电动螺旋桨测试平台的制作方法

本发明涉及螺旋桨测试的技术领域，特别涉及一种电动螺旋桨测试平台。

背景技术：

电驱动螺旋桨推进系统(简称电推进系统)是指以电力为能源，通过电机驱动器驱动电机旋转，带动螺旋桨产生推力/拉力的系统。

电驱动螺旋桨推进系统根据布置方式，可以分为单桨电推进系统和双桨电推进系统。其中，单桨电推进系统的组成为一个电机驱动器驱动一个电机，电机带动与其连接的螺旋桨旋转以产生推力/拉力。双桨电推进系统是两套单桨电推进系统的桨共轴式布局的系统，其中包含两套独立的单桨电推进系统，由于两个单桨为正反桨，同轴且旋转方向相反，旋转时产生相同方向的力，相较于单桨电推进系统来说可以产生更大的力。

为了实现电驱动螺旋桨推进系统更高效、更安全地运行，需要对螺旋桨的运行参数进行测试，以实现更为针对地改进。其中，螺旋桨在旋转时不可避免地产生扭矩和推拉力，这两个参数需要准确地测量以作为改进参考，然而，这两种作用力彼此互相影响，导致测量结果的准确性不能令人满意。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种电动螺旋桨测试平台，以解决对螺旋桨产生的扭矩及推拉力测量不准确的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电动螺旋桨测试平台，其中，所述电动螺旋桨测试平台包括支撑台和设置在所述支撑台上的测试组件，所述测试组件包括轴状的电机安装座、扭矩传动部、推拉力传动部、耦合于所述扭矩传动部的扭矩传感器、耦合于所述推拉力传动部的推拉力传感器，所述电机安装座能够相对于所述推拉力传动部围绕中心轴线自由地转动，所述电机安装座能够向所述推拉力传动部传递推力和拉力，所述电机安装座和所述扭矩传动部能够沿轴向方向自由地相对移动，所述电机安装座能够向所述扭矩传动部传递扭矩。

进一步的，所述推拉力传动部包括套设于所述电机安装座的轴承座，所述轴承座的内周面上设置有环状凸起部，所述电机安装座能够沿轴向向所述环状凸起部施加作用力。

进一步的，所述电机安装座的第一端能够可拆卸地连接于电机，所述扭矩传动部包括连接所述电机安装座的第二端的第一法兰、连接于所述扭矩传感器的第二法兰以及轴向可移动地穿过所述第一法兰和所述第二法兰的销轴。

进一步的，所述推拉力传动部包括连接于所述环状凸起部和所述第一法兰之间的第一轴承以及连接于所述环状凸起部和所述电机安装座之间的第二轴承。

进一步的，所述测试组件包括支撑臂，所述轴承座和所述扭矩传感器连接于所述支撑臂。

进一步的，所述测试组件包括支座，所述支撑臂可枢转地安装于所述支座，所述推拉力传感器连接于所述支撑臂和所述支座之间。

进一步的，所述轴承座和所述扭矩传感器位于所述支撑臂的上端，所述推拉力传感器连接于所述支撑臂的下端，所述支撑臂的中间部分铰接于所述支座。

进一步的，所述支撑台上设置有两组所述测试组件，并且两个所述电机安装座彼此相对。

进一步的，所述支撑台上设置有主滑轨，所述支座可滑动地设置在所述主滑轨上。

进一步的，所述支撑台上设置有平行于所述主滑轨的限位滑轨，所述支座设置有能够在所述限位滑轨上滑动的滑块，所述滑块能够锁定于所述限位滑轨。

相对于现有技术，本发明所述的电动螺旋桨测试平台具有以下优势：

本发明所述的电动螺旋桨测试平台，通过扭矩传动部和推拉力传动部与电机安装座的配合，可以将电机安装座传递的螺旋桨的作用力分解为独立的扭矩和推拉力作用，避免两种作用力彼此影响，从而提高了测量的准确性；另外，滑轨可以调节共轴双桨间的距离，以实现共轴双桨桨距的最优距离。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施方式所述的电动螺旋桨测试平台的结构示意图；

图2为本发明实施方式所述的支撑臂和支座的结构示意图；

图3为本发明实施方式所述的电机安装座和轴承座部分的结构示意图；

图4为本发明实施方式所述的电机安装座和轴承座部分的剖视图；

图5为本发明实施方式所述的限位滑轨和支座部分的结构示意图；

图6为本发明实施方式所述的电机安装座和轴承座部分的结构示意图。

附图标记说明：

100-螺旋桨，200-电机，401-电机安装座，402-轴承座，403-第二轴承，404-第一轴承，405-销轴，406-第一法兰，407-第二法兰，408-扭矩传感器，501-支撑臂，502-支座，503-推拉力传感器，504-限位滑块，505-螺栓，601-支撑台，602-主滑轨，603-限位滑轨，700-驱动器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

本发明中，轴向方向是指电机安装座401也就是螺旋桨100的轴向方向。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

本发明提供了一种电动螺旋桨测试平台，其中，所述电动螺旋桨测试平台包括支撑台601和设置在支撑台601上的测试组件，所述测试组件包括轴状的电机安装座401、扭矩传动部、推拉力传动部、耦合于所述扭矩传动部的扭矩传感器408、耦合于所述推拉力传动部的推拉力传感器503，所述电机安装座401能够相对于所述推拉力传动部围绕中心轴线自由地转动，所述电机安装座401能够向所述推拉力传动部传递推力和拉力，所述电机安装座401和所述扭矩传动部能够沿轴向方向自由地相对移动，所述电机安装座401能够向所述扭矩传动部传递扭矩。

本发明的电动螺旋桨测试平台意在对螺旋桨旋转时的各种参数进行测试，电机安装座401可以连接于带着螺旋桨100的电机200，螺旋桨100旋转时产生扭矩及推力(或拉力)，即围绕轴向方向的力和沿着轴向方向的力，扭矩及推力(或拉力)通过电机200传递到电机安装座401。通过电机安装座401、扭矩传动部、推拉力传动部三部分的配合，可以将扭矩和推拉力彼此独立地传递并测试，具体的，电机安装座401能够相对于所述推拉力传动部围绕中心轴线自由地转动，因此，电机安装座401不能向所述推拉力传动部传动扭矩，而只向其传递推力或拉力，从而与所述推拉力传动部耦合的推拉力传感器503可以更准确地测量来自电机安装座401的的推力或拉力；电机安装座401和所述扭矩传动部能够沿着轴向方向相对地自由移动，因此，电机安装座401不能向所述扭矩传动部传递轴向的推力或拉力，而只能传递扭矩，因此，可以通过与所述扭矩传动部耦合的扭矩传感器408测量来自电机安装座401的扭矩。

对螺旋桨的扭矩及推拉力的测量中，将两种不同形式的力的作用彼此分离，通过相应的传感器独立地测量扭矩和推拉力，因此可以获得更为准确的测量结果。

具体的，所述推拉力传动部包括套设于所述电机安装座401的轴承座402，所述轴承座402的内周面上设置有环状凸起部，所述电机安装座401能够沿轴向向所述环状凸起部施加作用力。参考图3和图4所示，轴承座402大致为管状结构，电机安装座401插入其中，当螺旋桨产生的是推力的情况时，第二轴承403安装在电机安装座401和轴承座402之间，电机安装座401通过第二轴承403将推力传递给轴承座402，以传递到推拉力传感器503。同时，如果是螺旋桨100产生的是拉力的情况时，第一轴承404安装在第一法兰406和轴承座402之间，电机安装座401将拉力通过螺栓传递给第一法兰406，并整体轴向向电机安装座401方向移动，将拉力通过第一轴承404传递给轴承座402，以传递给推拉力传感器503、第一法兰406、电机安装座401等安装方式和位置均可进行变型，只要能够实现相对旋转且传递推拉力即可，这样的变型均属于本方案的保护范围。

其中，所述电机安装座401的第一端能够可拆卸地连接于电机，所述扭矩传动部包括连接所述电机安装座401的第二端的第一法兰406、连接于所述扭矩传感器408的第二法兰407以及轴向可移动地穿过所述第一法兰406和所述第二法兰407的销轴405。参考图6所示，第一法兰406和第二法兰407之间通过销轴405的作用可以同步地转动，并且由于销轴405可以轴向地自由移动，第一法兰406轴向移动时，第二法兰407并不会受到推拉力的作用，因此，两个法兰之间仅仅传递扭矩，以通过扭矩传感器408测量相应的扭矩。

进一步的，所述推拉力传动部包括连接于所述环状凸起部和所述第一法兰406之间的第一轴承404以及连接于所述环状凸起部和所述电机安装座401之间的第二轴承403。参考图4所示，轴承座402和电机安装座401能够通过第一轴承404和第二轴承403自由地相对转动而不传递扭矩作用。可以理解的是，轴承包括能够相对转动两个部分，这两个部分分别连接于第一法兰406和轴承座402，或者连接于电机安装座401和轴承座402，轴承可以为多种形式，并且可以为复合式轴承结构。

此外，所述测试组件包括支撑臂501，所述轴承座402和所述扭矩传感器408连接于所述支撑臂501。扭矩传感器408连接于支撑臂501，即扭矩传感器408的两端分别连接于支撑臂501和第二法兰407，从而可以测量第二法兰407传递的扭矩；而轴承座402将推拉力作用传递于支撑臂501，并进一步直接或间接地传递到推拉力传感器503，以下将详细说明。

另外，所述测试组件包括支座502，所述支撑臂501可枢转地安装于所述支座502，所述推拉力传感器503连接于所述支撑臂501和所述支座502之间。支撑臂501可枢转地连接于支座502，因此，在来自于轴承座402(也就是来自螺旋桨100的)推拉力作用下，可以相对于支座502转动，而支撑臂501与支座502之间的推拉力传感器503可以根据支撑臂501的转动而测量出推拉力大小。

其中，所述轴承座402和所述扭矩传感器408位于所述支撑臂501的上端，所述推拉力传感器503连接于所述支撑臂501的下端，所述支撑臂501的中间部分铰接于所述支座502。参考图1和图2所示，支撑臂501大致沿竖直方向延伸，其上端设置有扭矩传感器408和轴承座402，当然，电机安装座401也位于支撑臂501的上端，电机安装座401传递的推拉力可以带动支撑臂501相对于支座502枢转，支撑臂501的下端发生摆动，从而可以作用于推拉力传感器503，实现力的测量。支撑臂501设置为杠杆形式，可以将推拉力转化为支撑臂501的转动，增加推拉力导致的支撑臂501的位置变化量，允许推拉力传感器503更准确地测量对应的推拉力。

另外，所述支撑台601上设置有两组所述测试组件，并且两个所述电机安装座401彼此相对。参考图1所示，安装于两个电机安装座401的两组电机200和螺旋桨100彼此相对，两个螺旋桨100产生的空气气流彼此相互作用，这样的相互作用可以通过以上所述的测试组件测量。支撑台601上还设置有驱动器700，电源连接于电机200和驱动器700以实现供电。

另外，所述支撑台601上设置有主滑轨602，所述支座502可滑动地设置在所述主滑轨602上。两个支座502之间的距离可以调节，即可以调节安装的螺旋桨100之间的距离，以满足测试需求，进而验证双桨之间的距离对双桨效率的影响。

进一步的，所述支撑台601上设置有平行于所述主滑轨602的限位滑轨603，所述支座502设置有能够在所述限位滑轨603上滑动的滑块504，所述滑块504能够锁定于所述限位滑轨603。参考图5所示，滑块504上螺接有螺栓505，螺栓505的头部与滑块504可以分别位于限位滑轨603的一部分的两侧，通过拧紧螺栓，使得螺栓505的头部与滑块504夹紧限位滑轨603的一部分，从而将滑块504紧固于限位滑轨603，即将支座502固定在限位滑轨603上。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。