[发明专利]一种无人机螺旋桨平衡快速测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于多旋翼无人机测试技术领域，更具体地，涉及一种无人机螺旋桨平衡快速测试装置及方法。

背景技术

目前调整多旋翼无人机螺旋桨重心平衡的方法多为借助磁悬浮平衡轴采用手动调节的方式，首先将待调螺旋桨固定在磁悬浮平衡轴上，然后将磁悬浮平衡轴放置到专用支架上，若待调螺旋桨的重心与磁悬浮平衡轴的轴心不在同一直线上，则待调螺旋桨会在重力作用下缓慢发生偏转，操作者通过观察偏转方向和速度来判断重心偏移方向，并据此对重心偏移方向的螺旋桨材料进行打磨，以此调节螺旋桨的重心；打磨后再次用同样的方法测量重心偏移方向，逐次进行修正，直至待调螺旋桨的重心与磁悬浮平衡轴的轴心几乎完全重合，此时不论螺旋桨停止在什么角度，都不会因为重心偏离而发生偏转。

这种手动调节方式的缺陷主要在于：1、由操作者根据偏转特性来判断螺旋桨的重心偏移方向，判断的准确度依赖于操作者的经验，有可能因为操作者的判断失误，导致重新打磨后重心偏离更严重，需要反复试错才能达到近似平衡；2、每次固定好待调螺旋桨之后，依靠操作者人眼观察判断螺旋桨是否达到平衡状态，观测过程往往需要一分钟到三分钟时间，加上打磨调整、逐次修正的时间，调试一只螺旋桨的耗时往往超过半个小时；因此这种手动调节的方式，精确度较低、效率较低，无法满足量产需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种无人机螺旋桨平衡快速测试装置及方法；其目的在于基于光栅传感技术实现对无人机螺旋桨平衡的自动测试，解决现有手动方式精确度低、效率低的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种无人机螺旋桨平衡快速测试装置，包括底板、置于底板上的磁悬浮支架和螺旋桨平衡控制器，以及测试组件；

其中，磁悬浮支架为凹槽型结构，其两端侧壁的内侧分别嵌有磁铁，磁悬浮支架通过磁铁与测试组件之间实现可拆卸连接；

其中，测试组件用于承载待测试的无人机螺旋桨，磁悬浮支架用于承载测试组件，螺旋桨平衡控制器用于获取待测试的无人机螺旋桨的旋转方向和加速度方向并据此确定其重心偏移方向。

优选的，上述无人机螺旋桨平衡快速测试装置，还包括重心状态指示板，重心状态指示板与螺旋桨平衡控制器之间具有电连接，用于根据螺旋桨平衡控制器输出的信号指示待测试的无人机螺旋桨的重心偏移方向。

优选的，上述无人机螺旋桨平衡快速测试装置，其测试组件包括磁悬浮轴、螺旋桨固定旋钮、光栅盘和光栅传感器；

其中，光栅传感器为凹槽型结构，设于磁悬浮支架的底部，光栅盘的中心孔穿过磁悬浮轴，使得光栅盘可随磁悬浮轴转动，光栅盘的盘面部分位于光栅传感器的凹槽内；

测试组件通过其磁悬浮轴与磁悬浮支架两端的磁铁的作用实现与磁悬浮支架之间的可拆卸连接；

其中，磁悬浮轴用于承载待测试的无人机螺旋桨，螺旋桨固定旋钮用于将待测试的无人机螺旋桨固定在磁悬浮轴上，光栅盘与光栅传感器配合用于采集待测试的无人机螺旋桨的旋转方向和速度数据并据此生成脉冲信号；螺旋桨平衡控制器根据脉冲信号的上升沿、下降沿以及脉冲宽度来确定待测试的无人机螺旋桨的重心偏移方向；

测试前，将磁悬浮轴穿过待测试的无人机螺旋桨的中心孔，通过螺旋桨固定旋钮对待测试的无人机螺旋桨进行固定，光栅盘则固定在磁悬浮轴上与待测试的无人机螺旋桨平行的位置，将装好待测试的无人机螺旋桨和光栅盘的磁悬浮轴置于磁悬浮支架上进行测试；

测试时，将安装有待测试的无人机螺旋桨的测试组件放置在磁悬浮支架上，磁悬浮轴处于自由转动状态，磁悬浮轴在重心偏移的影响下向某个方向自由偏转，螺旋桨平衡控制器通过采集光栅传感器输出的脉冲信号，即可检测并分析螺旋桨转动的方向和速度，据此确定重心偏移的方向。

优选的，上述无人机螺旋桨平衡快速测试装置，其磁悬浮轴两端为锥形，磁悬浮轴的一端与磁悬浮支架一端的磁铁为点接触，磁悬浮轴的另一端与磁悬浮支架另一端的磁铁之间留有间距，使得磁悬浮轴与磁悬浮支架之间只有一个点接触，达到螺旋桨旋转过程中磁悬浮轴所受的摩擦阻力为最小的目的；若磁悬浮轴两端与磁悬浮支架均有接触，则会因为两端向中间的夹持力导致磁悬浮轴与磁悬浮支架之间的摩擦阻力增大，在这种阻力下测量螺旋桨微小的重心偏移会极大的降低测试灵敏度。