[发明专利]一种多旋翼无人机用旋翼电机升力测量装置

说明书

本发明公开一种多旋翼无人机用旋翼电机升力测量装置，包括设在壳体上方的杠杆组件、设在壳体内部的硬件检测模块以及与杠杆组件连接的被测模块。通过电机控制桨叶转动，基于杠杆原理，将无人机用旋翼电机提供的向上的升力转化为电阻应变式传感器上承受的压力，便于力的测量；该装置支持的测量对象为直径小于35英寸的螺旋桨以及可以与之配合的电机，针对不同规格的螺旋桨与电机设置了相应的配件，装置的适用性更强。

技术领域

本发明属于飞行器技术领域，具体涉及一种多旋翼无人机用旋翼电机升力测量装置。

背景技术

多旋翼无人飞行器是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的无人驾驶直升机，其通过每个轴上的电动机转动，带动旋翼，从而产生升推力。通过改变不同旋翼之间的相对转速，可以改变单轴推进力的大小，从而控制飞行器的运行轨迹。旋翼无人飞行器的可操控性强，可垂直起降和悬停，主要适用于低空、低速、有垂直起降和悬停要求的任务类型，在地质勘探、灾后摄像和国防等领域均得到了广泛的应用。

随着应用领域进一步拓展以及市场需求量的增多，多旋翼无人飞行器设备已成为近年来国内外各科研院校和相关技术型企业的重点研发对象。多旋翼无人飞行器主要通过控制旋翼电机的旋转产生升力为无人机运动提供动力，在实际的研发过程中，需要对无人机的各项属性进行准确建模并实施精确控制，需要测量无人机旋翼电机转速与产生的升力大小的对应关系。

而现有的测量装置大多是在研究无人机的过程中，针对某一款或几款特定规格的电机、螺旋桨进行研发制作而成的，泛用性不强，并且不能精确的反应升力变化的特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多旋翼无人机用旋翼电机升力测量装置，该装置的测量对象为直径小于35英寸的桨叶以及可以与之配合的电机，且两者配合工作时所能提供的升力在0至100牛顿之间。

本发明的目的通过以下技术方案实现:一种多旋翼无人机用旋翼电机升力测量装置，包括设在壳体上方的杠杆组件、设在壳体内部的硬件检测模块以及与杠杆组件连接的被测模块。

所述杠杆组件包括杠杆支架、转轴和杠杆，两个平行设置的杠杆支架的底部固定连接在壳体的顶盖板上，转轴可拆卸地固定连接在两个杠杆支架顶部，杠杆活动连接在转轴上且可以转轴为支点转动。

所述硬件检测模块包括电阻应变式传感器、单片机和OLED屏幕，电阻应变式传感器与单片机电连接，单片机与OLED屏幕电连接，单片机通过串口与上位机通信；在顶盖板上分别设有与电阻应变式传感器和OLED屏幕形状适配的通孔，电阻应变式传感器的顶面伸出壳体且与杠杆的一端相接触。

所述被测模块包括电机固定装置、电机和桨叶，电机固定装置与杠杆远离电阻应变式传感器的一端连接，电机固定在电机固定装置上，桨叶连接在电机顶部的电机轴上。

桨叶直径D小于19英寸时，杠杆的动力臂和阻力臂的长度比为1:1，动力臂和阻力臂的长度均为25cm；桨叶直径D在19英寸到35英寸之间时，杠杆的动力臂和阻力臂的长度比为1.8:1，动力臂长度为45cm，阻力臂长度为25cm。

壳体的顶盖板可拆卸地固定连接在壳体上方。

在壳体底部设有数个固定装置，所述固定装置由呈“匚”型的卡接块和旋拧组件组成，卡接块的顶部面板与壳体底部固定连接，在卡接块的底部面板上设有纵向贯通的螺纹孔用于连接旋拧组件。

所述旋拧组件由旋杆、旋柄和顶撑面板组成，旋杆上设有与螺纹孔适配的螺纹，旋杆连接在螺纹孔内且其两端分别位于卡接块的底部面板的上、下方，旋柄垂直于旋杆连接在旋杆底端，顶撑面板固定连接在旋杆顶端。

所述杠杆为碳纤维管。

本发明的有益效果是：