【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于飞行器测试，具体涉及一种涵道推进系统与螺旋桨推进系统集成测试装置。
技术介绍
1、随着高容量电池、电机、人工智能技术的快速发展，电动垂直起降飞行器在公共交通、物流及军事领域有着良好的应用前景，也成为各大汽车企业、航空巨头、初创公司竞相研发的热点。相较于传统飞行器，电动垂直起降飞行器采用电机驱动螺旋桨产生的推力作为动力来源，螺旋桨涵道相关动力特性的测试成为电动垂直起降飞行器产业链中不可或缺的环节。现阶段，面向电动垂直起降飞行器螺旋桨涵道动力特性测定的专用设备不多，且都有一定的局限性。
2、中国专利cn202310154158.3公开了一种测量螺旋桨涵道启动性能的装置及方法，该试验台架通过三分量天平，可以测量涵道纵向、横向、侧向三个方向的力，能够解决试验过程中其他方向的力对涵道扭矩、推力测量精度干扰的问题。但该试验台架采用立式布局的方式，螺旋桨涵道在试验过程中会受到自身流场产生的地面效应的影响，对螺旋桨推力的测试可靠性和准确度产生负面影响，若想减弱地面效应的影响，台架需要有具有一定高度，安全性及可靠性受到影响。
3、中国专利cn202310617921.1公开了一种可以测量螺旋桨在多工况下运动特性的台架装置，但其台架结构简单，无法固定涵道系统，仅能测试螺旋桨的运动特性。同时，由于该台架的结构强度不足，只适用于小推力螺旋桨的运动特性测试。
4、因此，为适应电动垂直起降飞行器设计生产过程中试验测试的刚需，以及大推力螺旋桨及涵道的必然发展趋势，需要提出一种涵道推进系统与螺旋桨推进系统集成测
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本专利技术提出一种涵道推进系统与螺旋桨推进系统集成测试装置，以解决如何通过一套测试装置测量单独涵道系统和单独螺旋桨系统的动力特性参数的技术问题。
3、(二)技术方案
4、为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种涵道推进系统与螺旋桨推进系统集成测试装置，该集成测试装置包括底座、基板、第一滑动单元、第二滑动单元、第三滑动单元、滑动测量模块和采集模块；其中，底座安装在基板上，作为集成测试装置的基础支撑结构，用于对第一滑动单元、第二滑动单元、第三滑动单元和滑动测量模块进行固定；第一滑动单元和第二滑动单元分别用于对待测涵道的两侧进行支撑，以限制待测涵道在轴线方向以外的运动；第三滑动单元用于对待测涵道进行底部支撑；滑动测量模块用于对待测涵道或待测螺旋桨进行拉力测量；采集模块用于对待测涵道推进系统或螺旋桨推进系统中电机及控制器的工作参数进行测量。
5、进一步地，底座采用矩形钢管焊接而成。
6、进一步地，底座包括地面支撑架、左支撑架、右支撑架、下支撑板和后支撑架；其中，地面支撑架采用田字形框架结构，通过螺栓与基板上的t型槽固定连接，以将集成测试装置稳定固定在地面；左支撑架、右支撑架和后支撑架分别安装在地面支撑架的框架结构左侧、右侧和后侧，分别用于固定第一滑动单元、第二滑动单元和滑动测量模块；下支撑板安装在地面支撑架的框架结构中部且位于左支撑架和右支撑架之间，用于固定第三滑动单元。
7、进一步地，第一滑动单元和第二滑动单元均包括固定块、滑块和滑轨；其中，固定块具有倒t形结构，中间设有通孔结构的固定孔，在进行涵道测试时，待测涵道外的侧部凸出结构插入固定孔，并以紧密贴合方式固定；固定块的底部与滑块的顶部固定连接，滑轨固定在左支撑架或右支撑架上，滑块的底部与滑轨滑动连接，并能够沿滑轨前后滑动，使得待测涵道和待测螺旋桨能够在测试时前后滑动，以测量推拉力。
8、进一步地，第三滑动单元包括固定块、滑块和滑轨；其中，固定块具有倒t形结构，中间设有固定孔，在进行涵道测试时，待测涵道底部的凸出结构插入固定孔进行固定；固定块的底部与滑块的顶部固定连接，滑轨固定在下支撑板上，滑块的底部与滑轨滑动连接，并能够沿滑轨前后滑动，使得待测涵道和待测螺旋桨能够在测试中前后滑动。
9、进一步地，固定孔与待测涵道底部的凸出结构不是紧密贴合。
10、进一步地，滑动测量模块包括电机安装法兰、支撑轴、滑块、滑轨、拉力传感器、轴向固定铰链耳座和轴向滑动安装座；其中，电机安装法兰安装在支撑轴的前端，用于与待测涵道或待测螺旋桨的电机进行同轴固定连接；支撑轴的后端与轴向滑动安装座固定连接，且在支撑轴与轴向滑动安装座之间设置有滑动圈，以使得支承轴与轴向滑动安装座具备沿轴旋转的扭力，将扭矩与拉力解耦；轴向滑动安装座的底部与滑块的顶部固定连接，滑轨固定在后支撑架上，滑块的底部与滑轨滑动连接，并能够沿滑轨前后滑动，使得待测涵道和待测螺旋桨能够在测试中前后滑动，以测量推拉力；拉力传感器设置于滑块的后侧，通过轴向固定铰链耳座与后支撑架连接，当待测涵道或待测螺旋桨工作产生向前的推力时，拉力传感器用于测量轴向推力。
11、进一步地，采集模块包括电压传感器、电流传感器、扭矩传感器、温度传感器、多路模拟开关、增益放大器组和滤波器组；其中，电压传感器、电流传感器、扭矩传感器和温度传感器分别用于对待测涵道或待测螺旋桨中电机及控制器的电压、电流、扭矩和温度进行同步测试，采集到的电压、电流、扭矩、功率和温度信号以及滑动测量模块中拉力传感器采集到的轴向推力信号，经过多路模拟开关转化为电信号，通过增益放大器组增强信号幅度，并通过滤波器组消除噪声和非必要的频率成分，以提高信号质量和准确性。
12、(三)有益效果
13、本专利技术提出一种涵道推进系统与螺旋桨推进系统集成测试装置，包括底座、基板、第一滑动单元、第二滑动单元、第三滑动单元、滑动测量模块和采集模块。本专利技术通过设置横向滑道的方式，将螺旋桨涵道横向放置，使其产生的气流与地面平行，能够避免地面效应对螺旋桨涵道动力特性测试结果的干扰，底座高度可适当放低，提高可靠性和安全性；通过多个滑动单元固定涵道的方式，实现对涵道系统的动力特性测试；通过螺旋桨电机背部与滑动模块的连接，实现对螺旋桨的动力特性测试；通过多个支架分别支撑滑动测量模块、被测螺旋桨涵道的方式，能够抵消被测部件的重力影响，同时增加后支撑架，使测试台架可以承受更大的横向推力；通过推拉力传感器及采集模块中的多种传感器，能够将测量数据同步至上位机，可实时展示螺旋桨、涵道系统的动力特性与电学特性参数。
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1.一种涵道推进系统与螺旋桨推进系统集成测试装置，其特征在于，所述集成测试装置包括底座、基板、第一滑动单元、第二滑动单元、第三滑动单元、滑动测量模块和采集模块；其中，所述底座安装在基板上，作为集成测试装置的基础支撑结构，用于对第一滑动单元、第二滑动单元、第三滑动单元和滑动测量模块进行固定；所述第一滑动单元和第二滑动单元分别用于对待测涵道的两侧进行支撑，以限制待测涵道在轴线方向以外的运动；所述第三滑动单元用于对待测涵道进行底部支撑；所述滑动测量模块用于对待测涵道或待测螺旋桨进行拉力测量；所述采集模块用于对待测涵道推进系统或螺旋桨推进系统中电机及控制器的工作参数进行测量。
2.如权利要求1所述的集成测试装置，其特征在于，所述底座采用矩形钢管焊接而成。
3.如权利要求1所述的集成测试装置，其特征在于，所述底座包括地面支撑架、左支撑架、右支撑架、下支撑板和后支撑架；其中，地面支撑架采用田字形框架结构，通过螺栓与基板上的T型槽固定连接，以将集成测试装置稳定固定在地面；左支撑架、右支撑架和后支撑架分别安装在地面支撑架的框架结构左侧、右侧和后侧，分别用于固定第一滑动单元
4.如权利要求1所述的集成测试装置，其特征在于，所述第一滑动单元和第二滑动单元均包括固定块、滑块和滑轨；其中，固定块具有倒T形结构，中间设有通孔结构的固定孔，在进行涵道测试时，待测涵道外的侧部凸出结构插入固定孔，并以紧密贴合方式固定；固定块的底部与滑块的顶部固定连接，滑轨固定在左支撑架或右支撑架上，滑块的底部与滑轨滑动连接，并能够沿滑轨前后滑动，使得待测涵道和待测螺旋桨能够在测试时前后滑动，以测量推拉力。
5.如权利要求1所述的集成测试装置，其特征在于，所述第三滑动单元包括固定块、滑块和滑轨；其中，固定块具有倒T形结构，中间设有固定孔，在进行涵道测试时，待测涵道底部的凸出结构插入固定孔进行固定；固定块的底部与滑块的顶部固定连接，滑轨固定在下支撑板上，滑块的底部与滑轨滑动连接，并能够沿滑轨前后滑动，使得待测涵道和待测螺旋桨能够在测试中前后滑动。
6.如权利要求5所述的集成测试装置，其特征在于，所述固定孔与待测涵道底部的凸出结构不是紧密贴合。
7.如权利要求1所述的集成测试装置，其特征在于，所述滑动测量模块包括电机安装法兰、支撑轴、滑块、滑轨、拉力传感器、轴向固定铰链耳座和轴向滑动安装座；其中，电机安装法兰安装在支撑轴的前端，用于与待测涵道或待测螺旋桨的电机进行同轴固定连接；支撑轴的后端与轴向滑动安装座固定连接，且在支撑轴与轴向滑动安装座之间设置有滑动圈，以使得支承轴与轴向滑动安装座具备沿轴旋转的扭力，将扭矩与拉力解耦；轴向滑动安装座的底部与滑块的顶部固定连接，滑轨固定在后支撑架上，滑块的底部与滑轨滑动连接，并能够沿滑轨前后滑动，使得待测涵道和待测螺旋桨能够在测试中前后滑动，以测量推拉力；拉力传感器设置于滑块的后侧，通过轴向固定铰链耳座与后支撑架连接，当待测涵道或待测螺旋桨工作产生向前的推力时，拉力传感器用于测量轴向推力。
8.如权利要求1所述的集成测试装置，其特征在于，所述采集模块包括电压传感器、电流传感器、扭矩传感器、温度传感器、多路模拟开关、增益放大器组和滤波器组；其中，电压传感器、电流传感器、扭矩传感器和温度传感器分别用于对待测涵道或待测螺旋桨中电机及控制器的电压、电流、扭矩和温度进行同步测试，采集到的电压、电流、扭矩、功率和温度信号以及滑动测量模块中拉力传感器采集到的轴向推力信号，经过多路模拟开关转化为电信号，通过增益放大器组增强信号幅度，并通过滤波器组消除噪声和非必要的频率成分，以提高信号质量和准确性。
...【技术特征摘要】
1.一种涵道推进系统与螺旋桨推进系统集成测试装置，其特征在于，所述集成测试装置包括底座、基板、第一滑动单元、第二滑动单元、第三滑动单元、滑动测量模块和采集模块；其中，所述底座安装在基板上，作为集成测试装置的基础支撑结构，用于对第一滑动单元、第二滑动单元、第三滑动单元和滑动测量模块进行固定；所述第一滑动单元和第二滑动单元分别用于对待测涵道的两侧进行支撑，以限制待测涵道在轴线方向以外的运动；所述第三滑动单元用于对待测涵道进行底部支撑；所述滑动测量模块用于对待测涵道或待测螺旋桨进行拉力测量；所述采集模块用于对待测涵道推进系统或螺旋桨推进系统中电机及控制器的工作参数进行测量。
2.如权利要求1所述的集成测试装置，其特征在于，所述底座采用矩形钢管焊接而成。
3.如权利要求1所述的集成测试装置，其特征在于，所述底座包括地面支撑架、左支撑架、右支撑架、下支撑板和后支撑架；其中，地面支撑架采用田字形框架结构，通过螺栓与基板上的t型槽固定连接，以将集成测试装置稳定固定在地面；左支撑架、右支撑架和后支撑架分别安装在地面支撑架的框架结构左侧、右侧和后侧，分别用于固定第一滑动单元、第二滑动单元和滑动测量模块；下支撑板安装在地面支撑架的框架结构中部且位于左支撑架和右支撑架之间，用于固定第三滑动单元。
4.如权利要求1所述的集成测试装置，其特征在于，所述第一滑动单元和第二滑动单元均包括固定块、滑块和滑轨；其中，固定块具有倒t形结构，中间设有通孔结构的固定孔，在进行涵道测试时，待测涵道外的侧部凸出结构插入固定孔，并以紧密贴合方式固定；固定块的底部与滑块的顶部固定连接，滑轨固定在左支撑架或右支撑架上，滑块的底部与滑轨滑动连接，并能够沿滑轨前后滑动，使得待测涵道和待测螺旋桨能够在测试时前后滑动，以测量推拉力。
5.如权利要求1所述的集成测试装置，其特征在于，所述第三滑动单...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵欣哲，帅志斌，张亦丰，尚亚欣，李婧，宋振川，刘洪家，张克，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：
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