2)通过管螺纹连接，并在接触处涂有玻璃胶，以此保证模拟高空压力室内部的气密性，其中抽气口(3)通过抽气管路与真空泵(17)连接，排气口安装手动阀开关；真空罐体(1)水平方向安装隔板上固定安装有一对平行导向圆导轨(8)，相应的每根导向圆导轨(8)上放置两个直线轴承(11)，直线轴承(11)在导向圆导轨(8)滑动；导向圆导轨(8)对称中心线方向上安装有梯形丝杠(9)和丝杠螺母(10)组成的定位装置，梯形丝杠(9)两端通过固定端轴承座(12)、快开端轴承座(13)支撑，其中梯形丝杠(9)的轴承支撑采用一端固定一端游隙，固定端轴承座(12)内含两个角接触球轴承背对背安装两端固定，快开端轴承座(13)内含一个深沟球轴承；梯形丝杠(9)在快开端轴承座(13)一端安装有定位锁紧机构(14)，定位锁紧机构(14)的锁紧环套在梯形丝杠(9)轴颈处，以实现锁紧环在收缩状态下对梯形丝杠(9)轴的抱紧锁死功能，防止动力元件性能测试平台轴向微小运动影响测量结果；梯形丝杠(9)定位锁紧机构(14)外侧与手轮固联，通过手动摇动驱动手轮(15)进而驱动梯形丝杠(9)转动；真空罐体(1)另一端为快开式密封端盖(6)，通过在快开式密封端盖(6)上开环形密封槽内嵌密封圈，依靠弹簧卡扣(7)提供卡紧力挤压密封圈实现静态密封；真空罐体(1)顶端固定安装有数字式标准气压计(16)，并在接触处涂有玻璃胶，以此保证模拟高空压力室内部的气密性，实时测量模拟高空压力室的气压值。