[发明专利]一种桨距可调的火星飞行器共轴旋翼悬停特性测量装置

说明书

一种桨距可调的火星飞行器共轴旋翼悬停特性测量装置，它涉及一种悬停特性测量装置。本发明为了解决现有的共轴旋翼悬停特性测量装置无法提供足够的动力并获取具有高精度的升力及扭矩测量值。及无法满足高效快速的测量需求。本发明的驱动模块竖直设置，上旋翼系统和下旋翼系统由上至下安装在驱动模块上，且上旋翼系统和下旋翼系统的旋转运动同轴并相互独立，驱动模块具有两套驱动系统，分别驱动上旋翼系统和下旋翼系统旋转且旋转方向相反，桨距调节模块通过采用连杆推拉的形式驱动下旋翼系统的桨夹进行转动来实现桨距角可调，测量模块安装在驱动模块的下部并对升力和扭矩进行测量。本发明用于火星飞行器共轴旋翼悬停特性测量。

技术领域

本发明涉及一种火星飞行器共轴旋翼悬停特性测量装置，具体涉及一种桨距可调的火星飞行器共轴旋翼悬停特性测量装置。

背景技术

火星因其具有与地球相似的地质结构组成和物理特征而成为深空探测的重点对象。针对火星的探测方式主要包含环绕探测和表面巡视探测两种，其中最引人注目的是火星表面巡视探测。截至目前，世界各国发射的多辆火星漫游车已探明火星表面存在稀薄大气；同时，火星漫游车也暴露出视野狭窄、机动性差、可探测范围有限等缺陷。火星飞行器因其具备移动速度快、探测范围广、拍摄画面清晰等特点而成为未来火星探测的主要方式之一。

旋翼式飞行器相对浮空气球式、固定翼式、扑翼式等型式的飞行器具有良好的可操纵性和较低的环境依赖性，因而成为火星飞行器首选的结构型式。由于普通旋翼难以在火星稀薄低温的大气条件下产生足够升力，因此火星飞行器选用功率密度较大的共轴式旋翼。为测试火星飞行器共轴旋翼悬停特性，需测量具有不同桨距角的旋翼系统在火星大气条件下可产生的升力和所需克服的反扭矩，因此研制一种桨距可调的火星飞行器共轴旋翼悬停特性测量装置对我国火星探测重大航天工程具有重要意义。

现有的共轴旋翼悬停特性测量装置由于适用对象为地球，所以不是针对适用于火星大气环境的旋翼系统，无法为共轴旋翼系统提供足够的动力并获取具有高精度的升力及扭矩测量值。同时，现有的共轴旋翼悬停特性测量装置无法准确方便地调整旋翼桨距以满足高效快速的测量需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的共轴旋翼悬停特性测量装置难以针对适用于火星大气环境的旋翼系统，为共轴旋翼系统提供足够的动力并获取具有高精度的升力及扭矩测量值。同时，现有的共轴旋翼悬停特性测量装置无法准确方便地调整旋翼桨距以满足高效快速的测量需求。进而提供一种桨距可调的火星飞行器共轴旋翼悬停特性测量装置。

本发明的技术方案是：一种桨距可调的火星飞行器共轴旋翼悬停特性测量装置包括旋翼模块，旋翼模块包括上旋翼系统和下旋翼系统，它还包括驱动模块、桨距调节模块和测量模块，驱动模块竖直设置，上旋翼系统和下旋翼系统由上至下安装在驱动模块上，且上旋翼系统和下旋翼系统的旋转运动同轴并相互独立，驱动模块具有两套驱动系统，分别驱动上旋翼系统和下旋翼系统旋转且旋转方向相反，桨距调节模块通过采用连杆推拉的形式驱动下旋翼系统的桨夹进行转动来实现桨距角可调，测量模块安装在驱动模块的下部并对升力和扭矩进行测量。

进一步地，上旋翼系统和下旋翼系统结构相同，上旋翼系统包括桨毂、两个旋翼桨叶和两个旋翼桨夹，桨毂为长条形结构，桨毂的中心开设圆孔，桨毂的两端为圆柱形连接杆，圆柱形连接杆上开设环形凹槽，桨毂套装在驱动模块的内传动轴上，两个旋翼桨夹通过紧定螺钉分别安装在圆柱形连接杆上，每个旋翼桨夹上安装有一个旋翼桨叶，且旋翼桨夹通过紧定螺钉在环形凹槽中的安装位置不同来调节桨距角。