[发明专利]一种机载螺旋桨动态拉力测量装置

说明书

本发明提供了一种机载螺旋桨动态拉力测量装置，属于测力技术领域，包括电动机，拉力传感器，螺旋桨，底板。螺旋桨设置有桨轴，桨轴上依次安装有两定位轴承，中间固定有长轴齿轮。电动机的转动依次通过短轴齿轮，传动齿轮，长轴齿轮传递给桨轴。拉力传感器通过其上的拉力传感器输出轴，与轴承的内圈紧密配合。轴承的外圈，和弹簧的一端连接在一起，且相互之间不可滑动，弹簧的另一端，和桨轴相连，桨轴的旋转运动带动弹簧旋转。本发明提供的螺旋桨动态拉力测量装置减少了螺旋桨反扭，旋转震动及电动机重量对拉力测量结果的影响，结构简单，成本较低，测量精度高，安装与维护方便。

技术领域

本发明涉及测力技术领域，具体而言，涉及一种机载螺旋桨动态拉力测量装置。

背景技术

不同状态下螺旋桨的拉力，是飞行器研究及设计过程中，一个重要的数据，螺旋桨的地面测试，需要对螺旋桨的拉力进行测量，而在一类机载动力测试飞行平台上，也需要对螺旋桨的拉力进行实时的测量，同时，对测量装置提出了更高的要求，如轻量化，高可靠性，高精确性。

过去，对螺旋桨的拉力测试，多为地面的静拉力测试，测量装置结构比较复杂，不容易转移到机载的测试平台上，而且，由于螺旋桨旋转会带来比较大的震动及反扭力，力传感器与待测对象硬性连接的方式，容易造成力传感器数据测量不准。

在中国公开专利[CN201710997476-一种无人机用螺旋桨动态拉力监测装置]中，采用的方案是，通过直线运动机构的设置，使机头推进系统能够沿着机身的轴向前后移动，而不会发生周向转动，能够实现在真实飞行条件下，螺旋桨的动态拉力的检测，但是，该方案中，拉力传感器布置在电动机的后部，实际测量的使整个推进系统的拉力而不是单独螺旋桨的拉力，且由于电动机质量大，推进系统的整体震动比较大。对拉力传感器的数据采集造成了比较大的影响，影响了测量的精度，导致测量的精度较低。

而且，由于飞行过程中飞行器的姿态时刻在发生着改变，上述公开的专利没能考虑到飞行器姿态改变对拉力测量数值的影响，这进一步导致其采用的方案，测量的精度偏低。

发明内容

本发明提供了一种机载螺旋桨动态拉力测量装置，旨在改善现有的无人机螺旋桨动态拉力测试装置，由于电动机等推进系统部件自身重量大，工作过程中震动大以及飞行器姿态改变对测量结果的影响，导致测量精度较低的问题。

本发明是这样实现的：

一种机载螺旋桨拉力测试装置，包括电动机，拉力传感器，螺旋桨，底板；

所述的螺旋桨设置有桨轴，所述的桨轴靠近螺旋桨部分，设置有第一定位轴承，远离螺旋的部分，设置有第二定位轴承，而在第一定位轴承和第二定位轴承中间，固定有长轴齿轮。

所述的第一定位轴承安装在第一安装隔板上，所述的第二定位轴承安装在第二安装隔板上。两定位轴承的设置，限制了桨轴的方向，但不影响其旋转运动及在轴向上的运动。

所述的传动齿轮和电动机，也安装在第一安装隔板和第二安装隔板之间。传动齿轮的设置，可以将电动机的原始转速增速或减速后传递到桨轴上，以更高效地利用电动机。

所述的电动机的电机轴上安装有短轴齿轮，短轴齿轮与中间的传动齿轮啮合传递扭矩，传动齿轮最终与桨轴上的长轴齿轮啮合，带动桨轴旋转。所述的长轴齿轮，工作过程中，始终与传动齿轮保持接触，保证力传递的连续性。

所述底板上，还设置有第三安装隔板，所述的第三安装隔板上，设置有拉力传感器，所述的拉力传感器一端安装有拉力传感器输出轴，所述的拉力传感器输出轴，与轴承的内圈紧密配合。所述的轴承的外圈，和弹簧的一端连接在一起，且相互之间不可滑动;

所述的弹簧的另一端，和桨轴相连，桨轴的旋转运动带动弹簧旋转。由于轴承内圈和外圈可以比较自由地转动，故桨轴的旋转运动虽然带动了弹簧的旋转，但是该旋转运动不会传递给拉力传感器，从而避免了扭转对拉力传感器的影响，这里，拉力传感器只测量拉力。