一种适于无人机电机‑桨的效率测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适于无人机电机‑桨的效率测试装置及方法，其中，所述测试装置包括测试架、电子推/拉力计、控制系统、测温仪及外部防护网罩，所述测试架包括底板、立柱和上部支架，其中，所述立柱下端固定在底板上，所述上部支架的外端通过套筒连接在立柱上形成竖向滑动机构；所述电子推/拉力计的底部固定在底板上，上部连接在上部支架的下侧；所述电机固定在上部支架的上侧，所述桨反装在电机主轴上；所述控制系统包括电子调速器、电子调速控制器、工作状态显示器以及电源；所述测温仪设置在外部防护网罩上的一侧，用于检测电机的温度。采用本发明专利技术的测试装置能使所测电机‑桨效率的数据准确度高、数据全面，且安全性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测试设备及方法，具体涉及一种适于无人机电机-桨的效率测试装置及方法。
技术介绍
近年来，无人机的应用和研究广泛受到各方面的重视。而由于无人机具有机械结构简单、稳定可靠、容易操控等优点，无人机已经逐步从其它无人机种类中脱颖而出，在现在的军事、科研、民用、农业等各个领域被广泛应用。无人机主要由多个电机-桨组合运转而提供升力，完成任务载荷。随着无人机的广泛应用，越来越多的电机和桨出现在市场上，其电机-桨(本专利技术所述的“电机-桨”是指电机和桨组合成的整体)的效率越来越受到重视，不同的电机和不同的桨组合在一起使用会具有不同的效率，什么样的电机配什么样的桨才能获得最好的效率成为人们普遍关注的问题，为此在选用电机和桨时，需要对电机-桨的效率进行测试。无人机在我国是近年来才逐渐兴起，市场上现有的适于无人机电机-桨效率测试设备非常少见，且较所测数据准确度不高、不够全面。首先，一般的拉力测试都是通过拉动固定的表盘拉力计来读取数字，由于电机-桨运转拉动弹簧时很难达到稳定状态，因此导致读取的拉力值不够准确；其次，现有的测试设备绝大部分都只考虑到电机-桨提供的最大拉力，而很少关注其效率，在不同油门开度时，电机所耗功率及电机温度很少被人们关注，导致所测数据不够全面，说服力不够。因此，设计一种数据准确度高、数据全面、使用安全的适于无人机电机-桨的效率测试装置具有重要的意义。专利技术内容本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适于无人机电机-桨的效率测试装置，采用该测试装置能使所测电机-桨效率的数据准确度高、数据全面，并且操作安全。本专利技术的另外一个目的在于提供一种应用上述无人机电机-桨的效率测试装置实现的无人机电机-桨的效率测试方法。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：一种适于无人机电机-桨的效率测试装置，其特征在于，包括测试架、电子推/拉力计、控制系统、测温仪及外部防护网罩，其中：所述测试架包括底板、立柱和上部支架，其中，所述立柱下端固定在底板上，所述上部支架的外端通过套筒连接在立柱上形成竖向滑动机构；所述电子推/拉力计的底部固定在底板上，上部连接在上部支架的下侧；所述电机固定在上部支架的上侧，所述桨反装在电机主轴上；所述控制系统包括电子调速器、电子调速控制器、工作状态显示器以及电源，其中，所述电子调速控制器用于生成控制指令，根据所测电机的预期输出转速及工作电流输出控制量输送给电子调速器；所述电子调速器与电子调速控制器连接，用于根据电子调速控制器输出的控制量来控制电机-桨不同的转速；所述工作状态指示器与电子调速器连接，用于采集和显示电机的实时工作电流值；所述电源用于给电机及控制系统供电；所述测温仪设置在在外部防护网罩上的一侧，用于检测电机的温度。本专利技术的一个优选方案，其中，上部支架包括“十”字支架和设在“十”字支架上部中央的电机基板，所述电机固定安装在电机基板上；所述“十”字支架底部中央设有用于与电子推/拉力计连接的连接孔。采用上述结构的上部支架不但结构简单，而且便于与电机和电子推/拉力计连接。优选地，所述“十”字支架的四个外端上分别设置一个套筒，该套筒内设有滚珠；相应地，所述立柱为四根，该立柱为直线光轴，每个套筒分别套在一根立柱上；每根立柱通过连接基座固定在底板上。采用上述四个套筒和立柱相配合对电机-桨的竖向运动进行导向，具有结构稳定、导向精度高等优点。本专利技术的一个优选方案，其中，所述电子推/拉力计的底部固定在底板的中央，所述底板上设有用于固定电子推/拉力计的固定座，该固定座为由底座和竖板连接而成的“L”形，所述底座上设有用于与电子推/拉力计连接的连接孔；所述电子推/拉力计的底部固定在底座上，侧面贴紧在所述竖板上。通过上述结构，使得电子推/拉力计获得牢固的且可装拆的连接。本专利技术的一个优选方案，其中，所述底座由方形钢板制成，该底座的四个侧边与所述外部防护网罩连接。优选地，所述底板的四个侧面上设有螺钉孔；所述外部防护网罩的下边缘连接有金属薄片，该金属薄片上设有与底板侧面上的螺钉孔相吻合的连接孔，所述金属薄片通过螺钉固定在底板的四个侧面上。采用该优选方案具有连接方便、可靠的优点。优选地，所述外部防护网罩的其中一个侧面设置成可开合结构，外部防护网罩可开合的侧面上设有把手。这样便于更换电机和桨叶。一种应用上述无人机电机-桨效率的测试装置实现的无人机电机-桨的效率测试方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将被测试的电机-桨装于测试架上，设定好电源电压值V并连接好电源及其它控制回路，将电子推/拉力计去皮归零；b.控制电子调速控制器给定一个开度值，记录此时电子推/拉力计的推力值F1，电流值A1，并保持运转1min后用测温仪测量电机温度值T1；c.重复步骤b，控制电子调速控制器给定其它若干个开度值，分别相应记录在不同开度值时电子推/拉力计的推力值F2、F3……，电流值A2、A3……，并保持运转1min后用测温仪测量其电机温度值T2、T3……；d.用以下公式计算被测试电机-桨在各个开度值时的效率值E(g/w)＝F/(A*V)(克/瓦)，从而可评价所测试的电机-桨的效率；并结合所述温度值T评价电机-桨工作时是否存在温度异常。本专利技术的工作原理是：设定好电源电压值V，控制电子调速控制器给定一个开度值，由电子调速器控制电机-桨在该开度值下进行运转，由于桨反装在电机主轴上，因此电机-桨对上部支架产生向下的推力，该推力作用在电子推/拉力计上，从而获得电机-桨所产生的向下的推力F；此外，通过工作状态指示器获得电机的实时工作电流I，再通过测温仪获得电机运转过程中的温度变化。最终利用上述获得的电压值V、电机-桨推力F、工作电流I进行计算以获得评价电机-桨工作效率的指标，该指标的计算方法是：工作效率E＝F/(V*I)，单位为g/w(即克/瓦)；从而可评价所测试的电机-桨的效率，并观察电机温度T判断是否存在温度异常情况，例如是否存在温度过高或者升温过快等情况。本专利技术与现有技术相比具有以下的有效益效果：1.本专利技术采用桨叶反装于电机之上的技术方案，通过测量电机-桨的推力来替代拉力，因而可以消除因旋翼旋转而引起的地面效应(“地面效应”是指直升机在接近地面的高度工作时，旋翼拍向地面的气流受到地面的阻挡，从而影响旋翼空气动力的一种现象。)而引起的测试数据不准确的问题(当采用拉力模式时，电子推/拉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于无人机电机‑桨的效率测试装置，其特征在于，包括测试架、电子推/拉力计、控制系统、测温仪及外部防护网罩，其中：所述测试架包括底板、立柱和上部支架，其中，所述立柱下端固定在底板上，所述上部支架的外端通过套筒连接在立柱上形成竖向滑动机构；所述电子推/拉力计的底部固定在底板上，上部连接在上部支架的下侧；所述电机固定在上部支架的上侧，所述桨反装在电机主轴上；所述控制系统包括电子调速器、电子调速控制器、工作状态显示器以及电源，其中，所述电子调速控制器用于生成控制指令，根据所测电机的预期输出转速及工作电流输出控制量输送给电子调速器；所述电子调速器与电子调速控制器连接，用于根据电子调速控制器输出的控制量来控制电机‑桨不同的转速；所述工作状态指示器与电子调速控制器连接，用于采集和显示电机的实时工作电流值；所述电源用于给电机及控制系统供电；所述测温仪设置在外部防护网罩上的一侧，用于检测电机的温度。

【技术特征摘要】
1.一种适于无人机电机-桨的效率测试装置，其特征在于，包括测试架、电
子推/拉力计、控制系统、测温仪及外部防护网罩，其中：
所述测试架包括底板、立柱和上部支架，其中，所述立柱下端固定在底板上，
所述上部支架的外端通过套筒连接在立柱上形成竖向滑动机构；所述电子推/拉
力计的底部固定在底板上，上部连接在上部支架的下侧；所述电机固定在上部支
架的上侧，所述桨反装在电机主轴上；
所述控制系统包括电子调速器、电子调速控制器、工作状态显示器以及电源，
其中，所述电子调速控制器用于生成控制指令，根据所测电机的预期输出转速及
工作电流输出控制量输送给电子调速器；所述电子调速器与电子调速控制器连
接，用于根据电子调速控制器输出的控制量来控制电机-桨不同的转速；所述工
作状态指示器与电子调速控制器连接，用于采集和显示电机的实时工作电流值；
所述电源用于给电机及控制系统供电；
所述测温仪设置在外部防护网罩上的一侧，用于检测电机的温度。
2.根据权利要求1所述的适于无人机电机-桨的效率测试装置，其特征在于，
上部支架包括“十”字支架和设在“十”字支架上部中央的电机基板，所述电
机固定安装在电机基板上；所述“十”字支架底部中央设有用于与电子推/拉力
计连接的连接孔。
3.根据权利要求2所述的适于无人机电机-桨的效率测试装置，其特征在于，
所述“十”字支架的四个外端上分别设置一个套筒，该套筒内设有滚珠；相应地，
所述立柱为四根，该立柱为直线光轴，每个套筒分别套在一根立柱上；每根立柱
通过连接基座固定在底板上。
4.根据权利要求2或3所述的适于无人机电机-桨的效率测试装置，其特征
在于，所述电子推/拉力计的底部固定在底板的中央，所述底板上设有用于固定

\t电子推/拉力计的固定座，该固定座为由底座和竖...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志艳，陈盛德，臧英，兰玉彬，罗锡文，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44