手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置制造方法及图纸

手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置，它涉及气动特性测量装置，具体涉及手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置。本发明专利技术为了解决现有共轴旋翼系统气动特性测量装置加工精度和制造工艺难以保证的问题。本发明专利技术包括上旋翼模块、总体桁架模块和下旋翼模块，上旋翼模块和下旋翼模块由上至下依次安装在总体桁架模块上，上旋翼模块的旋轴与下旋翼模块的旋轴同轴。本发明专利技术属于航空航天领域。

A device for measuring the aerodynamic characteristics of the rotor system of a manually adjusted separated Mars vehicle

【技术实现步骤摘要】
手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置
本专利技术涉及气动特性测量装置，具体涉及手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置，属于航空航天领域。
技术介绍
火星具有与地球相似的物理环境，因此进行火星探测任务有助于拓展人类的生存空间并加深对地球演变及生命起源的认识。目前人类对于火星的探测仍处于火星漫游车探测阶段。火星飞行器可在火星表面一定高度飞行，获得相较于卫星更高分辨率的影像，同时为火星车提供较远的视野从而为其进行大范围精准导航。这不仅保证了在复杂火星地形环境中火星车的安全，也使得火星探测任务的效率得到保障。在火星飞行器中，旋翼式飞行器具有定点起飞降落、高度适应各种地形的优势。火星稀薄且寒冷的大气使得旋翼式火星飞行器的旋翼表面为低雷诺数和高马赫数状态，这对旋翼的空气动力学性能提出了更高的要求。共轴旋翼式火星飞行器的飞行效率较高，因此有必要对共轴旋翼式配置进行研究，并研究上下旋翼间气流耦合作用对旋翼气动特性的影响。现有的共轴旋翼系统气动特性测量装置主要包括一体式和分体式两种方案。其中一体式方案的加工精度和制造工艺相对于分体式来说较难保证，故而选择分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置进行上下旋翼间气流耦合作用的测试。
技术实现思路
本专利技术为解决现有共轴旋翼系统气动特性测量装置加工精度和制造工艺难以保证的问题，进而提出手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置。本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是：本专利技术包括上旋翼模块、总体桁架模块和下旋翼模块，上旋翼模块和下旋翼模块由上至下依次安装在总体桁架模块上，上旋翼模块的旋轴与下旋翼模块的旋轴同轴。进一步的，总体桁架模块包括桁架顶层、桁架中层、桁架底层和两个竖直桁架，两个竖直桁架竖直并排设置，桁架顶层、桁架中层、桁架底层由上至下依次水平设置在两个竖直桁架之间，桁架顶层的两端与两个竖直桁架的上端固定连接，桁架中层的两端与两个竖直桁架的中部固定连接，桁架底层的两端与两个竖直桁架的下端固定连接，上旋翼模块安装在桁架顶层下表面的中部，下旋翼模块安装在桁架中层上表面的中部。进一步的，总体桁架模块还包括三个滑动组件，桁架中层的一端通过两个所述滑动组件与竖直桁架连接，桁架中层的另一端通过一个所述滑动组件与竖直桁架连接。进一步的，每个所述滑动组件包括滑动短桁架、连接板、滑块、直线导轨和导轨钳制器，桁架中层与滑动短桁架连接，滑动短桁架通过连接板与滑块连接，滑块与直线导轨滑动连接，直线导轨规定安装在竖直桁架上，直线导轨的下端安装有导轨钳制器。进一步的，上旋翼模块包括上带有扭矩传感器的电机、上扭矩传感器支座、三组上拉力传感器、上电机座、上动力传动机构、上旋翼和上对中锥，上扭矩传感器支座安装在桁架顶层上，上旋翼与上动力传动机构连接，上动力传动机构与上带有扭矩传感器的电机连接，上动力传动机构安装在上电机座上，上电机座通过三组拉力传感器与上扭矩传感器支座连接，上对中锥通过自身螺纹旋合在上旋翼上。进一步的，下旋翼模块包括下旋翼、下动力传动机构、下带有扭矩传感器的电机支座、光学平台、下对中锥和下带有扭矩传感器的电机，光学平台安装在桁架中层上，下带有扭矩传感器的电机支座安装在光学平台上，下带有扭矩传感器的电机安装在下带有扭矩传感器的电机支座上，下带有扭矩传感器的电机与下动力传动机构连接，下旋翼与下动力传动机构连接，下对中锥通过自身螺纹旋合在下旋翼上。本专利技术的有益效果是：本专利技术结构设计科学合理，手调分体式旋翼系统气动特性测量装置的上旋翼模块安装在桁架顶层，下旋翼模块安装在桁架中层。桁架中层通过三组滑块直线导轨与总体桁架模块连接。当松开导轨钳制器并拧下桁架部分固定螺栓时，桁架中层将可以带着下旋翼模块上下直线运动，实现在给定范围内任意位置的停留。缩紧导轨钳制器和螺栓进行实验，可以测量不同桨间距给上下旋翼气动性能带来的影响。以此方案实现分体式旋翼系统的气动特性测量，提高了上下旋翼轴之间的同轴度，降低了设计和加工装配的难度和成本。手调分体式旋翼系统气动特性测量装置的上旋翼和下旋翼模块包括电机、传动轴、拉力传感器、扭矩传感器等；本专利技术的上旋翼模块和下旋翼模块具备可安装不同安装角和几何特性桨叶的机械接口，可实现旋翼叶片的快速替换，方便对不同参数的桨叶进行气动特性实验；本专利技术的工作环境为二氧化碳(火星)或空气(地球)，适于普遍推广使用；本专利技术的上旋翼模块和下旋翼模块都可以分别独立进行单轴旋翼气动特性实验，适用范围较广。附图说明图1是本专利技术的立体结构示意图；图2是本专利技术的侧视图；图3是总体桁架模块的主视图；图4是上旋翼模块的主视图；图5是下旋翼模块的主视图；图6是图3中A处放大图；图7是图2中B处放大图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置包括上旋翼模块1、总体桁架模块2和下旋翼模块3，上旋翼模块1和下旋翼模块3由上至下依次安装在总体桁架模块2上，上旋翼模块1的旋轴与下旋翼模块3的旋轴同轴。本专利技术的上旋翼模块和下旋翼模块的转速调节范围为0–4500r/min，升力测量精度为0.01N，扭矩测量精度为0.01N·m，翼展调节范围为0–1000mm，桨间距调节范围为0–500mm。本专利技术中上旋翼模块1安装在桁架顶层2-1上，下旋翼模块3安装在桁架中层2-2上，而桁架底层2-3上可堆放较多重物，保证整体结构在上下旋翼运转中的刚度，减弱系统可能出现的共振。具体实施方式二：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置的总体桁架模块2包括桁架顶层2-1、桁架中层2-2、桁架底层2-3和两个竖直桁架2-4，两个竖直桁架2-4竖直并排设置，桁架顶层2-1、桁架中层2-2、桁架底层2-3由上至下依次水平设置在两个竖直桁架2-4之间，桁架顶层2-1的两端与两个竖直桁架2-4的上端固定连接，桁架中层2-2的两端与两个竖直桁架2-4的中部固定连接，桁架底层2-3的两端与两个竖直桁架2-4的下端固定连接，上旋翼模块1安装在桁架顶层2-1下表面的中部，下旋翼模块3安装在桁架中层2-2上表面的中部。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式三：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置的总体桁架模块2还包括三个滑动组件，桁架中层2-2的一端通过两个所述滑动组件与竖直桁架2-4连接，桁架中层2-2的另一端通过一个所述滑动组件与竖直桁架2-4连接。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。具体实施方式四：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置的每个所述滑动组件包括滑动短桁架2-5、连接板2-6、滑块2-7、直线导轨2-8和导轨钳制器2-9，桁架中层2-2与滑动短桁架2-5连接，滑动短桁架本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置，其特征在于：所述手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置包括上旋翼模块(1)、总体桁架模块(2)和下旋翼模块(3)，上旋翼模块(1)和下旋翼模块(3)由上至下依次安装在总体桁架模块(2)上，上旋翼模块(1)的旋轴与下旋翼模块(3)的旋轴同轴。/n

【技术特征摘要】
1.手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置，其特征在于：所述手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置包括上旋翼模块(1)、总体桁架模块(2)和下旋翼模块(3)，上旋翼模块(1)和下旋翼模块(3)由上至下依次安装在总体桁架模块(2)上，上旋翼模块(1)的旋轴与下旋翼模块(3)的旋轴同轴。


2.根据权利要求1所述手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置，其特征在于：总体桁架模块(2)包括桁架顶层(2-1)、桁架中层(2-2)、桁架底层(2-3)和两个竖直桁架(2-4)，两个竖直桁架(2-4)竖直并排设置，桁架顶层(2-1)、桁架中层(2-2)、桁架底层(2-3)由上至下依次水平设置在两个竖直桁架(2-4)之间，桁架顶层(2-1)的两端与两个竖直桁架(2-4)的上端固定连接，桁架中层(2-2)的两端与两个竖直桁架(2-4)的中部固定连接，桁架底层(2-3)的两端与两个竖直桁架(2-4)的下端固定连接，上旋翼模块(1)安装在桁架顶层(2-1)下表面的中部，下旋翼模块(3)安装在桁架中层(2-2)上表面的中部。


3.根据权利要求2所述手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置，其特征在于：总体桁架模块(2)还包括三个滑动组件，桁架中层(2-2)的一端通过两个所述滑动组件与竖直桁架(2-4)连接，桁架中层(2-2)的另一端通过一个所述滑动组件与竖直桁架(2-4)连接。


4.根据权利要求3所述手调分体式火星飞行器旋翼系统气动特性测量装置，其特征在于：每个所述滑动组件包括滑动短桁架(2-5)、连接板(2-6)、滑块(2-7)、直线导轨(2-8)和导轨钳制器(2-9)，桁架中层(2-2)与滑动短桁架(2-5)连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：全齐全，赵鹏越，吕艺轩，沈文清，朱凯杰，唐德威，邓宗全，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23