本實(shí)用新型涉及空氣螺旋槳測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種螺旋槳測(cè)試臺(tái)架。
背景技術(shù):
螺旋槳是一種靠槳葉在空氣中旋轉(zhuǎn)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)功率轉(zhuǎn)化為推進(jìn)力或升力的裝置。它由多個(gè)槳葉和中央的槳轂組成,螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí),槳葉不斷把大量空氣向后(或向下)推去,利用空氣對(duì)其的反作用力,在槳葉上產(chǎn)生一向前(或向上)的力,即推進(jìn)力。螺旋槳廣泛應(yīng)用于亞音速飛機(jī)的活塞式和渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)、以及直升機(jī)的旋翼和尾槳。為了提高螺旋槳的啟動(dòng)效率和收折能力,以及在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)新的設(shè)計(jì)方式,往往需要對(duì)螺旋槳的縮比模型進(jìn)行測(cè)試與研究,因此需要對(duì)螺旋槳進(jìn)行固定并采集參數(shù)。
現(xiàn)有的測(cè)試方法主要是將螺旋槳的槳轂通過(guò)主軸與電機(jī)固定連接,通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng),并將螺旋槳安裝在支架上,支架上設(shè)置有傳感器,通過(guò)傳感器對(duì)螺旋槳運(yùn)行中主軸的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。
然而,本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn),使用現(xiàn)有的測(cè)試方法,往往只能對(duì)某個(gè)單一的變量進(jìn)行測(cè)量(例如:螺旋槳的升力、或螺旋槳對(duì)主軸的扭矩等),無(wú)法做到同時(shí)對(duì)螺旋槳主軸上的多個(gè)力與力矩進(jìn)行測(cè)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提供一種螺旋槳測(cè)試臺(tái)架,以緩解現(xiàn)有的測(cè)量方法在使用過(guò)程中,無(wú)法做到同時(shí)對(duì)螺旋槳主軸上的多個(gè)力與力矩進(jìn)行測(cè)量的技術(shù)問(wèn)題。
一種螺旋槳測(cè)試臺(tái)架,包括:測(cè)試臺(tái)架本體,設(shè)置在所述測(cè)試臺(tái)架本體內(nèi)的電機(jī),與所述電機(jī)連接的螺旋槳主軸,與所述電機(jī)連接、用于測(cè)量所述螺旋槳主軸扭矩的扭矩傳感器,設(shè)置在所述測(cè)試臺(tái)架本體下方、且與所述測(cè)試臺(tái)架本體通過(guò)六維力傳感器連接的底座;使用時(shí),所述螺旋槳主軸由所述測(cè)試臺(tái)架本體的頂端伸出。
實(shí)際使用時(shí),所述電機(jī)為雙軸電機(jī),所述雙軸電機(jī)包括第一輸出端和第二輸出端,且所述第一輸出端位于所述電機(jī)的頂端、所述第二輸出端位于所述電機(jī)的底端;所述螺旋槳主軸設(shè)置在所述第一輸出端上,所述扭矩傳感器設(shè)置在所述第二輸出端上。
其中,所述測(cè)試臺(tái)架本體的頂端設(shè)置有軸承座,所述螺旋槳主軸由所述軸承座中伸出。
具體地,所述軸承座內(nèi)設(shè)置有調(diào)心球軸承。
實(shí)際應(yīng)用時(shí),本實(shí)用新型提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架還包括:制動(dòng)裝置;所述制動(dòng)裝置包括:與所述螺旋槳主軸固定連接的制動(dòng)盤,以及與所述測(cè)試臺(tái)架本體固定連接的電磁制動(dòng)器。
其中,本實(shí)用新型提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架還包括:測(cè)速裝置;所述測(cè)速裝置包括:設(shè)置在所述制動(dòng)盤上的測(cè)速孔,以及與所述測(cè)速孔匹配設(shè)置的、固定在所述測(cè)試臺(tái)架本體上的計(jì)數(shù)傳感器。
實(shí)際應(yīng)用時(shí),本實(shí)用新型提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架還包括:減速裝置,所述減速裝置設(shè)置在所述電機(jī)的所述第一輸出端與所述螺旋槳主軸之間。
其中,所述減速裝置包括:與所述測(cè)試臺(tái)架本體固定設(shè)置的齒輪底盤,所述齒輪底盤上設(shè)置有底盤外圈,與所述底盤外圈內(nèi)側(cè)匹配設(shè)置的外齒圈,與所述外齒圈匹配設(shè)置的多個(gè)行星輪,與多個(gè)所述行星輪匹配設(shè)置的太陽(yáng)輪,與多個(gè)所述行星輪軸心活動(dòng)連接的行星架;所述太陽(yáng)輪與所述電機(jī)的所述第一輸出端固定連接,所述行星架與所述螺旋槳主軸固定連接。
具體地,所述減速裝置還包括:固定架;所述底盤外圈內(nèi)側(cè)與所述外齒圈外側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有多個(gè)凹槽,所述固定架底端設(shè)置有與多個(gè)所述凹槽匹配、且用于固定所述外齒圈的凸起。
實(shí)際應(yīng)用時(shí),所述測(cè)試臺(tái)架本體包括:頂板、底板、支架;所述頂板與所述底板均為三角形,且所述頂板的面積小于所述底板設(shè)置,所述支架分別與所述頂板和所述底板的三個(gè)頂點(diǎn)連接;所述軸承座設(shè)置在所述頂板上,所述扭矩傳感器設(shè)置在所述底板上。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),本實(shí)用新型所述的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架具有以下優(yōu)勢(shì):
本實(shí)用新型提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架中,包括:測(cè)試臺(tái)架本體,設(shè)置在測(cè)試臺(tái)架本體內(nèi)的電機(jī),與電機(jī)連接的螺旋槳主軸,與電機(jī)連接、用于測(cè)量螺旋槳主軸扭矩的扭矩傳感器,設(shè)置在測(cè)試臺(tái)架本體下方、且與測(cè)試臺(tái)架本體通過(guò)六維力傳感器連接的底座;使用時(shí),螺旋槳主軸由測(cè)試臺(tái)架本體的頂端伸出。由此分析可知,使用本實(shí)用新型提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架,螺旋槳主軸由測(cè)試臺(tái)架本體的頂端伸出,待測(cè)試的螺旋槳與螺旋槳主軸伸出部分連接,當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)螺旋槳主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),待測(cè)試的螺旋槳作用于螺旋槳主軸上的、平行于螺旋槳主軸的扭矩(即扭矩的外法線與螺旋槳主軸中心線重合)能夠通過(guò)螺旋槳主軸傳遞到扭矩傳感器上,并且待測(cè)試的螺旋槳產(chǎn)生的三個(gè)軸的力以及三個(gè)軸的力矩能夠通過(guò)測(cè)試臺(tái)架本體傳遞到六維力傳感器上,并且六維力傳感器連接有底座,能夠保證在螺旋槳旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中六維力傳感器位置始終固定,從而確保測(cè)試的順利進(jìn)行,因此使用本實(shí)用新型提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架,能夠緩解現(xiàn)有的測(cè)量方法在使用過(guò)程中,無(wú)法做到同時(shí)對(duì)螺旋槳主軸上的多個(gè)力與力矩進(jìn)行測(cè)量的技術(shù)問(wèn)題。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架的軸側(cè)視圖;
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架的主視示意圖;
圖3為圖1中A部分局部放大圖;
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架中減速裝置的爆炸示意圖。
附圖標(biāo)記:
10-測(cè)試臺(tái)架本體,11-軸承座,12-電磁制動(dòng)器,13-計(jì)數(shù)傳感器,101-頂板,102-底板,103-支架;
20-電機(jī),21-第一輸出端;
30-螺旋槳主軸,31-制動(dòng)盤,311-測(cè)速孔;
40-扭矩傳感器,41-六維力傳感器;
50-減速裝置,51-齒輪底盤,511-底盤外圈,52-外齒圈,53-行星輪,54-太陽(yáng)輪,55-行星架,56-固定架,561-凸起,57-凹槽;
60-底座。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
在本實(shí)用新型的描述中,需要說(shuō)明的是,術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外,術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
在本實(shí)用新型的描述中,需要說(shuō)明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過(guò)中間媒介間接相連,可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架的軸側(cè)視圖;圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架的主視示意圖;圖3為圖1中A部分局部放大圖;圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架中減速裝置的爆炸示意圖。
如圖1-圖2所示,本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種螺旋槳測(cè)試臺(tái)架,包括:測(cè)試臺(tái)架本體10,設(shè)置在測(cè)試臺(tái)架本體10內(nèi)的電機(jī)20,與電機(jī)20連接的螺旋槳主軸30,與電機(jī)20連接、用于測(cè)量螺旋槳主軸30扭矩的扭矩傳感器40,設(shè)置在測(cè)試臺(tái)架本體10下方、且與測(cè)試臺(tái)架本體10通過(guò)六維力傳感器41連接的底座60;使用時(shí),螺旋槳主軸30由測(cè)試臺(tái)架本體10的頂端伸出。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),本實(shí)用新型實(shí)施例提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架具有以下優(yōu)勢(shì):
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架中,如圖1-圖2所示,包括:測(cè)試臺(tái)架本體10,設(shè)置在測(cè)試臺(tái)架本體10內(nèi)的電機(jī)20,與電機(jī)20連接的螺旋槳主軸30,與電機(jī)20連接、用于測(cè)量螺旋槳主軸30扭矩的扭矩傳感器40,設(shè)置在測(cè)試臺(tái)架本體10下方、且與測(cè)試臺(tái)架本體10通過(guò)六維力傳感器41連接的底座60;使用時(shí),螺旋槳主軸30由測(cè)試臺(tái)架本體10的頂端伸出。由此分析可知,使用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架,螺旋槳主軸30由測(cè)試臺(tái)架本體10的頂端伸出,待測(cè)試的螺旋槳與螺旋槳主軸30伸出部分連接,當(dāng)電機(jī)20帶動(dòng)螺旋槳主軸30轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),待測(cè)試的螺旋槳作用于螺旋槳主軸30上的、平行于螺旋槳主軸30的扭矩(即扭矩的外法線與螺旋槳主軸30中心線重合)能夠通過(guò)螺旋槳主軸30傳遞到扭矩傳感器40上,并且待測(cè)試的螺旋槳產(chǎn)生的三個(gè)軸的力以及三個(gè)軸的力矩能夠通過(guò)測(cè)試臺(tái)架本體10傳遞到六維力傳感器41上,并且六維力傳感器41連接有底座60,能夠保證在螺旋槳旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中六維力傳感器41位置始終固定,從而確保測(cè)試的順利進(jìn)行,因此使用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架,能夠緩解現(xiàn)有的測(cè)量方法在使用過(guò)程中,無(wú)法做到同時(shí)對(duì)螺旋槳主軸30上的多個(gè)力與力矩進(jìn)行測(cè)量的技術(shù)問(wèn)題。
此處需要補(bǔ)充說(shuō)明的是,采用扭矩傳感器40和六維力傳感器41同時(shí)對(duì)螺旋槳主軸30進(jìn)行監(jiān)測(cè),能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)螺旋槳主軸30三方向力與三方向扭矩的測(cè)量,能降低各通道測(cè)量干擾。
實(shí)際使用時(shí),為了使扭矩傳感器的測(cè)量結(jié)果更精確,如圖1-圖2所示,電機(jī)20為雙軸電機(jī),雙軸電機(jī)包括第一輸出端21和第二輸出端,且第一輸出端21位于電機(jī)20的頂端、第二輸出端位于電機(jī)20的底端;螺旋槳主軸30設(shè)置在第一輸出端21上,扭矩傳感器40設(shè)置在第二輸出端上,采用此種設(shè)置,扭矩傳感器40更穩(wěn)定,在電機(jī)20運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中,扭矩傳感器40不容易晃動(dòng),從而降低因扭矩傳感器40在電機(jī)20運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中晃動(dòng)而干擾測(cè)量結(jié)果的幾率。
其中,為了使螺旋槳主軸30運(yùn)轉(zhuǎn)更流暢,如圖1-圖3所示,測(cè)試臺(tái)架本體10的頂端設(shè)置有軸承座11,螺旋槳主軸30由軸承座11中伸出,在螺旋槳主軸30運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,軸承座11能夠支撐螺旋槳主軸30,并且能夠降低螺旋槳主軸30與測(cè)試臺(tái)架本體10之間的摩擦力,使螺旋槳主軸30運(yùn)轉(zhuǎn)更流暢。
具體地,為了能夠承受螺旋槳主軸30對(duì)軸承座11的軸向力與徑向力,軸承座11內(nèi)設(shè)置有調(diào)心球軸承,調(diào)心球軸承外圈滾道橫截面呈球面形,具有自動(dòng)調(diào)心性。
實(shí)際應(yīng)用時(shí),為了實(shí)現(xiàn)對(duì)螺旋槳主軸30的制動(dòng),如圖1-圖3所示,本實(shí)用新型實(shí)施例提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架還包括:制動(dòng)裝置;制動(dòng)裝置包括:與螺旋槳主軸30固定連接的制動(dòng)盤31,以及與測(cè)試臺(tái)架本體10固定連接的電磁制動(dòng)器12,電磁制動(dòng)器12內(nèi)設(shè)置有夾具和電磁鐵,當(dāng)電磁制動(dòng)器12通電后,夾具在電磁鐵的作用下開啟,制動(dòng)盤31隨螺旋槳主軸30轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)電磁制動(dòng)器12斷電后,電磁鐵失去磁性,夾具閉合,夾住制動(dòng)盤31,制動(dòng)盤31在摩擦力的作用下停止轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)螺旋槳主軸30停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
其中,為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)螺旋槳主軸30的轉(zhuǎn)速,如圖2-圖3所示,本實(shí)用新型實(shí)施例提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架還包括:測(cè)速裝置;測(cè)速裝置包括:設(shè)置在制動(dòng)盤31上的測(cè)速孔311,以及與測(cè)速孔311匹配設(shè)置的、固定在測(cè)試臺(tái)架本體10上的計(jì)數(shù)傳感器13,計(jì)數(shù)傳感器13包括紅外線發(fā)射器以及紅外線接收器,且紅外線發(fā)射器和紅外線接收器分別設(shè)置在制動(dòng)盤31兩側(cè),并保證紅外線能夠穿過(guò)測(cè)速孔311,制動(dòng)盤31轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),制動(dòng)盤31阻擋紅外線,使紅外線無(wú)法被紅外線接收器接收,當(dāng)測(cè)速孔311轉(zhuǎn)至紅外線發(fā)射器以及紅外線接收器之間時(shí),紅外線穿過(guò)測(cè)速孔311并被紅外線接收器接收,紅外線接收器接收到紅外線信號(hào)后計(jì)數(shù)一次,根據(jù)兩次計(jì)數(shù)之間的間隔時(shí)間,能夠算出測(cè)速孔311轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需的時(shí)間,進(jìn)而得出螺旋槳主軸30的轉(zhuǎn)速,從而能夠觀察各個(gè)變量(即扭矩以及力在空間三個(gè)方向上的分量)隨轉(zhuǎn)速變化的變化情況。
實(shí)際應(yīng)用時(shí),為了降低螺旋槳主軸30的轉(zhuǎn)速,增大電機(jī)20輸出扭矩,如圖1-圖2所示,本實(shí)用新型實(shí)施例提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架還包括:減速裝置50,減速裝置50設(shè)置在電機(jī)20的第一輸出端21與螺旋槳主軸30之間。
其中,為了便于調(diào)節(jié)減速裝置50的傳動(dòng)比,如圖4所示,減速裝置50包括:與測(cè)試臺(tái)架本體10固定設(shè)置的齒輪底盤51,齒輪底盤51上設(shè)置有底盤外圈511,與底盤外圈511內(nèi)側(cè)匹配設(shè)置的外齒圈52,與外齒圈52匹配設(shè)置的多個(gè)行星輪53,與多個(gè)行星輪53匹配設(shè)置的太陽(yáng)輪54,與多個(gè)行星輪53軸心活動(dòng)連接的行星架55;太陽(yáng)輪54與電機(jī)20的第一輸出端21固定連接,行星架55與螺旋槳主軸30固定連接,實(shí)際使用時(shí),外齒圈52與底盤外圈511相對(duì)固定,太陽(yáng)輪54為動(dòng)力輸入部分,行星架55為動(dòng)力輸出部分,減速比為:外齒圈齒數(shù)/太陽(yáng)輪齒數(shù)+1(例如:外齒圈齒數(shù)為144,太陽(yáng)輪齒數(shù)為18,則減速比為9),因此通過(guò)調(diào)整外齒圈齒數(shù)以及太陽(yáng)輪齒數(shù),能夠按照需要選擇合適的減速比。
此外,本實(shí)用新型實(shí)施例提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架,裝置小而簡(jiǎn)單,且減速裝置50自主設(shè)計(jì)而不采用成品減速器,減少冗余部件,結(jié)構(gòu)緊湊,能夠在空間有限的測(cè)試環(huán)境下工作。
具體地,為了降低減速裝置50和電機(jī)20在制動(dòng)過(guò)程中損壞的幾率,如圖4所示,減速裝置50還包括:固定架56;底盤外圈511內(nèi)側(cè)與外齒圈52外側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有多個(gè)凹槽57,固定架56底端設(shè)置有與多個(gè)凹槽57匹配、且用于固定外齒圈52的凸起561,在測(cè)試過(guò)程中,將固定架56上的凸起561插入凹槽57中,使外齒圈52與底盤外圈511的相對(duì)固定,從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)20驅(qū)動(dòng)減速裝置50運(yùn)轉(zhuǎn),當(dāng)需要制動(dòng)時(shí),應(yīng)當(dāng)先將固定架56向上撥動(dòng),使凸起561從凹槽57中脫出,進(jìn)而使外齒圈52能夠相對(duì)底盤外圈511運(yùn)動(dòng),再使用電磁制動(dòng)器12制動(dòng),從而避免因直接使用電磁制動(dòng)器12制動(dòng),造成齒面過(guò)載,進(jìn)而損壞減速裝置50以及電機(jī)。
實(shí)際應(yīng)用時(shí),為了進(jìn)一步降低測(cè)試臺(tái)架本體10的體積,如圖1-圖3所示,測(cè)試臺(tái)架本體10包括:頂板101、底板102、支架103;頂板101與底板102均為三角形,且頂板101的面積小于底板102設(shè)置,支架103分別與頂板101和底板102的三個(gè)頂點(diǎn)連接;軸承座11設(shè)置在頂板101上,扭矩傳感器40設(shè)置在底板102上,采用此種設(shè)置,通過(guò)對(duì)各零件的合理布局,能夠有效降低本實(shí)用新型實(shí)施例提供的螺旋槳測(cè)試臺(tái)架的體積,并且使用者能夠直觀地觀察各零件的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)處理。
最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案,而非對(duì)其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。