无人机螺旋桨马达检测装置及方法与流程

本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种无人机螺旋桨马达检测装置及方法。

背景技术：

无人机即无人驾驶飞机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，以前主要用于军事领域，随着科学技术的发展，目前，无人机在民用的航拍、农业、动植物保护、新闻报道等各行各业迅速发展。

在无人机的生产过程中，会因为无人机的螺旋桨马达单体问题或组装不正确造成所生产的无人机飞行功能失效，所以，在无人机的生产过程中必须要加上螺旋桨马达是否能够正常工作的检测工序。目前的检测方法是，启动无人机，通过作业人员的目测来确认螺旋桨马达是否工作正常。此种通过作业人员目测的检测方法测试效率低，准确性差，同时在目测的过程中，极易发生危险，会对作业人员及周边设备等造成损害。

技术实现要素：

针对以上缺陷，本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种无人机螺旋桨马达检测装置，此无人机螺旋桨马达检测装置能够自动检测螺旋桨马达是否工作正常，检测效率高，准确性好，同时安全性高，不会对作业人员及周边的设备造成损害。

基于同一个发明构思，本发明所述解决的第二个技术问题是提供一种无人机螺旋桨马达检测方法，此无人机螺旋桨马达检测方法能够自动检测螺旋桨马达是否工作正常，检测效率高，准确性好，同时安全性高，不会对作业人员及周边的设备造成损害。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：

一种无人机螺旋桨马达检测装置，包括基板，所述基板上固定安装有升力检测仪，所述升力检测仪上设有固定工装，所述固定工装包括固定在所述升力检测仪上的安装板，所述安装板上设有与所述无人机的螺旋桨臂的数量相等且位置相适配的螺旋桨固定机构；所述螺旋桨固定机构包括固定基座，所述固定基座的上端设有凹槽，所述凹槽沿所述螺旋桨臂的延伸方向贯穿所述固定基座，所述凹槽的两侧侧壁的相对位置各设有一固定孔；所述螺旋桨固定机构还包括固定销，所述固定销的一端连接有动力装置，所述固定销的另一端在所述动力装置的驱动下同时穿过两所述固定孔；所述检测装置还包括控制器，所述升力检测仪和所述动力装置均电连接所述控制器。

其中，所述无人机与所述控制器电连接。

其中，所述安装板上设有接口固定座，所述接口固定座上设有连接接口，所述升力检测仪、所述动力装置和所述无人机均通过所述连接接口与所述控制器电连接。

其中，所述动力装置为固定气缸，所述固定销的端部与所述固定气缸的活塞杆相连接。

其中，所述固定销的端部固定有固定销安装板，所述活塞杆连接在所述固定销安装板上；所述固定销安装板上安装有直线轴承，所述直线轴承内滑动设有导向杆。

其中，所述检测装置还包括防护工装，所述防护工装包括箱体及结合在所述箱体上的箱盖，所述基板固定在所述箱体的底部，所述升力检测仪和所述固定工装均位于所述箱体内。

其中，所述箱体的两侧各安装有一滑轨，所述箱盖包括依次铰接在一起的第一箱盖、第二箱盖和第三箱盖，所述第一箱盖与所述箱体铰接，所述第三箱盖的两侧分别固定在两所述滑轨的滑块上。

其中，所述滑轨为气动滑轨，两所述气动滑轨均与所述控制器电连接。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：

一种无人机螺旋桨马达检测方法，包括以下步骤：由所述控制器控制各所述动力装置将所述无人机固定在所述固定工装上；启动所述无人机的螺旋桨马达；判断所述螺旋桨马达的转速是否达到设定转速；若所述螺旋桨马达的转速达到所述设定转速，则启动所述升力检测仪检测当前升力，并将检测结果传输给所述控制器；所述控制器将从所述升力检测仪接收到的检测结果与当前转速下的理论升力值进行比较，根据比较结果判定所述无人机是否合格。

再一种无人机螺旋桨马达检测方法，包括以下步骤：由所述控制器控制各所述动力装置将所述无人机固定在所述固定工装上；闭合所述防护工装的所述箱盖；启动所述无人机的螺旋桨马达；判断所述螺旋桨马达的转速是否达到设定转速；若所述螺旋桨马达的转速达到所述设定转速，则启动所述升力检测仪检测当前升力，并将检测结果传输给所述控制器；所述控制器将从所述升力检测仪接收到的检测结果与当前转速下的理论升力值进行比较，根据比较结果判定所述无人机是否合格。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于本发明无人机螺旋桨马达检测装置包括升力检测仪，升力检测仪上固定有安装板，安装板上设有与无人机的螺旋桨数量及位置相适配的螺旋桨固定机构，螺旋桨固定机构包括固定基座，固定基座上设有沿螺旋桨臂的延伸方向贯穿固定基座的凹槽，凹槽的两侧侧壁上各设有一固定孔，一固定销在动力装置的驱动下可从两固定孔内穿过；动力装置和升力检测仪均电连接一控制器。在进行检测时，将无人机的各螺旋桨臂放置到凹槽内，然后控制动力装置驱动固定销从两固定孔处穿过，即固定销横在两定位孔之间，将螺旋桨臂固定，将无人机固定后启动无人机的螺旋桨马达，当马达的转速达到检测转速时(如9000ppm)，控制升力检测仪检测当前转速的升力并将检测到的升力值传输给控制器，控制器接收到升力检测仪传输来的升力值后与当前转速时的理论升力值进行比较，若检测的升力值大于等于理论升力值则认定该无人机合格，若检测的升力值小于理论升力值则认定该无人机不合格。由上述检测过程可知，本发明无人机螺旋桨马达检测装置能够自动进行螺旋桨马达的检测，与现有技术相比具有以下优点：

一、检测效率高，检测准确性高；

二、检测时无人机不会任意飞行，安全性高，不会对作业人员及周边设备造成损害。

由于固定销安装板上安装有直线轴承，直线轴承内滑动设有导向杆，导向杆可起到平衡导向作用，提高固定销运行的直线度，能够保证固定销准确的穿过两固定孔，提高固定的可靠性。

由于检测装置还包括防护工装，防护工装包括箱体，箱体上设有箱盖，将无人机固定后，盖上箱盖后再进行检测，能够进一步的提高检测的安全性。

由于箱体的两侧各安装有一滑轨，箱盖包括依次铰接在一起的第一箱盖、第二箱盖和第三箱盖，第一箱盖与箱体铰接，第三箱盖的两侧分别固定在两滑轨的滑块上。能够通过滑块在滑轨上的滑动来实现箱盖的开启和闭合，开启和闭合更方便，同时箱盖开启时占用空间小。

由于滑轨是气动滑轨，与控制器电连接，则可通过控制器来控制箱盖的开启和闭合，实现整个检测过程的全自动控制，检测效率更高，安全性也更高。

由于本发明无人机螺旋桨马达检测方法是基于上述检测装置进行的，检测效率更高，准确性更高，同时安全性更高，不会对作业人员及周边的设备造成伤害。

综上所述，本发明无人机螺旋桨马达检测装置及方法解决了现有技术中无人机螺旋桨马达检测的效率低、安全性差等技术问题，本发明无人机螺旋桨马达检测装置及方法检测效率高，检测准确性高，同时安全性高。

附图说明

图1是本发明无人机螺旋桨马达检测装置的固定工装的结构示意图；

图2是本发明无人机螺旋桨马达检测装置的防护工装的结构示意图—闭合状态；

图3是图无人机螺旋桨马达检测装置的防护工装的结构示意图—开启过程中；

图4是本发明无人机螺旋桨马达检测装置的控制系统框图；

图5是本发明无人机螺旋桨马达检测装置的控制流程图；

图中：10、基板，12、安装板，14、支撑柱，20、升力检测仪，30、螺旋桨固定机构，32、固定基座，320、固定孔，340、固定销安装板，342、固定销，36、固定气缸，360、活塞杆，380、导向杆，382、直线轴承，39、凹槽，40、箱体，42、箱盖，420、第一箱盖，422、第二箱盖，424、第三箱盖，426、合页，44、气动滑轨，440、滑轨，442、滑块，50、接口固定座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。

本说明书中涉及到的方位均以本发明无人机螺旋桨马达检测装置正常工作时的方位为准，不限定其存储及运输时的方位，仅代表相对的位置关系，不代表绝对的位置关系。

如图1和图2共同所示，一种无人机螺旋桨马达检测装置，包括防护工装，防护工装包括一端开口的箱体40，箱体40的开口端设有箱盖42，还包括安装在箱体40内的升力检测仪20和固定工装，当箱盖42闭合后，升力检测仪20和固定工装及待检测无人机均位于防护工装内。

如图1所示，箱体40(参见图2)的底部固定有基板10，基板10上安装有升力检测仪20，升力检测仪20上设有固定工装。固定工装包括固定在升力检测仪20上的安装板12，安装板12与基板10平行设置，位于升力检测仪20两侧的基板上各设有一支撑柱14，安装板12搭在两支撑柱14上。安装板12上设有螺旋桨固定机构30，螺旋桨固定机构30的数量与待检测的无人机的螺旋桨臂的数量相同，螺旋桨固定机构30的设置位置与各螺旋桨臂的位置相适配。

如图1所示，各螺旋桨固定机构30的结构基本相同，只是安装的位置及方向不同，因此下面仅以一组螺旋桨固定机构30为例进行详细的阐述：

螺旋桨固定机构30包括竖向固定在安装板12上的固定基座32，固定基座32的上端的中部设有下凹的凹槽39，凹槽39与无人机的螺旋桨臂相适配并沿着螺旋桨臂的延伸方向横向贯穿固定基座32，凹槽39的两侧侧壁的相对位置各设有一固定孔320。一固定销342横向穿过两固定孔320，当固定销342横向穿过两固定孔320时，将无人机的螺旋桨臂固定在凹槽39内。在固定无人机时，将无人机的螺旋桨臂放置到凹槽39内，再将固定销342插入到两固定孔320内即可将无人机固定。

如图1所示，固定销342的一端连接有动力装置，其另一端在动力装置的驱动下同时穿过两固定孔320。本实施方式优选动力装置为固定气缸36，固定销342通过固定销安装板340与固定气缸36的活塞杆360固定连接，固定销安装板340竖向设置在固定基座32的一侧，固定销安装板340的尺寸大于固定孔320的尺寸。固定销安装板340上安装有直线轴承382，直线轴承382内滑动安装有导向杆380，导向杆380的端部固定在固定基座32上，导向杆380与活塞杆360平行，且分别安装在固定销安装板340的两端，能够起到平衡和导向的作用。

如图2和图3共同所示，箱体40的两侧各安装有一直线滑轨，本实施方式优选滑轨为气动滑轨44。箱盖42包括依次通过合页426铰接在一起的第一箱盖420、第二箱盖422和第三箱盖424，第一箱盖420、第二箱盖422和第三箱盖424沿气动滑轨44的延伸方向依次排列，第一箱盖420与第二箱盖422的长度相等，且略小于整个箱体40长度的1/2，第三箱盖424的长度远小于第一箱盖420和第二箱盖422的长度，第一箱盖420、第二箱盖422和第三箱盖424连接为一体后的长度与箱体40的长度相等。第一箱盖420未铰接第二箱盖422的一端通过合页426与箱体40相铰接，第三箱盖424的两侧分别与两气动滑轨44的滑块442固定连接。当第三箱盖424在滑块442的带动下沿着滑轨440向第二箱盖422的方向滑动时，第一箱盖420和第二箱盖422的铰接端会向上翘起，当滑块442滑动到滑轨440的端部时，第一箱盖420和第二箱盖422完全竖起并贴合在一起，此时箱盖42完全打开，可进行无人机的放入和取出工作；如需要箱盖42闭合时，则第三箱盖424在滑块442的带动下沿着滑轨440向相反的方向滑动，将第一箱盖420和第二箱盖422拉开，当滑块442滑动到滑轨440的另一端时，第一箱盖420和第二箱盖422完全展开，箱盖42闭合，可进行检测工作。

如图1、图2和图4共同所示，检测装置还包括控制器，该控制器可以是电脑、可编程控制器或单片机等。控制器包括程序控制模块，程序控制模块分别连接有检测启动模块、无人机螺旋桨马达系统模块、固定工装控制模块、升力检测系统模块和防护工装控制模块。无人机、固定气缸36、升力检测仪20和两气动滑轨44均与控制器电连接，安装板12上设有接口固定座50，接口固定座50上安装有连接接口，本实施方式优选连接接口为USB接口，无人机、固定气缸36和升力检测仪20均通过连接接口与控制器通信连接。检测启动模块相当于启动按钮，即为控制器的人机交互界面上的一个启动按钮，按下启动按钮后启动程序控制模块，程序控制模块依次启动固定工装控制模块、防护工装控制模块、无人机螺旋桨马达系统模块和升力检测系统模块来控制相应的执行机构动作，来完成无人机螺旋桨马达的检测。

如图1、图2、图4和图5共同所示，基于上述无人机螺旋桨马达检测装置的检测方法，包括以下步骤：

S001步，检测启动模块开始，即操作人员按下人机交互界面上的启动按钮；

S002步，程序控制模块启动，通知固定工装控制模块运行；

S003步，固定工装控制模块启动固定工装固定无人机，即控制各固定气缸36动作，将固定销342插入到固定孔320内，将无人机的螺旋桨臂固定，即将无人机固定；

S004步，判断固定程序是否完成，若无人机未固定完成，则继续等待，若无人机固定完成，则进入到S005步；

S005步，程序控制模块通知防护工装控制模块运行；

S006步，防护工装控制模块启动防护工装进行闭合，即控制两气动滑轨44动作，将箱盖42闭合；

S007步，判断闭合程序是否完成，若闭合未完成，则继续等待，若闭合完成，则进入到S008步；

S008步，程序控制模块通知无人机螺旋桨马达系统模块运行；

S009步，无人机螺旋桨马达系统模块启动螺旋桨马达运转；

S010步，判断马达转速是否达到检测转速(如9000ppm)，若未达到，则继续等待，若达到，则进入到S011步；

S011步，程序控制模块通知升力检测系统模块运行；

S012步，升力检测系统模块控制升力检测仪20检测当前转速下螺旋桨马达的升力，并将检测到的升力值传输给程序控制模块；

S013步，判断检测的升力值是否大于等于当前转速下的理论升力值(即y是否大于等于Y)，理论升力值可通过升力计算公式Y＝1/2ρCSv²计算得出，其中：

Y：理论升力值，

C：升力系数

S：机翼面积

v：螺旋桨马达转速

ρ：大气密度

y：实际检测的升力值，

若y≥Y，则判定螺旋桨马达单体或组装正常，该无人机成品合格，输出产品合格信号；

若y<Y，则判定螺旋桨马达单体或组装异常，该无人机成品不合格，输出产品不合格信号；

至此完成无人机螺旋桨马达的检测工作。

若以不设有防护工装的无人机螺旋桨马达检测装置来进行无人机螺旋桨马达的检测，则上述方法中的S005步、S006步和S007步均不需要进行，可直接由S004步进入到S008步。

图1中所示的固定工装是用于固定四螺旋桨臂的无人机的，实际应用中固定工装的结构并不限于图1所示的结构，螺旋桨固定机构的数量及分布位置均可根据实际待检测的无人机的螺旋桨数量及结构进行更改，本领域的技术人员根据图1及上述实施例的描述不需要付出创造性的劳动就能够设计出适用于其它结构的无人机的固定工装，因此，关于其它结构的固定工装在此不再一一列举。

本发明无人机螺旋桨马达检测装置及方法通过固定工装来固定无人机，使得无人机在检测时不会任意飞行，同时还增设了防护工装，大大的提高了螺旋桨马达的检测效率，也提高了检测的准确性，同时也提高了检测的安全性。

本说明书中涉及到的第一箱盖、第二箱盖和第三箱盖的命名只是为了区分各箱盖，并不代表三个箱盖之间的位置关系、装配顺序及动作顺序等。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。