一种水下推进器测试平台的制作方法与工艺

本发明涉及水下推进器领域，特别是涉及一种能够对水下推进器的工作状态进行同步测量的测试平台。

背景技术：
目前，针对水下推进器的测量，一般是将水下推进器放置在相应的水下模拟环境中，然后利用安装在水下推进器上的相应测试部件，来获取相应的水下推进器运行参数，该类方式不能实时控制运行过程，只能在水下推进器停止运行后，才能进行数据分析，效率较差。

技术实现要素：
本发明的目的是要提供一种能够获取水下推进器在水下运行时运动参数的测试装置。特别地，本发明提供一种水下推进器的测试平台，包括用于安装水下推进器的测试架，所述测试架上安装有：固定座，包括测力杠杆，所述测力杠杆通过穿过杆身的转轴可转动地安装的所述固定座上，所述测力杠杆的一端用于安装所述水下推进器，另一端与所述固定座之间设置有力传感器；驱动电源，提供工作电压；控制单元，控制测试过程，并根据所述力传感器的数值得到所述水下推进器的推力大小。进一步地，所述转轴通过调心轴承座安装在所述固定座上。进一步地，所述测力杠杆安装所述水下推进器的固定点至所述转轴的距离，等于所述测力杠杆与所述力传感器的接触点至转轴的距离。进一步地，所述测力杠杆两端至转轴的距离按比例设置。进一步地，所述控制单元为单片机。进一步地，在所述测试架上还安装有无线模块，所述无线模块用于所述控制单元与所述远程控制中心的通讯。进一步地，在所述测试架上还安装有测量施加到所述水下推进器上电压的功率表。进一步地，所述功率表还连接有分流器，所述分流器与所述水下推进器串联，以获取流经所述水下推进器的电流。进一步地，所述力传感器连接有测力表，所述测力表用于获取或换算所述力传感器承受的压力并传递给所述控制单元。进一步地，所述驱动电源为交流电源，其通过降压稳压模块为所述控制单元提供12V直流电，为所述力传感器、测力表和功率表提供24V直流电。本发明可对水下推进器工作时的电压、电流、功率以及推进器产生的力进行同步的测量。该平台结构简单，组装拆卸方便，工作安全可靠，可对多种型号的推进器工作指标进行测量。测量数据真实可靠，为应用被测推进器的水下设备提供可靠的数据基础和理论支持，同时也为推进器的控制提供数据支持。附图说明图1是本发明一个实施例的测试装置结构示意图；图2是图1所示测试装置的后视图；图3是本发明一个实施例的测试装置电路连接示意图；图中：10-测试架、11-测力杠杆、12-固定座、13-转轴、14-调心轴套座、15-力传感器、20-水下推进器、40-控制单元、41-分流器、42-降压稳压模块、43-驱动电源、44-DC24V转换模块、45-DC12V转换模块、46-功率表、47-测力表、48-总开关、50-远程控制中心。具体实施方式如图1、2所示，本发明一个实施例公开的测试平台，包括用于安装水下推进器20的测试架10，该测试架10能够将水下推进器20完全吊在空中。水下推进器20是通过固定座12安装在测试架10上的，同时，测试架10上还安装有对水下推进器20进行测量的各种测试部件和为测试供电的驱动电源43，以及控制测试过程的控制单元40。该固定座12包括测量水下推进器20推力的测力杠杆11，该测力杠杆11通过穿过杆身的转轴13可转动地安装的固定座12上，测力杠杆11的一端用于安装水下推进器20，另一端与固定座12之间设置有力传感器15。该控制单元40控制整个测试过程，并根据力传感器15的数值得到水下推进器20的推力大小。在工作时，将水下推进器20固定在测力杠杆11的一端，使水下推进器20悬空，通过控制单元40控制驱动电源43为水下推进器20提供电力，水下推进器20启动后会生产一个向后的推力，从而实现其水下前进的目的，该推力作用到测力杠杆11上时，会推动测力杠杆11以转轴13为支点进行旋转，测力杠杆11旋转时其另一端会挤压力传感器15，控制单元40根据力传感器15的压力信息即可换算或计算出水下推进器20的推力大小。为方便测力杠杆11转动和传导力，该转轴13可以通过调心轴承座14安装在固定座12上。通过调心轴承座14可以尽量减少水下推进器20的推力传导损失。为方便获取力传感器15的压力数据，可以安装连接力传感器15的测力表47，该测力表47用于获取或换算力传感器15承受的压力并传递给控制单元40。本实施例的方案简单，可以在水上实现测量过程，也可以将水下推进器20置于水下进行测量，通过相应的水阻或力传感器15的计量单位换算，即可完善测量出水下推进器20的推力大小。为方便计算推力，该测力杠杆11安装水下推进器20的固定点至转轴13的距离，可以等于测力杠杆11与力传感器15的接触点至转轴13的距离。该限定能够使测力杠杆11两端的力臂长度一致，即1：1，从而减少中间的换算过程，提高计算效率。进一步地，在其它的实施例中，也可以将测力杠杆11以转轴13为分界点，便其两侧的长度比符合一定的比例关系，如，任意一侧的长度与另一侧的长度比可以为1：2～5，在计算时，再通过相应的比例关系换算相应的力大小。该结构能够适用不同的测试环境，如将水下推进器20置于水下进行测试时，则可适当的延长测力杠杆11连接水下推进器20的一端。进一步地，为方便控制整个测试过程，该控制单元40可以是单片机。如STM32单片机。单片机的工作过程或测试过程，可以受远程控制中心50的指令控制。单片机与远程控制中心50的通讯则可以通过无线方式进行通讯，也可以通过RS485接口利用网线进行通讯。进一步地，为获取水下推进器20工作时的电压变化信息，可以在测试架10上安装测量施加到水下推进器20上电压的功率表46。通过功率表46可以测量出水下推进器20在工作时其电压变化。如图3所示，本实施例中的驱动电源43采用交流电源(AC220)，其中，驱动电源通43过DC12V转换模块45和DC24V转换模块44向其它部件输出相应的电压。其中为单片机和功率表46提供DC12V电压，为测力表47提供DC24V电压。此外，为使单片机工作在稳定的电压环境下，可以将输入的DC12电压经过降压稳压模块42处理后再提供给单片机。为方便控制测试过程，还可以设置相应的控制整个测试过程的总开关48，该总开关48使用DC12V电压。进一步地，为获取水下推进器20工作时的电流信息，该功率表46还可以连接分流器41，该分流器41串联在水下推进器20与单片机之间，以获取流经水下推进器20的电流，单片机通过分流器41的读数即可获取水下推进器20在工作时的电流变化。以下以一个完整的例子说明本方案的工作过程。本实施例中，各测试部件均安装在测试架10上，当水下推进器20测试平台电源总开关50打开后，工作指示灯点亮，整个测试平台进入工作模式，由远程控制中心(PC)50通过无线方式发出控制指令到单片机，单片机接到远程控制中心50指令后，输出相应的PWM波控制驱动电源43输出相应的水下推进器20控制电压，该控制电压加载到水下推进器20两端，从而实现对水下推进器20的行动控制。水下推进器20两端的电压通过功率表46的电压测量模块测出，流过水下推进器20的电流由功率表46的电流测量模块测量和与水下推进器20串联的分流器41的电流得出。再由电流、电压即可得到水下推进器20的功率大小。其中，单片机测得的电流、电压、功率等数据可以通过RS485接口传输到远程控制中心50进行处理。由测力杠杆11、转轴13、调心轴承座14构成杠杆测力系统，该系统通过螺栓固定在固定座12上，水下推进器20的螺旋桨的回转中心到转轴13的距离等于力传感器15接触点到转轴13的距离，使得测力杠杆11两端的力臂长度比为1:1，水下推进器20驱动后产生相应的推力，该推力的反作用使测力杠杆11挤力传感器15，而力传感器15的压力由测力表47测出，理论上，水下推进器50产生的力等于测力表47测得的力。实验之前，需要对力传感器15、测力表47分别进行校准，以保证数据的真实、准确性。至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。