一种无人机螺旋桨平衡快速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无人机螺旋桨平衡快速测试装置及方法,其装置包括底板、置于底板上的磁悬浮支架和螺旋桨平衡控制器，以及测试组件；磁悬浮支架与测试组件之间为可拆卸连接；测试组件用于承载待测试的无人机螺旋桨，磁悬浮支架用于承载测试组件，螺旋桨平衡控制器用于获取待测试的无人机螺旋桨的旋转方向和速度并据此确定其重心偏移方向；其测试组件包括磁悬浮轴、螺旋桨固定旋钮、光栅盘和光栅传感器；基于该装置的无人机螺旋桨平衡快速测试方法，基于光栅传感技术，通过光栅盘捕获待测螺旋桨的旋转方向和加速度方向，进而通过光栅传感器转换为脉冲信号，通过脉冲信号的相位差与脉宽快速、自动、准确地获取螺旋桨的重心偏移方向。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机螺旋桨平衡快速测试装置及方法
本专利技术属于多旋翼无人机测试
，更具体地，涉及一种无人机螺旋桨平衡快速测试装置及方法。
技术介绍
目前调整多旋翼无人机螺旋桨重心平衡的方法多为借助磁悬浮平衡轴采用手动调节的方式，首先将待调螺旋桨固定在磁悬浮平衡轴上，然后将磁悬浮平衡轴放置到专用支架上，若待调螺旋桨的重心与磁悬浮平衡轴的轴心不在同一直线上，则待调螺旋桨会在重力作用下缓慢发生偏转，操作者通过观察偏转方向和速度来判断重心偏移方向，并据此对重心偏移方向的螺旋桨材料进行打磨，以此调节螺旋桨的重心；打磨后再次用同样的方法测量重心偏移方向，逐次进行修正，直至待调螺旋桨的重心与磁悬浮平衡轴的轴心几乎完全重合，此时不论螺旋桨停止在什么角度，都不会因为重心偏离而发生偏转。这种手动调节方式的缺陷主要在于：1、由操作者根据偏转特性来判断螺旋桨的重心偏移方向，判断的准确度依赖于操作者的经验，有可能因为操作者的判断失误，导致重新打磨后重心偏离更严重，需要反复试错才能达到近似平衡；2、每次固定好待调螺旋桨之后，依靠操作者人眼观察判断螺旋桨是否达到平衡状态，观测过程往往需要一分钟到三分钟时间，加上打磨调整、逐次修正的时间，调试一只螺旋桨的耗时往往超过半个小时；因此这种手动调节的方式，精确度较低、效率较低，无法满足量产需求。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种无人机螺旋桨平衡快速测试装置及方法；其目的在于基于光栅传感技术实现对无人机螺旋桨平衡的自动测试，解决现有手动方式精确度低、效率低的问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种无人机螺旋桨平衡快速测试装置，包括底板、置于底板上的磁悬浮支架和螺旋桨平衡控制器，以及测试组件；其中，磁悬浮支架为凹槽型结构，其两端侧壁的内侧分别嵌有磁铁，磁悬浮支架通过磁铁与测试组件之间实现可拆卸连接；其中，测试组件用于承载待测试的无人机螺旋桨，磁悬浮支架用于承载测试组件，螺旋桨平衡控制器用于获取待测试的无人机螺旋桨的旋转方向和加速度方向并据此确定其重心偏移方向。优选的，上述无人机螺旋桨平衡快速测试装置，还包括重心状态指示板，重心状态指示板与螺旋桨平衡控制器之间具有电连接，用于根据螺旋桨平衡控制器输出的信号指示待测试的无人机螺旋桨的重心偏移方向。优选的，上述无人机螺旋桨平衡快速测试装置，其测试组件包括磁悬浮轴、螺旋桨固定旋钮、光栅盘和光栅传感器；其中，光栅传感器为凹槽型结构，设于磁悬浮支架的底部，光栅盘的中心孔穿过磁悬浮轴，使得光栅盘可随磁悬浮轴转动，光栅盘的盘面部分位于光栅传感器的凹槽内；测试组件通过其磁悬浮轴与磁悬浮支架两端的磁铁的作用实现与磁悬浮支架之间的可拆卸连接；其中，磁悬浮轴用于承载待测试的无人机螺旋桨，螺旋桨固定旋钮用于将待测试的无人机螺旋桨固定在磁悬浮轴上，光栅盘与光栅传感器配合用于采集待测试的无人机螺旋桨的旋转方向和速度数据并据此生成脉冲信号；螺旋桨平衡控制器根据脉冲信号的上升沿、下降沿以及脉冲宽度来确定待测试的无人机螺旋桨的重心偏移方向；测试前，将磁悬浮轴穿过待测试的无人机螺旋桨的中心孔，通过螺旋桨固定旋钮对待测试的无人机螺旋桨进行固定，光栅盘则固定在磁悬浮轴上与待测试的无人机螺旋桨平行的位置，将装好待测试的无人机螺旋桨和光栅盘的磁悬浮轴置于磁悬浮支架上进行测试；测试时，将安装有待测试的无人机螺旋桨的测试组件放置在磁悬浮支架上，磁悬浮轴处于自由转动状态，磁悬浮轴在重心偏移的影响下向某个方向自由偏转，螺旋桨平衡控制器通过采集光栅传感器输出的脉冲信号，即可检测并分析螺旋桨转动的方向和速度，据此确定重心偏移的方向。优选的，上述无人机螺旋桨平衡快速测试装置，其磁悬浮轴两端为锥形，磁悬浮轴的一端与磁悬浮支架一端的磁铁为点接触，磁悬浮轴的另一端与磁悬浮支架另一端的磁铁之间留有间距，使得磁悬浮轴与磁悬浮支架之间只有一个点接触，达到螺旋桨旋转过程中磁悬浮轴所受的摩擦阻力为最小的目的；若磁悬浮轴两端与磁悬浮支架均有接触，则会因为两端向中间的夹持力导致磁悬浮轴与磁悬浮支架之间的摩擦阻力增大，在这种阻力下测量螺旋桨微小的重心偏移会极大的降低测试灵敏度。为实现上述目的，按照本专利技术的另一个方面，基于上述无人机螺旋桨平衡快速测试装置提供了一种人机螺旋桨平衡快速测试方法，根据光栅盘转动的角速度生成两路脉冲信号，根据所述两路脉冲信号的相位差，以及其中一路脉冲信号的脉冲宽度确定待测螺旋桨的旋转方向和加速度方向；根据上述旋转方向和加速度方向来确定待测无人机螺旋桨的重心偏移方向。优选的，上述人机螺旋桨平衡快速测试方法，具体包括如下步骤：(1)将承载有待测无人机螺旋桨的测试组件放置在磁悬浮支架上；待测的螺旋桨在自身重心偏移的影响下沿顺时针或逆时针方向转动，同步带动磁悬浮轴上的光栅盘转动；(2)由光栅传感器根据光栅盘转动的方向和速度输出两路方波信号U1、U2；(3)螺旋桨平衡控制器通过捕捉方波信号U1、U2的上升沿和下降沿获取方波信号U1、U2的相位差，进而根据相位差确定螺旋桨旋转方向；并根据方波信号U1、U2的脉冲宽度来识别螺旋桨旋转的加速度方向；(4)根据步骤(3)得到的结果确定待测螺旋桨的重心偏移方向。优选地，上述人机螺旋桨平衡快速测试方法，其步骤(3)中：a、若方波信号U1与方波信号U2的相位差为正，则判定螺旋桨沿着顺时针方向旋转；若方波信号U1与方波信号U2的相位差为负，则判定螺旋桨沿着逆时针方向旋转；b、获取相邻的n个波形脉宽t1、t2、…、tn；n为不小于3的正整数；当满足t1>t2…>tn，判定待测螺旋桨正加速转动；当满足t1<t2…<tn，判定待测螺旋桨正减速转动；当满足t1＝t2…＝tn，判定待测螺旋桨匀速运动或静止。优选地，上述人机螺旋桨平衡快速测试方法，其步骤(4)确定待测螺旋桨的重心偏移方向的方法，具体如下：当螺旋桨沿着顺时针方向减速转动时，判定待测螺旋桨的重心在水平方向偏左；当螺旋桨沿着顺时针方向加速转动时，判定待测螺旋桨的重心在水平方向偏右；当螺旋桨沿着逆时针方向减速转动时，判定待测螺旋桨的重心在水平方向偏右当螺旋桨沿着逆时针方向加速转动时，判定待测螺旋桨的重心在水平方向偏左；当测螺旋桨匀速运动或静止时，判定待测螺旋桨的重心居中。优选的，上述人机螺旋桨平衡快速测试方法，还包括如下步骤：当待测螺旋桨的重心在水平方向偏左，则点亮重心状态指示板上的第一指示灯；当待测螺旋桨的重心在水平方向偏右，点亮重心状态指示板上的第二指示灯；当待测螺旋桨的重心居中，点亮重心状态指示板上的第三指示灯。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本专利技术提供的无人机螺旋桨平衡快速测试装置，基于光栅传感技术，通过光栅盘捕获待测螺旋桨的旋转方向和加速度方向，进而通过光栅传感器转换为脉冲信号，通过脉冲信号的相位差与脉宽进行判定，可快速、自动、准确地获取螺旋桨在磁悬浮轴上的重心偏移方向，为下一步的打磨调试提供依据；与现有的人工观察，手动控制的方式比较而言，通过光栅盘和光栅传感器捕获螺旋桨转动过程产生的脉冲时间宽度微秒级的差异，极大的提高了精确度，不会因为人为因素导致错误的判断，极大缩短了螺旋桨平衡测试的时间，进而极大地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机螺旋桨平衡快速测试装置，其特征在于，包括底板、置于底板上的磁悬浮支架和螺旋桨平衡控制器，以及测试组件；所述磁悬浮支架为凹槽型结构，其两端侧壁的内侧分别嵌有磁铁，磁悬浮支架通过磁铁与测试组件之间实现可拆卸连接；所述测试组件用于承载待测试的无人机螺旋桨，所述磁悬浮支架用于承载测试组件，所述螺旋桨平衡控制器用于获取待测试的无人机螺旋桨的旋转方向和加速度方向并据此确定其重心偏移方向。

【技术特征摘要】
1.一种无人机螺旋桨平衡快速测试装置，其特征在于，包括底板、置于底板上的磁悬浮支架和螺旋桨平衡控制器，以及测试组件；所述磁悬浮支架为凹槽型结构，其两端侧壁的内侧分别嵌有磁铁，磁悬浮支架通过磁铁与测试组件之间实现可拆卸连接；所述测试组件用于承载待测试的无人机螺旋桨，所述磁悬浮支架用于承载测试组件，所述螺旋桨平衡控制器用于获取待测试的无人机螺旋桨的旋转方向和加速度方向并据此确定其重心偏移方向。2.如权利要求1所述的无人机螺旋桨平衡快速测试装置，其特征在于，还包括重心状态指示板，所述重心状态指示板与螺旋桨平衡控制器之间具有电连接，用于根据螺旋桨平衡控制器输出的信号指示待测试的无人机螺旋桨的重心偏移方向。3.如权利要求1或2所述的无人机螺旋桨平衡快速测试装置，其特征在于，所述测试组件包括磁悬浮轴、螺旋桨固定旋钮、光栅盘和光栅传感器；所述光栅传感器为凹槽型结构，设于磁悬浮支架的底部；所述光栅盘的中心孔穿过磁悬浮轴，使得光栅盘可随磁悬浮轴转动，光栅盘的盘面部分位于光栅传感器的凹槽内；所述测试组件通过其磁悬浮轴与所述磁悬浮支架两端的磁铁的作用实现与磁悬浮支架之间的可拆卸连接；所述磁悬浮轴用于承载待测试的无人机螺旋桨；所述螺旋桨固定旋钮用于将待测试的无人机螺旋桨固定在磁悬浮轴上；所述光栅盘与光栅传感器配合用于获取光栅盘转动的角速度并据此生成两路脉冲信号；所述螺旋桨平衡控制器根据所述两路脉冲信号的相位差以及其中一路脉冲信号的脉冲宽度来确定待测试的无人机螺旋桨的重心偏移方向。4.如权利要求3所述的无人机螺旋桨平衡快速测试装置，其特征在于，所述磁悬浮轴两端为锥形，磁悬浮轴的一端与磁悬浮支架一端的磁铁为点接触，磁悬浮轴的另一端与磁悬浮支架另一端的磁铁之间有间距，使得磁悬浮轴与磁悬浮支架之间只有一个点接触，达到螺旋桨旋转过程中磁悬浮轴所受的摩擦阻力为最小的目的。5.一种基于权利要求1～4所述的无人机螺旋桨平衡快速测试装置的无人机螺旋桨平衡快速测试方法，其特征在于，根据所述光栅盘转动的角速度生成两路脉冲信号，根据所述两路脉冲信号的相位差、以及其中一路脉冲信号的脉冲宽度确定待测螺旋桨的旋转方向和加速度方向；并根据所述旋转方向和加速度方向来确定待测螺旋桨的重心偏移方向。6.如权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘奇，沈顺明，张俊锋，帅率，
申请(专利权)人：武汉飞流智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42