一种直升机旋翼防/除冰实验平台的制作方法

本发明涉及一种直升机旋翼防/除冰实验平台属于旋翼防冰和除冰技术领域。

背景技术：

直升机旋翼在高空遇含有过冷水滴的云层时会在旋翼迎风表面出现结冰现象，结冰严重时甚至会导致直升机发生飞行事故。现有的直升机旋翼主要通过电热、热气方式进行防/除冰工作，较为成熟的防/除冰技术较少。因此，研究直升机防/除冰的实验平台进行研究性实验，为直升机旋翼防/除冰的应用提供数据支持。

直升机旋翼防/除冰实验平台，模拟旋翼在实际工作时的工作状态。采用直升机旋翼防/除冰实验平台进行实验，可以节约成本、节省空间；实验平台能够提供各种转速和旋翼样件角度等参数；同时，该实验平台能够实时测量旋翼表面多个点的温度；采用电热丝加热，控制旋翼表面温度，为除冰提供充足的实验数据。

技术实现要素：

一种直升机旋翼防/除冰实验平台，其特征在于，包括：旋翼样件、转动系统、滑环系统、收纳盘、驱动系统、电源和机架等组成。

旋翼样件，自制直升机旋翼样件，其内部设有电热丝和温度传感器。

转动系统，包括连接杆、转动杆、空心轴等组成，所述连接杆，为方形空心杆，两端设有安装孔，一端用于固定旋翼样件，另一端固定在转动杆一端，连接杆的空心部分可以穿过导线；所述转动杆，中间有带键槽的圆孔，用于连接空心轴，传递转矩从而使转动杆转动，转动杆两端设有安装孔，由于安装连接杆；所述空心轴，为阶梯轴，其上端用于连接转动杆，其中部连接滑环，其下端连接同步带轮，空心轴中间穿过导线，导线在空心轴的孔中引出，连接到滑环上。

滑环系统，包括导电滑环、恒流电源、温度采集卡，导电滑环分为内外两个部分，内部固定在空心轴上，随空心轴转动，外部固定在箱体上，不转动；滑环内部端子连接用于连接电热丝和温度传感器；外部端子用于连接恒流电源和温度采集卡。

收纳盘，包括收纳盘底和收纳盘盖，收纳盘底中心位置设有一个孔，套在空心轴上，收纳盘圆周上相对位置开有两个方形槽，使连接杆穿过；收纳盘盖连接在收纳盘底上。

驱动系统，驱动系统由电机、电机支架、张紧架、张紧螺钉、同步带轮和同步带组成。电机为伺服电机，固定在电机机架上；电机支架安装在机架侧面，可以节约高度空间；张紧架安装在机架上，其上安装张紧螺钉，用于调节电机支架的位置从而张紧同步带；同步带轮和同步带组成传动系统，其中同步轮分别安装在电机轴和空心轴上。

所述一种直升机防/除冰实验平台，其特征在于，所述旋翼样件，内部设有电热丝和温度传感器；加热电热丝从而除冰，温度传感器实时测量旋翼样件温度。

所述一种直升机防/除冰实验平台，其特征在于，电热丝和温度传感器通过滑环与电源和温度采集卡连接，从而使装置在转动的同时，可以加热电热丝从而使旋翼温度升高，从而防止结冰或者融化结冰；温度采集卡可以实时采集温度旋翼样件的温度。

所述一种直升机防/除冰实验平台，其特征在于，收纳盘为圆形，收纳盘底下设有孔，用于连接到转动杆上，收纳盘可以安放多余的导线；收纳盒为圆形，减少风阻。

所述一种直升机防/除冰实验平台，其特征在于，支架下有地脚螺栓孔，用于将地机架固定在地上。

本发明的有益效果：

1.所述一种直升机旋翼防/除冰实验平台，直升机旋翼样件在转动时，可以对旋翼样件表面多点温度进行实时测量采集。

2.所述一种直升机旋翼防/除冰实验平台，直升机旋翼样件在转动时，采用用电热丝加热。

3.所述一种直升机旋翼防/除冰实验平台，直升机旋翼样件在转动时，电热丝和温度传感器结合，组成旋翼表面恒温系统。

4.所述一种直升机旋翼防/除冰实验平台，采用小段旋翼样件来进行实验，节约空间，降低实验成本。

5.所述一种直升机旋翼防/除冰实验平台，采用交流伺服电机，电机可无极调速，可以在不同转速下进行实验。

6.所述一种直升机旋翼防/除冰实验平台，通过更换垫片，可调整直升机旋翼角度，更加准确模拟直升机旋翼各个部分各种攻角状态。

附图说明

以下是说明书附图中各项内容的具体说明：

图1(a)、(b)为所述直升机防/除冰实验平台的装配图，其中：

1.支架；2.大同步带轮；3.卧式轴承座；4.空心轴；5.滑环；6.箱体7.m10螺栓8.橡胶圈9.容纳盒盖子10.圆螺母11.圆螺母垫圈12.圆螺母垫圈13.转动杆14.容纳盒底15.旋翼样件16.m10螺栓17.立式轴承座18.电机座19.伺服电机20.小同步带轮21.同步带22.张紧架23.张紧螺钉24.m6螺钉25.挡片26.连接杆27.调整垫片

图2为空心轴零件图。

具体实施方式

所述一种直升机防/除冰实验平台，主要由旋翼样件、转动系统、滑环系统、收纳盘、驱动系统、电源和机架等组成。

滑环5安装在空心轴4上；卧式轴承座3安装在箱体上面，用螺栓7固定；安装橡胶圈8到空心轴4和卧式轴承3上；空心轴4上端安装到上述卧式轴承3上；卧式轴承座3安装在箱体下面。滑环5内部连接转动导线，外部连接不转动导线，通过滑环5可以使转动的电信号和电流传递到固定的信号采集卡和恒流电源。

伺服电机19安装在电机支架18上，电机支架18上的两个轴分别装入立式轴承座17的轴承内，然后两个立式轴承座17通过螺栓16固定在箱体6上；小同步带轮20安装在电机19轴上，然后用压片25、螺钉6固定；大同步轮2安装在空心轴4上，然后用压片25、螺钉6固定；同步带21安装在大同步带轮2和小同步带轮20上。采用大小两个同步带轮，改变伺服电机19的安装位置，使工作台高度降低；采用同步带传动，降低工作噪声，使传动更加平稳。

张紧架22安装通过机架6上，紧定螺钉23安装在张紧架22上，拧紧紧定螺钉23用于张紧同步带21。张紧装置使传动更加可靠。

容纳盒底14安装在转动杆13上，然后一同安装在空心轴4上；圆螺母垫圈套在空心轴4上，安装圆螺母垫圈12和圆螺母10，固定转动杆13；在转动杆13上安装调整垫片27，其上是连接杆26，再加一调整垫片27，用螺栓将其固定在一起。容纳盒可以放置多余的导线等装置。

旋翼15安装连接杆26上。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种直升机旋翼防/除冰实验平台，为解决目前直升机结冰和动态温度测量问题，所述直升机防/除冰实验平台利用导电滑环将电热丝和温度传感器连接，可以在旋翼旋转状态下对旋翼表面进行加热和测量温度。同时，采用交流伺服电机，可以控制旋翼样件的转动速度；采用调整垫片来调节旋翼样件的角度。直升机防/除冰实验装置主要由旋翼样件、转动系统、滑环系统、收纳盘、驱动系统、电源和机架等组成。应用在直升机旋翼防/除冰实验、旋转物体动态温度测量、除冰实验等。本发明可以模拟旋翼在实际工作时的工作状态，提供各种转速和旋翼角度等参数；同时，能够实时测量旋翼表面的多个点的温度；采用电热丝加热，检测、控制旋翼表面温度，为防/除冰提供充足的实验数据。

技术研发人员：张以都;高子涵;吴琼;陈龙;陈正生;彭有云
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2017.05.22
技术公布日：2017.09.05