一種適于無人機電機-槳的效率測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種測試設(shè)備，具體涉及一種適于無人機電機-槳的效率測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，無人機的應(yīng)用和研究廣泛受到各方面的重視。而由于無人機具有機械結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、容易操控等優(yōu)點，無人機已經(jīng)逐步從其它無人機種類中脫穎而出，在現(xiàn)在的軍事、科研、民用、農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。無人機主要由多個電機-槳組合運轉(zhuǎn)而提供升力，完成任務(wù)載荷。隨著無人機的廣泛應(yīng)用，越來越多的電機和槳出現(xiàn)在市場上，其電機-槳(本實用新型所述的“電機-槳”是指電機和槳組合成的整體)的效率越來越受到重視，不同的電機和不同的槳組合在一起使用會具有不同的效率，什么樣的電機配什么樣的槳才能獲得最好的效率成為人們普遍關(guān)注的問題，為此在選用電機和槳時，需要對電機-槳的效率進行測試。
[0003]無人機在我國是近年來才逐漸興起，市場上現(xiàn)有的適于無人機電機-槳效率測試設(shè)備非常少見，且較所測數(shù)據(jù)準確度不高、不夠全面。首先，一般的拉力測試都是通過拉動固定的表盤拉力計來讀取數(shù)字，由于電機-槳運轉(zhuǎn)拉動彈簧時很難達到穩(wěn)定狀態(tài)，因此導(dǎo)致讀取的拉力值不夠準確；其次，現(xiàn)有的測試設(shè)備絕大部分都只考慮到電機-槳提供的最大拉力，而很少關(guān)注其效率，在不同油門開度時，電機所耗功率及電機溫度很少被人們關(guān)注，導(dǎo)致所測數(shù)據(jù)不夠全面，說服力不夠。
[0004]因此，設(shè)計一種數(shù)據(jù)準確度高、數(shù)據(jù)全面、使用安全的適于無人機電機-槳的效率測試裝置具有重要的意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適于無人機電機-槳的效率測試裝置，采用該測試裝置能使所測電機-槳效率的數(shù)據(jù)準確度高、數(shù)據(jù)全面，并且操作安全。
[0006]本實用新型的另外一個目的在于提供一種應(yīng)用上述無人機電機-槳的效率測試實現(xiàn)的無人機電機-槳的效率測試方法。
[0007]本實用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn):
[0008]—種適于無人機電機-槳的效率測試裝置，其特征在于，包括測試架、電子推/拉力計、控制系統(tǒng)、測溫儀及外部防護網(wǎng)罩，其中:
[0009]所述測試架包括底板、立柱和上部支架，其中，所述立柱下端固定在底板上，所述上部支架的外端通過套筒連接在立柱上形成豎向滑動機構(gòu)；所述電子推/拉力計的底部固定在底板上，上部連接在上部支架的下側(cè)；所述電機固定在上部支架的上側(cè)，所述槳反裝在電機主軸上；
[0010]所述控制系統(tǒng)包括電子調(diào)速器、電子調(diào)速控制器、工作狀態(tài)顯示器以及電源，其中，所述電子調(diào)速控制器用于生成控制指令，根據(jù)所測電機的預(yù)期輸出轉(zhuǎn)速及工作電流輸出控制量輸送給電子調(diào)速器；所述電子調(diào)速器與電子調(diào)速控制器連接，用于根據(jù)電子調(diào)速控制器輸出的控制量來控制電機-槳不同的轉(zhuǎn)速；所述工作狀態(tài)指示器與電子調(diào)速器連接，用于采集和顯示電機的實時工作電流值；所述電源用于給電機及控制系統(tǒng)供電；
[0011]所述測溫儀設(shè)置在在外部防護網(wǎng)罩上的一側(cè)，用于檢測電機的溫度。
[0012]本實用新型的一個優(yōu)選方案，其中，上部支架包括“十”字支架和設(shè)在“十”字支架上部中央的電機基板，所述電機固定安裝在電機基板上；所述“十”字支架底部中央設(shè)有用于與電子推/拉力計連接的連接孔。采用上述結(jié)構(gòu)的上部支架不但結(jié)構(gòu)簡單，而且便于與電機和電子推/拉力計連接。
[0013]優(yōu)選地，所述“十”字支架的四個外端上分別設(shè)置一個套筒，該套筒內(nèi)設(shè)有滾珠；相應(yīng)地，所述立柱為四根，該立柱為直線光軸，每個套筒分別套在一根立柱上；每根立柱通過連接基座固定在底板上。采用上述四個套筒和立柱相配合對電機-槳的豎向運動進行導(dǎo)向，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、導(dǎo)向精度高等優(yōu)點。
[0014]本實用新型的一個優(yōu)選方案，其中，所述電子推/拉力計的底部固定在底板的中央，所述底板上設(shè)有用于固定電子推/拉力計的固定座，該固定座為由底座和豎板連接而成的“L”形，所述底座上設(shè)有用于與電子推/拉力計連接的連接孔；所述電子推/拉力計的底部固定在底座上，側(cè)面貼緊在所述豎板上。通過上述結(jié)構(gòu)，使得電子推/拉力計獲得牢固的且可裝拆的連接。
[0015]本實用新型的一個優(yōu)選方案，其中，所述底座由方形鋼板制成，該底座的四個側(cè)邊與所述外部防護網(wǎng)罩連接。
[0016]優(yōu)選地，所述底板的四個側(cè)面上設(shè)有螺釘孔；所述外部防護網(wǎng)罩的下邊緣連接有金屬薄片，該金屬薄片上設(shè)有與底板側(cè)面上的螺釘孔相吻合的連接孔，所述金屬薄片通過螺釘固定在底板的四個側(cè)面上。采用該優(yōu)選方案具有連接方便、可靠的優(yōu)點。
[0017]優(yōu)選地，所述外部防護網(wǎng)罩的其中一個側(cè)面設(shè)置成可開合結(jié)構(gòu)，外部防護網(wǎng)罩可開合的側(cè)面上設(shè)有把手。這樣便于更換電機和槳葉。
[0018]一種一種應(yīng)用上述無人機電機-槳的效率測試實現(xiàn)的無人機電機-槳的效率測試方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0019]a.將被測試的電機-槳裝于測試架上，設(shè)定好電源電壓值V并連接好電源及其它控制回路，將電子推/拉力計去皮歸零；
[0020]b.控制電子調(diào)速控制器給定一個開度值，記錄此時電子推/拉力計的推力值Fl，電流值II，并保持運轉(zhuǎn)Imin后用測溫儀測量電機溫度值Tl ;
[0021]c.重復(fù)步驟b，控制電子調(diào)速控制器給定其它若干個開度值，分別相應(yīng)記錄在不同開度值時電子推/拉力計的推力值F2、F3……，電流值12、13……，并保持運轉(zhuǎn)Imin后用測溫儀測量其電機溫度值T2、T3……；
[0022]d.用以下公式計算被測試電機-槳在各個開度值時的效率值E(g/w) =F/(I*V)(克/瓦)，從而可評價所測試的電機-槳的效率；并結(jié)合所述溫度值T評價電機-槳工作時是否存在溫度異常。
[0023]本實用新型的工作原理是:設(shè)定好電源電壓值V，控制電子調(diào)速控制器給定一個開度值，由電子調(diào)速器控制電機-槳在該開度值下進行運轉(zhuǎn)，由于槳反裝在電機主軸上，因此電機-槳對上部支架產(chǎn)生向下的推力，該推力作用在電子推/拉力計上，從而獲得電機-槳所產(chǎn)生的向下的推力F ;此外，通過工作狀態(tài)指示器獲得電機的實時工作電流I，再通過測溫儀獲得電機運轉(zhuǎn)過程中的溫度變化。最終利用上述獲得的電壓值V、電機-槳推力F、工作電流I進行計算以獲得評價電機-槳工作效率的指標，該指標的計算方法是:工作效率E = F/ (V*I)，單位為g/w (即克/瓦)；從而可評價所測試的電機-槳的效率，并觀察電機溫度T判斷是否存在溫度異常情況，例如是否存在溫度過高或者升溫過快等情況。
[0024]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的有效益效果:
[0025]1.本實用新型采用槳葉反裝于電機之上的技術(shù)方案，通過測量電機-槳的推力來替代拉力，因而可以消除因旋翼旋轉(zhuǎn)而引起的地面效應(yīng)(“地面效應(yīng)”是指直升機在接近地面的高度工作時，旋翼拍向地面的氣流受到地面的阻擋，從而影響旋翼空氣動力的一種現(xiàn)象。)而引起的測試數(shù)據(jù)不準確的問題(當采用拉力模式時，電子推/拉力上顯示的拉力是電機-槳產(chǎn)生的拉力與上部支架、電機-槳的重力組合在一起的合力，因此電機-槳產(chǎn)生的實際拉力要剔除重力部分的影響，因此計算復(fù)雜，精度差；而采用本實用新型的推力模式時，將電機-槳處于靜止時電子推/拉力上顯示的力為基準值，而電機-槳工作時電子推/拉力上顯示的力與上述基準值之間的差值即為電機-槳實際產(chǎn)生的推力，該計算過程簡單且準確)。
[0026]2.本實用新型采用電子推/拉力計替代現(xiàn)有技術(shù)中通常采用的彈簧拉力計，從而可以更加準確地測量得測試過程中電機/槳的推力；而且本實用新型的測量方法中引入了電機運轉(zhuǎn)過程中的實時電流值及溫度值這兩個因素，更為全面地、科學(xué)地衡量所測電機/槳效率的高低。
[0027]3、測試過程中電機-槳沿豎向運動，因此上部支架與立柱之間產(chǎn)生的豎向摩擦力小，因此該摩擦力對測得的電機-槳推力的影響小，使得總體測試結(jié)構(gòu)更加精確。
[0028]4、本實用新型通過設(shè)置外部防護網(wǎng)罩，可以防止當人靠近調(diào)速及讀數(shù)時高速旋轉(zhuǎn)的槳葉殘片飛出而受傷，具有很好的安全性。
【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型的適于無人機電機/槳效率的測試裝置的一個【具體實施方式】的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2為圖1所示實施方式中底部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3為圖1所示實施方式中上部支架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖4?圖6為圖1所示實施方式中套筒的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖4為主視圖，圖5為圖4的A-A剖視圖，圖6為立體圖。
[0033]圖7為圖1所示實施方式中控制系統(tǒng)的電原理框圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0035]參見圖1?圖7，本實用新型的適于無人機電機-槳的效率測試裝置包括測試架
1、電子推/拉力計107、控制系統(tǒng)2、測溫儀和外部防護網(wǎng)罩。其中:
[0036]所述測試架