螺旋桨测试装置的制作方法

技术领域：

本发明涉及螺旋桨领域，更具体地，涉及一种螺旋桨测试装置。

背景技术：
：

螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转，将驱动装置的转动功率转化为推进力的装置，其广泛应用于飞机、轮船、飞行器、浮空器等的推进器上。

虽然航空推进技术早已进入喷气时代，但是在航空发展史上起着重要作用并产生拉力的气动部件—螺旋桨并没有退出这个领域。目前世界上多数支线飞机、通用航空飞机和我国研制的几乎所有民用飞机，尤其是我国的多数无人机仍采用螺旋桨作为拉力部件。螺旋桨的性能计算是螺旋桨设计和应用中最重用的部分，而在进行新的螺旋桨的设计和性能测定的时候，需要经过大量的实验来验证理论设计结果。螺旋桨的气动实验最好用全尺寸桨在实际飞行现场中进行。这样就能直接测出真实飞行状态下的性能数据。但这是不现实也是不必要的。因为空中现场试验受到安全性、经济性以及测试精度等的限制。往往还要求在全尺寸桨造出前就预测其性能，当然亦就无法进行实物试验。目前国内外绝大多数螺旋桨开发性研究都先用缩尺模型在风洞中进行，既方便又经济。因此，一种新的综合性测试装置对螺旋桨进行全面的性能参数测试是非常有必要的，它不仅能够多方面的对螺旋桨的运动参数进行测试，而且能够提高测试的效率，降低成本。

技术实现要素：
：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够全方面对螺旋桨运动参数进行测量的测试机。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案实现：一种螺旋桨测试装置，包括螺旋桨和设置在螺旋桨后端为螺旋桨提供旋转动力的电机，所述的电机固定在电机底座上，还包括安装架和设置在安装架上用于测量拉力参数的拉力传感器、用于测量扭力参数的扭力传感器以及从安装架的一端穿出并固定在电机底座上用于测量震动参数的震动传感器，所述的拉力传感器、扭力传感器和震动传感器分别将测量的参数经由电线传输到设置在安装架一侧的显示屏上。

优选的，所述的拉力传感器包括固定在安装架上的拉力传感器座，所述的拉力传感器座为矩形结构且拉力传感器座上设有用于固定其本身的安装孔和连接拉力传感器本体的通孔，所述的拉力传感器本体包括力敏器件和对称设置在力敏器件两端的拉力传递部，所述的力敏器件一侧的拉力传递部和通孔连接，力敏器件另一侧的拉力传递部和固定在拉力盘上的拉力杆连接，所述的拉力盘固定在扭力传感器座上。

优选的，所述的扭力传感器座远离拉力盘的一侧设有扭力传感器，所述的扭力传感器包括用于固定在扭力传感器座上的安装底盘和设置在安装底盘一侧的圆柱体，所述的圆柱体顶端延伸有用于传递扭矩的方形凸起，所述的方形凸起嵌入扭力杆一端设有的凹槽内，所述的扭力杆水平设置且扭力杆另一端伸出安装架并和震动传感器的一端连接。

优选的，所述的震动传感器包括固定在电机底座远离电机一侧的第二安装底盘和位于第二安装底盘一侧用于测试震动参数的震动头，所述的震动头和扭力杆远离扭力传感器的一端连接。

优选的，所述的安装架包括凹槽状的支架和设置在支架上的滑道，所述的支架由竖板和垂直于竖板的横板围合形成，支架为两个且支架的槽口相对设置，所述的横板远离地面的一侧设有滑道，所述的滑道上架设有滑动体，所述的滑动体垂直于支架且滑动体共四个，滑动体均匀布置在上侧和下侧的滑道内，所述的滑动体包括连接板和设置在连接板两端的滑块，所述的滑块卡设在滑道上，滑动体能在滑道上滑动。

优选的，所述的支架远离螺旋桨一端设有用于提高支架连接强度的加强板，所述的拉力传感器座下端经由螺栓或螺钉穿连固定在加强板侧壁上，所述的扭力传感器座固定在远离螺旋桨一侧的滑动体上，扭力传感器座的上下两端经由螺栓或螺钉固定在滑动体远离螺旋桨一侧的连接板侧壁上，位于上下同侧的滑动体的连接板之间设有轴承座，所述的扭力杆从轴承座伸出。

优选的，所述的轴承座内设有调心球轴承。

优选的，所述的螺旋桨测试机设置在风洞装置内，所述的风洞装置包括箱体和设置在箱体内用于测试螺旋桨性能的风洞，所述的风洞内水平设置两个用于支撑固定安装架的支撑横梁，所述的箱体一侧设有用于反映测试参数的显示屏，所述的箱体上侧设有用于安装变压器的变压器罩。

优选的，所述的箱体侧壁上设有用于控制螺旋桨旋转速度的旋钮，所述的旋钮和显示屏为一体结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、在同一个测试机上能够同时测试螺旋桨运动时的拉力性能、扭力性能和震动性能，相比其他只能够测试其中一个性能的测试机相比，大大提高了测试效率，同时本发明提供的测试机机构简单，制造成本低于达到相同测试目的的三种单一功能测试机的总成本。

2、本发明提供的螺旋桨测试装置相比现在市场上的其他单一测试功能的测试机，在达到相同的测试目的前提下，本发明提供的螺旋桨测试装置的体积小于三种单一功能测试机的总的体积，降低了设备的安装空间，使得本发明的螺旋桨测试装置更具有市场竞争优势。

3、结构紧凑、简单的螺旋桨测试装置更便于推广。

附图说明：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明主视图；

图3为本发明左视图；

图4为本发明俯视图；

图5为图3中b-b位置剖视图；

图6为图4中a-a位置剖视图；

图7为本发明风洞装置结构示意图；

图8为本发明风洞装置主视图；

图中：1-螺旋桨；2-电机；3-电机底座；4-拉力传感器；41-拉力传感器座；411-通孔；42-拉力传感器本体；43-拉力盘；431-拉力杆；5-扭力传感器；51-扭力传感器座；52-安装底盘；521-圆柱体；522-方形凸起；6-震动传感器；61-第二安装底盘；62-震动头；7-安装架；71-支架；711-竖板；712-横板；72-滑道；73-滑动体；731-连接板；732-滑块；74-加强板；8-风洞装置；81-箱体；82-风洞；83-支撑横梁；84-显示屏；85-变压器罩；86-旋钮。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐明本发明。

实施例一：

如图1和图2所示，一种螺旋桨测试装置，包括螺旋桨1和设置在螺旋桨1后端为螺旋桨1提供旋转动力的电机2，电机2固定在电机底座3上，还包括安装架7和设置在安装架7上用于测量拉力参数的拉力传感器4、用于测量扭力参数的扭力传感器5以及从安装架7的一端穿出并固定在电机底座3上用于测量震动参数的震动传感器6，拉力传感器4、扭力传感器5和震动传感器6分别将测量的参数经由电线传输到设置在安装架7一侧的显示屏84上。

现有技术中，螺旋桨测试机一般为单一功能的设备，在对螺旋桨的运动参数进行测试时，一般只能对其中的一种参数进行测试，当实验者对螺旋桨不同的运动参数进行测试时，需要购买不同功能的设备进行实验，这样极大的浪费财力，提高实验成本，同时多种设备进行实验时也需要更大的实验场地，本发明提供的螺旋桨测试装置，在同一个测试机上能够同时测试螺旋桨运动时的拉力性能、扭力性能和震动性能，相比其他只能够测试其中一个性能的测试机相比，大大提高了测试效率，同时本发明提供的测试机机构简单，制造成本低于达到相同测试目的的三种单一功能测试机的总成本；本发明提供的螺旋桨测试装置相比现在市场上的其他单一测试功能的测试机，在达到相同的测试目的前提下，本发明提供的螺旋桨测试装置的体积小于三种单一功能测试机的总的体积，降低了设备的安装空间，使得本发明的螺旋桨测试装置更具有市场竞争优势；结构紧凑、简单的螺旋桨测试装置更便于推广。

工作原理：本发明提供的螺旋桨测试装置，通过变压器对电压处理，然后接通电机2，螺旋桨测试装置设有三种传感器，分别为拉力传感器4，扭力传感器5和震动传感器6，当电机2带动螺旋桨1高速转动时分别产生拉力、扭矩力和震动；通过螺旋桨1在高速转动中产生拉力，拉动拉力杆431，带动拉力盘43从而传导在拉力传感器4上，拉力传感器4通过线路显示到显示屏84上，从而能够得到螺旋桨1旋转时产生的拉力参数；螺旋桨1旋转时，扭力杆53将螺旋桨1旋转时产生的扭矩通过其设有的凹槽传递给内嵌到凹槽内的方形凸起522，通过扭力传感器5经由线路传递到显示屏84上，从而能够直接得到螺旋桨1运动时的扭力参数；震动传感器6直接安装在电机低座3后方，在电机2带动螺旋桨1转动时产生震动，能够测量出最准确的震动参数，并有显示屏体现出来。

如图6和图7所示，拉力传感器4包括固定在安装架7上的拉力传感器座41，拉力传感器座41为矩形结构且拉力传感器座41上设有用于固定其本身的安装孔和连接拉力传感器本体42的通孔411，拉力传感器本体42包括力敏器件和对称设置在力敏器件两端的拉力传递部，力敏器件一侧的拉力传递部和通孔411连接，力敏器件另一侧的拉力传递部和固定在拉力盘43上的拉力杆431连接，拉力盘43固定在扭力传感器座41上，如此，通过螺旋桨1在高速转动中产生拉力，拉动拉力杆431，带动拉力盘43从而传导在拉力传感器4上，拉力传感器4通过线路显示到显示屏84上，从而能够得到螺旋桨1旋转时产生的拉力参数。

如图1、图6和图7所示，扭力传感器座51远离拉力盘43的一侧设有扭力传感器5，扭力传感器5包括用于固定在扭力传感器座51上的安装底盘52和设置在安装底盘52一侧的圆柱体521，圆柱体521顶端延伸有用于传递扭矩的方形凸起522，方形凸起522嵌入扭力杆53一端设有的凹槽内，扭力杆53水平设置且扭力杆53另一端伸出安装架7并和震动传感器6的一端连接，如此，螺旋桨1旋转时，扭力杆53将螺旋桨1旋转时产生的扭矩通过其设有的凹槽传递给内嵌到凹槽内的方形凸起522，通过扭力传感器5经由线路传递到显示屏84上，从而能够直接得到螺旋桨1运动时的扭力参数

如图2、图6所示，震动传感器6包括固定在电机底座3远离电机2一侧的第二安装底盘61和位于第二安装底盘61一侧用于测试震动参数的震动头62，震动头62和扭力杆53远离扭力传感器5的一端连接，如此，震动传感器6直接安装在电机低座3后方，在电机2带动螺旋桨1转动时产生震动，能够测量出准确的震动参数，并由显示屏84体现出来。

如图1和图3所示，安装架7包括凹槽状的支架71和设置在支架71上的滑道72，支架71由竖板711和垂直于竖板711的横板712围合形成，支架71为两个且支架71的槽口相对设置，横板712远离地面的一侧设有滑道72，滑道72上架设有滑动体73，滑动体73垂直于支架71且滑动体73共四个，滑动体73均匀布置在上侧和下侧的滑道72内，滑动体73包括连接板731和设置在连接板731两端的滑块732，滑块732卡设在滑道72上，滑动体73能在滑道72上滑动，如此，通过将拉力传感器4和扭力传感器5设置在安装架7上，并通过扭力杆53将螺旋桨1、设置在电机2后方的电机2和电机低座3连接起来，并通过能够在滑道72上滑动的滑动体73使得测量的参数更加准确，优化了螺旋桨1综合测试机的实用性能。

如图1、3、4、5、7所示，支架71远离螺旋桨1一端设有用于提高支架71连接强度的加强板74，拉力传感器座41下端经由螺栓或螺钉穿连固定在加强板74侧壁上，扭力传感器座51固定在远离螺旋桨1一侧的滑动体73上，扭力传感器座51的上下两端经由螺栓或螺钉固定在滑动体73远离螺旋桨1一侧的连接板731侧壁上，位于上下同侧的滑动体73的连接板731之间设有轴承座，扭力杆53从轴承座伸出，如此，设置加强板74一方面能够加强支架71的稳固性，另一方面通过将拉力传感器座41固定在加强板74上，加强板74相对安装架7不动，使得在测量拉力参数时，从显示屏84上读出的拉力参数更加准确，提高了螺旋桨测试装置在测试拉力参数时的准确性。

轴承座内设有调心球轴承，如此，为了能够承受扭力杆53对轴承座的轴向力与径向力，轴承座内设置有调心球轴承，调心球轴承外圈滚道横截面呈球面形，具有自动调心性。

实施例二：

本实施例结构和实施例一的结构基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：如图7、图8所示，螺旋桨测试机设置在风洞装置8内，风洞装置8包括箱体81和设置在箱体81内用于测试螺旋桨1性能的风洞82，风洞82内水平设置两个用于支撑固定安装架7的支撑横梁83，箱体81一侧设有用于反映测试参数的显示屏84，箱体81上侧设有用于安装变压器的变压器罩85，如此，通过风洞装置8研究气体流动及其与螺旋桨1的相互作用，以了解实际螺旋桨1的空气动力学特性，能比较准确地控制实验条件，如气流的速度、压力、温度等，同时实验在室内进行,受气候条件和时间的影响小,螺旋桨1和螺旋桨测试装置的安装、操作、使用比较方便，最后，实验比较安全，而且效率高、成本低。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。