本发明专利技术涉及一种多环境模拟变距螺旋桨动力系统测试装置及测试方法，测试装置包括环境模拟舱、变距螺旋桨动力系统、测试平台、升降装置以及主控系统；所述变距螺旋桨动力系统包括变距螺旋桨试验件和用于驱动该变距螺旋桨试验件旋转的电机；所述环境模拟舱用于提供试验时所需的空气密度及温湿度环境，所述升降装置设置在环境模拟舱内，所述测试平台设置于升降装置上，升降装置用于调节测试平台在环境模拟舱中的高度；所述变距螺旋桨动力系统安装于测试平台上，测试平台上设置有用于检测变距螺旋桨动力系统的运行数据的传感器组件。本发明专利技术能在不同试验环境下测试变距螺旋桨的性能参数，探究桨叶角与转速的匹配性及桨叶角与飞行高度的适应性。度的适应性。度的适应性。
【技术实现步骤摘要】
一种多环境模拟变距螺旋桨动力系统测试装置及测试方法
[0001]本专利技术属于无人机螺旋桨性能监测
，特别涉及一种多环境模拟变距螺旋桨动力系统测试装置及测试方法。
技术介绍
[0002]螺旋桨是无人机的关键核心部件，无人机飞行时依靠螺旋桨旋转把空气向后推去，从而使桨叶上产生向前的推进力。无人机在高海拔、低气压环境中飞行时，由于空气密度的减小和温度的降低，为保证无人机安全飞行时就需要消耗更多的能量，衰减了无人机续航能力。变距螺旋桨能根据飞行高度和飞行速度改变桨距，从而改变螺旋桨输出扭矩和推力，提高能量利用效率。现阶段受电池能量密度的限制，采用变距螺旋桨代替定距螺旋桨是一种提高无人机续航能力的简单有效方式。因此，有必要在不同空气密度及温湿度下测量变距螺旋桨性能，匹配螺旋桨转速及桨距，以提高能量利用效率。
[0003]目前，针对变距螺旋桨进行性能测试的装置较少，多不能进行地面效应飞行试验，且无法模拟不同的多因素环境，因此，不能准确和客观地测试变距螺旋桨综合性能。综上所述，有必要开发一种多环境模拟变距螺旋桨动力系统测试装置及测试方法。
技术实现思路
[0004]为了解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种多环境模拟变距螺旋桨动力系统测试装置及测试方法，能在不同试验环境下测试变距螺旋桨的性能参数，探究桨叶角与转速的匹配性及桨叶角与飞行高度的适应性。
[0005]本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种多环境模拟变距螺旋桨动力系统测试装置，包括环境模拟舱、变距螺旋桨动力系统、测试平台、升降装置以及主控系统；所述变距螺旋桨动力系统包括变距螺旋桨试验件和用于驱动该变距螺旋桨试验件旋转的电机；所述环境模拟舱用于提供试验时所需的空气密度及温湿度环境，所述升降装置设置在环境模拟舱内，所述测试平台设置于升降装置上，升降装置用于调节测试平台在环境模拟舱中的高度，进而能控制变距螺旋桨试验件的高度；所述变距螺旋桨动力系统安装于测试平台上，测试平台上设置有用于检测变距螺旋桨动力系统的运行数据的传感器组件；所述主控系统分别与环境模拟舱、变距螺旋桨动力系统、测试平台、升降装置、传感器组件电性连接，主控系统用于设定环境模拟舱内的空气密度及温湿度、变距螺旋桨动力系统中的电机转速、变距螺旋桨试验件的桨叶角和测试平台的高度，并通过传感器组件来实时监测采集变距螺旋桨动力系统的性能参数。
[0006]进一步的，环境模拟舱包括环境调节装置和环境监测装置；环境调节装置包括箱体、PID控制器、电加热器、加湿器、冷风机以及电动气泵，电加热器、加湿器、冷风机以及电动气泵均与PID控制器连接；环境监测装置包括与所述PID控制器相连接的气体密度传感器、温湿度传感器、气体压力传感器、远程无线数据传输模块，PID控制器通过该远程无线数据传输模块与主控系统无线通信连接，电加热器、加湿器、冷风机、气体密度传感器、温湿度
传感器、气体压力传感器均设置在箱体内部，箱体采用透明外壳制作，箱体内部为密封空间，电动气泵设置在箱体一侧并用于抽出箱体内部空气。
[0007]进一步的，所述测试平台包括电机底座、电机支架、拉压力
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扭矩复合传感器以及平台，拉压力
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扭矩复合传感器的下端固定在平台上，拉压力
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扭矩复合传感器的工作端与电机支架连接，电机底座与电机支架通过多个双头内螺纹圆柱销相连接，电机底座与电机支架在上下方向上为相互平行间隔设置，变距螺旋桨动力系统中的电机设置在电机支架上；测试平台上安装有传感器组件，传感器组件包括光纤放大器、直流电压电流监测装置和所述拉压力
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扭矩复合传感器，光纤放大器置于变距螺旋桨试验件的桨叶下方，直流电压电流监测装置用于检测电机工作时的电压和电流数据。
[0008]进一步的，所述平台在其周向上开设有多个位于变距螺旋桨试验件的桨叶下方的镂空部。
[0009]进一步的，电机底座沿周向分布开设有多个长槽型通孔，电机底座和电机支架均呈圆形板状结构，该长槽型通孔的长度方向为沿电机底座的径向方向延伸，长槽型通孔用于和电机可拆卸固定连接。
[0010]进一步的，所述升降装置包括底板、导向轴支座、法兰盘、伺服电机、丝杠升降机、圆柱直线导轨、法兰直线轴承；底板上设置有所述伺服电机、丝杠升降机以及对称分布的法兰直线轴承，法兰直线轴承与圆柱直线导轨在上下方向上为导向滑动配合，圆柱直线导轨上端安装有导向轴支座，导向轴支座与平台固定连接，伺服电机的输出轴通过联轴器与丝杠升降机的蜗杆相连接，法兰盘安装在丝杠升降机的丝杠顶端，丝杠的底端向下穿出于所述底板，法兰盘上端面通过螺栓固定安装在平台的下表面。
[0011]进一步的，在平整水泥地面上建设一个凹槽，凹槽上方水平铺设底板，底板的上平面与平整水泥地面保持水平，箱体固定设置在该平整水泥地面上，圆柱直线导轨和丝杠能在凹槽内部上下运动。
[0012]进一步的，主控系统包括工控机、数据采集卡、电子调速器、伺服驱动器以及飞控系统，工控机通过远程无线数据传输模块与PID控制器无线通信连接，工控机与飞控系统连接，该飞控系统分别与电子调速器和变距螺旋桨试验件中的螺旋桨变距装置连接，电子调速器用于与变距螺旋桨动力系统的电机电性连接，工控机通过伺服驱动器与伺服电机电性连接，工控机还通过数据采集卡与传感器组件电性连接。
[0013]进一步的，还包括设于环境模拟舱外部的配电箱，所述配电箱用于为环境模拟舱、变距螺旋桨动力系统、升降装置、升降装置及主控系统提供工作所需电源。
[0014]上述一种多环境模拟变距螺旋桨动力系统测试装置的测试方法，包括以下步骤：
[0015]根据试验需要，在主控系统的工控机上设置试验环境参数，工控机通过远程无线数据传输模块向PID控制器发出所需试验环境参数信息，PID控制器根据接收的主控系统指令信息，控制环境模拟舱自动调节箱体内部的环境参数，并由环境监测装置实时回传环境信息到主控系统；
[0016]根据变距螺旋桨试验件的尺寸，通过升降装置设置测试平台的高度，伺服电机旋转带动丝杠升降机动作完成高度调节；
[0017]启动电机，变距螺旋桨试验件旋转，传感器组件对变距螺旋桨动力系统的升力、扭矩、电压、电流及转速数据进行实时监测，主控系统通过数据采集卡接收测试数据并进行处
理和分析；当需要改变变距螺旋桨试验件的桨叶角时，通过主控系统控制螺旋桨变距装置进行调节；在一定转速下测试不同桨叶角的匹配性。
[0018]借由上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术设计的多环境模拟变距螺旋桨动力系统测试装置可以在多种环境下模拟变距螺旋桨动力系统飞行试验，还可以进行地面效应飞行试验，测试变距螺旋桨桨叶角和转速的匹配性，整套测试装置结构简单，操作测试方法简单快捷。
[0019]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多环境模拟变距螺旋桨动力系统测试装置，其特征在于：包括环境模拟舱、变距螺旋桨动力系统、测试平台、升降装置以及主控系统；所述变距螺旋桨动力系统包括变距螺旋桨试验件和用于驱动该变距螺旋桨试验件旋转的电机；所述环境模拟舱用于提供试验时所需的空气密度及温湿度环境，所述升降装置设置在环境模拟舱内，所述测试平台设置于升降装置上，升降装置用于调节测试平台在环境模拟舱中的高度；所述变距螺旋桨动力系统安装于测试平台上，测试平台上设置有用于检测变距螺旋桨动力系统的运行数据的传感器组件；所述主控系统分别与环境模拟舱、变距螺旋桨动力系统、测试平台、升降装置、传感器组件电性连接。2.根据权利要求1所述的一种多环境模拟变距螺旋桨动力系统测试装置，其特征在于：环境模拟舱包括环境调节装置和环境监测装置；环境调节装置包括箱体、PID控制器、电加热器、加湿器、冷风机以及电动气泵，电加热器、加湿器、冷风机以及电动气泵均与PID控制器连接；环境监测装置包括与所述PID控制器相连接的气体密度传感器、温湿度传感器、气体压力传感器、远程无线数据传输模块，PID控制器通过该远程无线数据传输模块与主控系统无线通信连接，电加热器、加湿器、冷风机、气体密度传感器、温湿度传感器、气体压力传感器均设置在箱体内部，箱体采用透明外壳制作，箱体内部为密封空间，电动气泵设置在箱体一侧并用于抽出箱体内部空气。3.根据权利要求2所述的一种多环境模拟变距螺旋桨动力系统测试装置，其特征在于：所述测试平台包括电机底座、电机支架、拉压力
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扭矩复合传感器以及平台，拉压力
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扭矩复合传感器的下端固定在平台上，拉压力
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扭矩复合传感器的工作端与电机支架连接，电机底座与电机支架通过多个双头内螺纹圆柱销相连接，电机底座与电机支架在上下方向上为相互平行间隔设置，变距螺旋桨动力系统中的电机设置在电机支架上；测试平台上安装有传感器组件，传感器组件包括光纤放大器、直流电压电流监测装置和所述拉压力
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扭矩复合传感器，光纤放大器置于变距螺旋桨试验件的桨叶下方，直流电压电流监测装置用于检测电机工作时的电压和电流数据。4.根据权利要求3所述的一种多环境模拟变距螺旋桨动力系统测试装置，其特征在于：所述平台在其周向上开设有多个位于变距螺旋桨试验件的桨叶下方的镂空部。5.根据权利要求3所述的一种多环境模拟变距螺旋桨动力系统测试装置，其特征在于：电机底座沿周向分布开设有多个长槽型通孔，电机底座和电机支架均呈圆形板状结构，该长槽型通孔的长度方向...
【专利技术属性】
技术研发人员：李安玲，许泽华，何强，夏源隆，宁梦遥，谭文凯，王继文，
申请(专利权)人：中国民用航空飞行学院，
类型：发明
国别省市：
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