[发明专利]一种小型无人机实时拉力检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种小型无人机实时拉力检测装置，包括 安装基座，气缸，电机，桨，

其特征在于：

所述的安装基座固定在机身上，其上安装有压力传感器、姿态传感器和气缸；

所述的气缸，由气缸外壁，气缸内壁，和中间夹层组成；

所述的气缸外壁，由一柱形面组成，该柱形面的投影形状为一封闭图形；

所述的气缸内壁，由一柱形面组成，该柱形面的投影形状为圆形以外的任一封闭图形；

所述的气缸内壁内安装有活塞，活塞的形状与气缸内壁的形状相匹配，活塞与气筒之间可以发生相对的滑动；

所述的气缸上还设置有气阀和通气孔，打开所述气阀，气体可以自由进出缸体；

关闭气阀时，缸体与活塞组成一密封空间；

所述通气孔，设置在气缸底部，通过气管与压力传感器上相连；

所述的电机安装在电机安装座上，电机安装座与活塞杆相连接，电机轴直接或间接通过中间级齿轮传动后与桨相连接。

2.如权利要求1所述的小型无人机实时拉力检测装置，其特征在于，所述的中间夹层，可以是薄壁支撑隔板，也可以是发泡塑料形成的填充层，也可以是复合材料蜂窝夹层。

3.如权利要求1所述的小型无人机实时拉力检测装置，其特征在于，所述的压力传感器，还有温度检测功能，能够对环境温度进行校准。

4.如权利要求1所述的小型无人机实时拉力检测装置，其特征在于，所述的气缸，初始状态下，活塞的位置处于缸体有效工作区域的20%-80%的位置处。

5.一种小型无人机实时拉力检测装置，包括安装基座，气缸，电机，桨，第二固定套筒；

其特征在于：

所述的安装基座固定在机身上，其上安装有压力传感器、姿态传感器和气缸；

所述的气缸，由气缸外壁，气缸内壁，和中间夹层组成，

所述的气缸外壁，由一柱形面组成，该柱形面的投影形状为圆形以外的任一封闭图形；

所述的气缸内壁，由一柱形面组成，该柱形面的投影形状为圆形；

所述的气缸内壁内安装有活塞，活塞的形状与气缸内壁的形状相匹配，活塞与气筒之间可以发生相对的滑动；

所述的第二固定套筒与气缸外壁相连，截面形状与气缸外壁一致，可以沿着气缸外壁平移；

所述的气缸上还设置有气阀和通气孔，打开气阀，气体可以自由进出缸体，关闭气阀时，缸体与活塞组成一密封空间；

所述通气孔，设置在气缸底部，通过气管与压力传感器上相连；

所述活塞与活塞杆相连，所述活塞杆与电机安装座，第二固定安装套筒连接；

所述的第二固定套筒，套在气缸外壁上，以实现轴向位移，限制周向转动；

所述的电机安装在电机安装座上，电机安装座与活塞杆相连接；电机轴直接或间接通过中间级齿轮传动后与桨相连接。

6.如权利要求5所述的小型无人机实时拉力检测装置，其特征在于，所述的中间夹层，可以是薄壁支撑隔板，也可以是发泡塑料形成的填充层，也可以是复合材料蜂窝夹层。

7.如权利要求5所述的小型无人机实时拉力检测装置，其特征在于，所述的压力传感器，还有温度检测功能，可以测得缸体及环境温度。

8.如权利要求5所述的小型无人机实时拉力检测装置，其特征在于，所述的气缸，初始状态下，活塞的位置处于缸体有效工作区域的20%-80%的位置处。

9.如权利要求5所述的小型无人机实时拉力检测装置，其特征在于，所述的第二固定套筒，相对气缸外壁的最大位移距离小于电机定子直径的3倍。

10.一种利用权利要求1之9任一所述的小型无人机实时拉力检测装置进行拉力检测的方法，其特征在于包括：

装置的校正：所述的小型无人机实时拉力检测装置的校正包括压力传感器的校正，姿态传感器的校正；

压力传感器校正：压缩活塞，并放开，使活塞自由滑动到初始位置处，校正此时的动压与静压一致，完成压力传感器的校正；

姿态传感器校正：放置飞行器至平飞状态，对姿态传感器进行水平校正，记当前状态下，无人机的实际俯仰角为0°；

装置气密性检查：对活塞进行拉伸操作，观察其是否能回到初始位置处，重复3次；

启动电机，螺旋桨旋转带动电机安装座向前移动，读取此时的气缸内压力值为P1,而环境气压值为P0,两者作差，得到压力的差值Pd；

Pd与活塞的截面积S简单相乘，即换算得到实际测量得到的拉力，记为T1；

由姿态传感器，得到当前实时的俯仰角，记为γ，并定义飞机抬头，俯仰角为正；

提前测得活塞及其前面部分的总重量为W，由W*Sinγ 得到重力沿机身轴向的分量，记作W2；

真实的拉力值T2=T1+W2。