[发明专利]一种电动无人机动力系统多功能试验台

说明书

本发明公开了一种功能多样、安全可靠性高、成本低、使用便捷的电动无人机动力系统多功能试验台，包括试验台架组件、动力供电组件、数据测量组件，所述数据测量组件至少包括扭矩测量模块、拉/压力测量模块、以及非测力传感器模块、数采及控制系统组件，所述数采及控制系统组件用以采集所述数据测量组件的反馈信号、并将采集的反馈信号实时传输至上位机、以及安全防护系统组件。本发明公开的一种电动无人机动力系统多功能试验台，其可实现动力系统的地面静拉力试验、动拉力试验，台架设有地面工作台和跑车试验通用接口，动拉力试验功能避免了传统地面静拉力试验误差过大和风洞试验成本过高的缺点。

技术领域

本发明涉及轻小型无人机的动力系统测试技术领域，尤其涉及一种无人机的无刷电机、发动机、螺旋桨等动力系统多工况多参数测试平台及试验方法。

背景技术

轻小型无人机由于体积小、重量轻、机动灵活、成本低的特点广泛用于军事和民用。采用的动力装置为活塞发动机或无刷电动机。其中，动力系统是无人机的心脏，在飞机的总体设计和使用过程中，需要对动力系统进行大量测试和试验，获得动力系统的试验参数和特性，验证可靠性和各种性能。因此动力系统试验台是一种较为重要的试验设备。

近年来，无人机行业井喷式发展，但轻小型无人机的设计研制和元器件选型研发多借鉴航模飞机领域，动力系统各部件多为航模的现成产品。航模零部件厂商多数都只提供了输出功率，很少提供完备的性能数据，缺少总体设计时必要的参数支持，因此行业内对动力系统试验台的需求十分迫切。国内外有一些研制和生产无人机和航模飞机动力系统试验台的专业化企业，但其功能比较单一，技术落后，使用限制过多，成本高，导致无人机设计过程中需要多个试验平台，也只能测试最基本的参数，大大提高了成本，降低了效率。

中国专利CN105628386A提出了一种发动机试验台系统及试验方法，该发明很好的解决了活塞发动机性能检测问题，提高了测试的可靠性和自动化程度，但是其不是专门针对航空活塞发动机或无刷电机，动力输出端不能与无人机动力系统相匹配，部分设计针对性不强，结构复杂，在无人机领域适用性不高。

中国专利CN202994470U提出了一种无人飞机动力性能测试系统，该发明针对在无人机在飞行工况下在发动机驱动下的输出扭矩、转速、功率、推力、油耗等驱动性能等进行综合试验，对发动机的常规参数进行了测量，但是无法对无刷电机动力系统进行试验，适用范围较小。另外，整个系统复杂，安装使用有许多不便。

中国专利CN105819000A提出了一种无人机动力系统多功能试验台及其试验方法，具体的原理图见下图1。

该发明工作过程如下：在底座上通过立柱连接安装板，安装板通过滑轨与试验平台连接，在试验平台的一端设有安装座，安装座可安装动力装置，试验平台的另一端连接拉压测试装置；用来测量推力，在安装板下方的空腔内设有电动力系统和喷气动力系统，在安装板的上方设有活塞动力系统，扭矩测量装置放置在安装座后方，用以测量静态扭矩。

该试验台能够适应于不同动力系统，覆盖较大的动力系统功率范围，能够进行多种试验测试项目，能够进行多种数据的采集和综合处理。但是有以下几方面缺点：能适用的动力系统类型过多，导致在某一特定试验下冗余设计过多，造成额外干扰，针对性较差，况且个别类型的发动机并不适合此种测量方式，过分追求功能的全面势必会造成特异性降低从而导致试验设计不合理，造成额外误差；只能进行地面静拉力试验；部分参数测量方式不够合理，例如扭矩的测量方式只能测量静态扭矩，无法测量对于飞机总体设计更为重要的动态扭矩；测量和数采系统集成化程度不高、并缺少必要的说明，并未达到真正意义上的模块化。

发明内容

本发明的目的是提供一种功能多样、安全可靠性高、结构简单轻巧、成本低、使用便捷的能够快速实现无刷电机和小型活塞发动机螺旋桨动力系统参数的实时测量和采集、并支持采样率设置和数据无线传输的电动无人机动力系统多功能试验台。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：