[发明专利]一种非平面式双旋翼气动性能动态测试装置

说明书

技术领域

本发明属于小型飞行器旋翼空气动力学领域，涉及多旋翼系统中一种非平面式双旋翼气动性能动态测试装置。

背景技术

非平面式旋翼配置是指旋翼旋转平面和机体平面存在一定夹角的旋翼配置，该夹角在非平面旋翼单元中称为旋翼倾转角度，定义由水平放置按逆时针旋转的倾转角度为正，则可以按倾转角度将相邻两个旋翼的倾转状态分为面对面状态和背对背状态。由于非平面配置的旋翼单元的气动性能相比于传统水平放置的旋翼单元有很大提高，其气动性能测试需要对涉及的多个气动参数（包括旋翼单元状态、旋翼倾转角度、旋翼间距、旋翼转速等）进行多次测量。而现有的旋翼气动性能测试系统中，大部分都是针对单旋翼测试，小部分能完成共轴双旋翼气动性能的测试。非平面双旋翼气动性能测试涉及多个气动参数，现有的旋翼气动测试系统无法完成对非平面双旋翼气动性能的测试。而且现有的旋翼气动性能测试系统机械结构较为复杂，故障率高，更具有测试效率低，且伴有故障时的人员损伤。现有测试系统中，对于非平面双旋翼气动性能的测试装置尚未见公开。

发明内容

为了克服传统平面式双旋翼性能测试系统的不足，本发明提出了一种非平面式双旋翼气动性能动态测试装置，其能够按照输入指令自动调节非平面的两个旋翼转速、旋翼倾转角度和旋翼间距，可以远距离、非接触完成不同旋翼状态、旋翼倾转角度和旋翼间距条件下驱动电机电压、电流和力传感器数据的采集，自动完成双旋翼气动性能的分析和处理；既保证了多变量测试的高效率和高可靠性，又可以实现远距离操作，提高了安全性。

本发明为实现上述目的采取以下技术方案：

一种非平面式双旋翼气动性能动态测试装置，主要由全自动参数调整部分、微处理器单元、无线通讯模块和计算机系统组成；

所述全自动参数调整部分主要由底座、立柱、安装支架、驱动电机、旋翼、力传感器、支撑臂、直线电机和舵机组成；

所述微处理器单元可以向驱动电机和舵机发送指令，可以向直线电机发送指令和接收驱动电机的电压和电流信息，通过A/D采集力传感器的信息；

所述无线通讯模块包括发射模块和接收模块，发射模块和接收模块支持双工工作模式，发射模块工作在发射模式时接收模块工作在接收模式，接收模块工作在发射模式时发射模块工作在接收模式，完成指令和信息的无线收发；发射模块与微处理器单元双向通讯，接收模块同计算机系统双向通讯；

所述计算机系统完成初始参数设定和测试数据后处理功能。

上述技术方案中，所述微处理器单元为单片机、ARM或DSP。

上述技术方案中，所述微处理器单元通过PWM向舵机发送指令；通过I2C向直线电机发送指令；通过CAN向驱动电机发送指令。

上述技术方案中，所述微处理器单元通过CAN接收驱动电机的电压和电流信息。

上述技术方案中，所述发射模块通过232或485与微处理器单元双向通讯。

上述技术方案中，所述接收模块通过232或485同计算机系统双向通讯。

上述技术方案中，旋翼连接在驱动电机的转轴上，驱动电机固定在力传感器上，力传感器固定在支撑臂一端，支撑臂另一端连接直线电机的运动部分，通过直线电机的直线运动调整旋翼间距；直线电机的不动部分连接舵机的运动部分，舵机的不动部分连接安装支架上，通过舵机的旋转运动调节旋翼的倾转角度，同时通过调整两个旋翼的倾转角度来设置旋翼状态为面对面状态或背对背状态。

上述技术方案中，底座和立柱，以及立柱和安装支架之间的连接方式为螺栓连接或焊接。

上述技术方案中，两个支撑臂夹角范围为大于等于60°，小于等于180°。

上述技术方案中，旋翼的倾转角度的范围为大于0°，小于90°。

本发明的有益效果及优点在于：

本发明给出的一种非平面式双旋翼气动性能动态测试装置，可以远距离无线设置参数，自动调整非平面双旋翼的旋翼状态、旋翼转速、旋翼倾转角度和旋翼间距，自动采集驱动电机的电压、电流数据和力传感器的输出，自动完成非平面双旋翼的升力和功耗计算，测试结果可以选择数据文档、表格和曲线的方式。实现了非平面双旋翼气动性能测试的多参数远距离自动调整，支座高度也避免了地面效应，本发明给出的非平面双旋翼气动性能测试装置具有方便、安全、准确的突出优点，完全满足非平面式双旋翼气动性能的测试需要。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是非平面式双旋翼气动性能动态测试装置示意图；

图2是全自动参数调整部分结构示意图；