一种无人机动力性能测试装置及测试方法与流程

本发明公开了一种无人机动力性能测试装置及测试方法，属于无人机测试设备技术领域。

背景技术：

随着技术不断成熟，电动无人机得以广泛应用。电机-螺旋桨构成了电动无人机的动力系统，其匹配构成的动力组是无人机的基础组成，其性能直接影响了无人机的飞行安全及飞行效率。

目前，因缺乏便利的动力性能测试装置，电机-螺旋桨的选型和匹配往往依赖开发者经验，缺少通过试验平台对动力系统进行量化的测量，对选型方案的可行性缺少理论和实验数据支撑。

现有无人机动力性能测试装置存在多种技术缺陷，限制了无人机动力性能测试的广泛应用，从而制约无人机的实用性能提升。

现有技术中，专利cn205919960u公开了一种无人机动力测试系统，专利cn203629733u公开了一种电动无人机动力测试装置，这两种测试装置均采用平置构型，这种动力测试因为平置构型存在竖向扭力，造成测量误差；专利cn107664747a公开了一种单桨电机动力实验装置及试验方法，其采用竖向设置，降低重力导致的干扰，但包括以上多个方案，均需要进行底座固定，且极占空间，不能随时随地灵活使用；同时，几种装置的安全防护也有待加强。此外，包括以上方案，现有的无人机动力性能测试装置多采用单个测力传感器测定动力强度，这就可能存在较大的测量误差，甚至测力传感器发生故障而难以觉察。

因此，针对上述技术问题，需要一款能够精确检验电机-螺旋桨动力组的动力性能测试装置，以便利于电机-螺旋桨选型与匹配，更好地进行动力分析与研究，提高电动无人机的飞行效率。

技术实现要素：

为了克服以上技术问题，本发明公开了一种无人机动力性能测试装置，用以测试电机-螺旋桨动力组的动力性能，所采用的技术方案是：

一种无人机动力性能测试装置，其包括1个基架和3个相同的压力检测模块；所述基架设有水平放置的电机座，其用以安装待测电机；所述电机座横向连接3个夹角相同、长度相同的力臂；每个所述力臂的末端分别固定连接竖直向下的支撑脚；所述基架通过所述支撑脚放置在所述压力检测模块上；所述电机-螺旋桨动力组安装于所述基架，启动后产生向下的作用力，该作用力由所述压力检测模块检出。

进一步的，所述的力臂，其包括固定于所述电机座的内杆及与所述内杆尺寸相匹配的套筒以形成可伸缩结构；所述套筒上设有固定距离的定位卡口，所述内杆上设有与所述定位卡口匹配的定位卡凸，使所述力臂可按固定尺寸伸长或缩短。

进一步的，所述的支撑脚，其下部为倒锥状。

进一步的，所述的压力检测模块包括底座，所述底座设有压力传感器，所述压力传感器的上方设有受力部件，所述受力部件的上表面为下凹结构且下凹底部为圆弧面。

进一步的，所述压力检测模块，其所述底座为圆台状且下侧粘有橡胶垫；所述橡胶垫的底部设有防滑纹。

使用无人机动力性能测试装置的测试方法：

将电机-螺旋桨动力组安装于所述装置的基架，启动电机前将所述压力检测模块数值清零；启动电机后该电机-螺旋桨动力组产生向下的作用力，该作用力由所述压力检测模块检出，其计算为：计算3个所述压力检测模块所得数据均值，比较每个所述压力检测模块所得数据与该均值的差值，如该差值不超过所述均值的6%，则认为数据有效，所述电机-螺旋桨动力组的作用力为3个所述压力检测模块所测得数据的总和。

进一步的，用于检测所述电机-螺旋桨动力组的作用力方向及装置自检，方法为：

计算3个所述压力检测模块所得数据均值，比较每个所述压力检测模块所得数据与该均值的差值，如差值超过所述均值的6%，关停电机后抬起所述基架顺时针或逆时针转动一个脚位并继续测试；观察所述压力检测模块所得数据是跟随所述基架的转动产生变化或跟随所述压力检测模块而没有产生转动变化，如所得数据跟随所述基架的转动产生变化则电机-螺旋桨动力组产生的作用力不沿垂直方向；如跟随所述压力检测模块而没有产生转动变化，则差值较大的数据所对应的压力检测模块发生故障。

本发明具有以下有益效果：

（1）装置无需固定，占用空间小，便于携带，可用于外场；

（2）装置操作简单，利用多个传感器保证较高精度；

（3）可实现自检功能，避免不易觉察的装置故障；

（4）除了测定总推力，还能检测电机-螺旋桨动力组的动力平衡；

（5）螺旋桨被围在基架之中，且向下作用，安全性能好。

附图说明

附图1为本发明中的无人机动力性能测试装置的结构示意图；

附图2为本发明中的所述压力检测模块的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明：

如附图1中所示，无人机动力性能测试装置包括1个基架和3个相同的压力检测模块（6）；基架设有水平放置的电机座（1），其用以安装待测电机（5），待测电机（5）安装螺旋桨（4）构成动力组。

电机座（1）横向连接3个夹角相同、长度相同的力臂（2）；力臂（2）包括固定于电机座（1）的内杆及与内杆相匹配的套筒以形成可伸缩结构；套筒上设有固定距离的定位卡口，内杆上设有与定位卡口匹配的定位卡凸，使力臂可按固定尺寸伸长或缩短；力臂（2）截面可为圆形，因卡口的设置而不会发现相对的旋转。

每个力臂（2）的末端分别固定连接竖直向下的支撑脚（3），支撑脚（3）的下部为倒锥状，基架通过支撑脚（3）放置在压力检测模块（6）上。

如附图2中所示，压力检测模块（6）包括圆台状的底座（6-a），底座（6-a）中设有压力传感器（6-c），压力传感器（6-c）的上方设有受力部件（6-b），受力部件（6-b）的上表面为下凹结构且下凹底部为圆弧面；底座（6-a）下侧粘有橡胶垫（6-d），橡胶垫（6-d）的底部设有防滑纹。

该无人机动力性能测试装置主要用以测试电机-螺旋桨动力组的动力性能，其测试方法为：

将电机-螺旋桨动力组安装于基架上，启动电机前将压力检测模块（6）的数值清零。

启动电机时应当轻扶基架或缓慢提升速度，避免动力组大力启动时产生的扭力掀翻装置。待转速平稳，基架陷入压力传感器（6-c）的受力部件（6-b）的下凹结构中，不会走脱；且由于压力检测模块（6）受向下作用，与地面摩擦极大，不会发生装置的偏移。

启动电机后动力组产生向下的作用力，该作用力由压力检测模块（6）检出。动力组所产生作用力的计算为：计算3个压力检测模块所得数据均值，比较每个压力检测模块所得数据与该均值的差值，如该差值不超过所述均值的6%，则认为数据有效，动力组的作用力为3个压力检测模块所测得数据的总和。

该装置还可用于检测所述电机-螺旋桨动力组的作用力方向及装置自检，方法为：

计算3个压力检测模块所得数据均值，比较每个压力检测模块所得数据与该均值的差值，如差值超过所述均值的6%，关停电机后抬起基架顺时针或逆时针转动一个脚位并继续测试；观察压力检测模块所得数据是跟随基架的转动产生变化，或者是跟随压力检测模块而没有产生转动变化。

如所得数据跟随基架的转动产生变化则电机-螺旋桨动力组产生的作用力不沿垂直方向；如跟随压力检测模块而没有产生转动变化，则差值较大的数据所对应的压力检测模块发生故障。

以上描述只是本发明的具体实施方式，各举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的技术人员对前述的具体实施方式做修改或变形，不背离本发明的实质。