一种共轴双旋翼试验台的制作方法

本实用新型涉及直升机技术领域，具体涉及一种用于共轴双旋翼无人机的试验台。

背景技术：

无人机控制技术研究是目前国内外研究机构关注的热点之一。近年来无人机已被广泛应用于航拍摄影、电力巡检、环境监测、森林防火、灾情巡查、防恐救生、军事侦察、战场评估等领域，有效克服了有人驾驶飞机进行空中作业的不足，降低了购买与维护成本，提高了运载工具的安全性。

按照不同平台构型分类，无人机主要有固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机，其中，多旋翼无人机是一种采用共轴双桨的多旋翼技术开发的无人机。在共轴双桨的多旋翼无人机中，由于共轴的两个螺旋桨分别由一个独立的发动机驱动，为此在进行发动机与螺旋桨试验时，需要对两个发动机和两个旋翼的参数单独进行测量。但是目前的共轴双旋翼试验台均是基于直升机的原理设计，只能测量整体参数；而且需要复杂的传动机构才能进行试验，不仅不易安装，而且成本较高。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种共轴双旋翼试验台，用以解决现有共轴双旋翼试验台只能测量整体参数以及结构复杂、成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种共轴双旋翼试验台，所述共轴双旋翼试验台包括台架、横梁、传感器组件和发动机安装座，所述横梁的中部通过关节轴承固定于所述台架，所述横梁的根部通过所述传感器组件固定于所述台架，发动机安装座设置在所述横梁的自由端，所述发动机安装座用于固定被测试的共轴双旋翼发动机。

其中，所述台架包括台架座、台架杆、上固定板和下固定板，所述台架座固定于地面，所述台架杆的底端固定于所述台架座，上固定板和下固定板固定于所述台架杆的顶端，且在所述上固定板和下固定板之间形成固定腔，所述传感器组件固定在所述固定腔内。

其中，所述关节轴承的杆端固定于所述上固定板或下固定板，所述关节轴承的球端连接所述横梁。

其中，所述横梁包括第一横梁和第二横梁，所述第一横梁和第二横梁上下间隔设置，且通过关节轴承分别固定所述上固定板和下固定板。

其中，在所述第一横梁和第二横梁的自由端各设置有一发动机安装座，而且所述第一横梁和第二横梁的发动机安装座同轴，两个共轴双旋翼发动机分别固定于所述第一横梁和第二横梁的发动机安装座内，且两个共轴双旋翼发动机的输出轴反向设置，两个螺旋桨对应设置于两个共轴双旋翼发动机的输出轴。

其中，所述传感器组件包括两个拉力传感器，第一横梁和第二横梁分别对应设置两个拉力传感器，且所述拉力传感器相互垂直设置。

其中，所述传感器组件包括三向力传感器，第一横梁和第二横梁分别对应设置一所述三向力传感器。

其中，所述传感器组件包括六向力传感器，第一横梁和第二横梁分别对应设置一所述六向力传感器。

本实用新型实施例具有如下优点：

本实用新型实施例提供的共轴双旋翼试验台将横梁通过关节轴承设置在台架上，使横梁获得支撑力但不产生力矩；发动机安装座设置在横梁的自由端，用于固定被测试的共轴双旋翼发动机，在横梁的根部设置传感器组件，用传感器组件测量横梁根部的拉力和扭矩，从而获得螺旋桨产生的拉力和扭矩。该共轴双旋翼试验台结构简单，成本低，能够单独测量各个共轴双桨发动机和螺旋桨的参数，而且最大程度地还原了共轴双桨所面临的流场环境，减小其它设备对螺旋桨流场的干扰，同时保证螺旋桨的间距与实际相符。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的共轴双旋翼试验台的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1提供的共轴双旋翼试验台的侧视图。

图3为本实用新型实施例1提供的共轴双旋翼试验台中部分结构的结构示意图。

图4为本实用新型实施例1提供的共轴双旋翼试验台的原理图。

图5为本实用新型实施例1提供的共轴双旋翼试验台的原理图。

图6为本实用新型实施例1的变型实施例提供的共轴双旋翼试验台中部分结构的示意图。

图7为本实用新型实施例1的变型实施例提供的共轴双旋翼试验台中部分结构的示意图。

附图标号：

1-台架，11-台架座，12-台架杆，13-上固定板，14-下固定板，15-固定腔，2-横梁，21-第一横梁，22-第二横梁，3-传感器组件，4-发动机安装座，5-关节轴承，61-共轴双旋翼发动机，62-螺旋桨。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

本实施例提供一种共轴双旋翼试验台。如图1和图2所示，共轴双旋翼试验台包括台架1、横梁2、传感器组件3和发动机安装座4，横梁2的中部通过关节轴承5固定于台架1，横梁2的根部通过传感器组件3固定于台架1，发动机安装座4设置在横梁2的自由端，发动机安装座4用于固定被测试的共轴双旋翼发动机6。

在本实施例中，台架1包括台架座11、台架杆12、上固定板13和下固定板14，台架座11固定于地面，台架杆12的底端固定于台架座11，上固定板13和下固定板14固定于台架杆11的顶端，且在上固定板13和下固定板14之间形成固定腔15，传感器组件3固定在固定腔15内。

如图2所示，横梁2包括第一横梁21和第二横梁22，第一横梁21和第二横梁22上下间隔设置，第一横梁21和第二横梁22通过关节轴承5分别固定上固定板13和下固定板14，而且，关节轴承5的杆端固定于上固定板13或下固定板14，关节轴承5的球端连接第一横梁21和第二横梁22。关节轴承5使第一横梁21和第二横梁22获得了应有的支撑力，同时不产生力矩，为试验提供了可靠的基础。

在第一横梁21和第二横梁22的自由端各设置有一发动机安装座4，而且第一横梁21和第二横梁22的发动机安装座4同轴，两个共轴双旋翼发动机61分别固定于第一横梁21和第二横梁22的发动机安装座4内，而且两个共轴双旋翼发动机61的输出轴反向设置，即一个发动机61的输出轴朝上，另一发动机的输出轴朝下，两个螺旋桨62对应设置于两个共轴双旋翼发动机61的输出轴，即一个螺旋桨62设置在第一横梁21的上方，另一个螺旋桨62设置在第二横梁22的下方。

在本实施例中，传感器组件3包括扭矩传感器和拉力传感器，扭矩传感器和拉力传感器分别用于测量共轴双旋翼发动机传递至横梁2端部的扭矩和拉力。其中，扭矩传感器为非接触式扭矩传感器或应变片扭矩传感器。

如图3所示，传感器组件3为两个拉力传感器，第一横梁21和第二横梁22的根部均设置两个拉力传感器，而且两个拉力传感器相互垂直，分别用于Y方向和Z方向的拉力。通过Y方向和Z方向的拉力可以换算出螺旋桨拉力和扭矩，其中，Z方向为图2中在竖直方向且垂直于横杆的方向，Y方向为在水平方向且垂直于横杆的方向，X方向为在水平方向且平行于横杆的方向。

如图4和图5所示，在试验过程中，共轴双旋翼发动机61驱动螺旋桨62，产生Z方向的拉力F1及扭矩M。由于通过横梁2的力平衡与力矩平衡，通过传感器组件3获得的Z方向拉力F5计算出螺旋桨62在Z方向的拉力F3；通过传感器组件3测得的Y方向拉力F2计算出螺旋桨产生的扭矩M。在此提及的拉力F3和扭矩M的计算方法均是现有的计算方法，在此不再赘述。

作为本实施例的一个变型实施例，如图6所示，传感器组件3为三向力传感器，第一横梁21和第二横梁22的根部均设置有一个三向力传感器。该三向力传感器可以同时获得Y方向和Z方向的作用力，同样通过计算可以获得拉力F3和扭矩M。三向力传感器可以采用但不限于3DT160型三轴力传感器。

作为本实施例的另一个变型实施例，如图7所示，传感器组件3为六向力传感器，第一横梁21和第二横梁22的根部均设置一六向力传感器。该六向力传感器可以同时获得Y方向和Z方向的作用力以及绕Z轴的力矩，而且，采用该六向力传感器时可以将横梁2中部的关节轴承5取消，即直接用六向力传感器支撑横梁2。在采用六向力传感器时，也可以保留关节轴承5。六向力传感器可以采用但不限于德国ME3DT型拉扭复合传感器。

本实施例提供的共轴双旋翼试验台将横梁通过关节轴承设置在台架上，使横梁获得支撑力但不产生力矩；发动机安装座设置在横梁的自由端，用于固定被测试的共轴双旋翼发动机，在横梁的根部设置传感器组件，用传感器组件测量横梁根部的拉力和扭矩，从而获得螺旋桨产生的拉力和扭矩。该共轴双旋翼试验台结构简单，成本低，能够单独测量各个共轴双桨发动机和螺旋桨的参数，而且最大程度地还原了共轴双桨所面临的流场环境，减小其它设备对螺旋桨流场的干扰，同时保证螺旋桨的间距与实际相符。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。