的數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集器j 連接。
[0030] 1、將滑動(dòng)支點(diǎn)滑動(dòng)到合適的位置，然后固定不動(dòng)。啟動(dòng)電機(jī)，數(shù)據(jù)采集器采集光電 計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)、縱向壓力傳感器的數(shù)據(jù)y和橫向壓力傳感器的數(shù)據(jù)X并記錄下每個(gè)數(shù)據(jù)所對(duì) 應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)。試驗(yàn)其起始時(shí)刻為〇，數(shù)據(jù)中的時(shí)間點(diǎn)為與起始時(shí)刻的相對(duì)值。
[0031] 2、螺旋翼角速度和角加速度的計(jì)算。設(shè)光電計(jì)數(shù)器一共測(cè)得N組數(shù)據(jù)，其中時(shí)間數(shù) 據(jù)為T(mén)i-TN。螺旋翼的角速度的計(jì)算步驟如下：
[0032] (1)將第一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間t、角速度ω :和角加速度ε:分別設(shè)置為〇。
[0033] (2)第二個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間t2角速度ω 2和角加速度ε2分別為： "t = 7； - 7； 6π =-
[0034] < ^ s ?2 _ \2π 一 Λ /；
[0035] (3)第k(k<N，k為正整數(shù))個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間tk角速度cok和角加速度 ε??由第k-Ι個(gè)數(shù) 據(jù)的時(shí)間tk-i角速度ω η和角加速度ek-：L的值通過(guò)下面公式計(jì)算出。 h =^k ~ Tk-\
[0036] ^ 〇)k-=ah-tl+bk-tk+ck sk=Wh
[0037] 其中 a =+ SSkJk-\ ~ ^SSkJkJk +S^kJk + ^stk(°k~j) k Γ η r _ 12；?·^^ -2ssk^ltk_i +3ssk_1tk_ltk + bstk^(i)k^ -6stk_ltk￡〇k_1 L〇Uv38」 ?- z h-h、 c = -ΙΙπ?Ι^ -4st3k^k_l+6st kj;mk^l-2stlat^ 、 - 4)
[0039] (4)根據(jù)(3)中的結(jié)果繪制測(cè)試時(shí)間內(nèi)的螺旋翼角速度、時(shí)間曲線；
[0040] 3、螺旋翼升力F和扭矩Μ的計(jì)算的方法為： Γ / F =」^y.
[0041 ] i M = l、eme,X
[0042] 式中l(wèi)rotor和lsenser分別為螺旋翼端的力臂長(zhǎng)度和壓力傳感器端的力臂長(zhǎng)度。y為縱 向壓力傳感器的數(shù)據(jù)，X為橫向壓力傳感器的數(shù)據(jù)。
[0043] 4、根據(jù)縱向（橫向）壓力傳感器的數(shù)據(jù)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，利用步驟2中得到的角 速度與時(shí)間的曲線，獲得該時(shí)間點(diǎn)螺旋翼的角速度。然后繪制出螺旋翼的角速度與升力的 關(guān)系曲線和螺旋翼角速度與扭矩的升力曲線。
[0044]本發(fā)明未詳細(xì)說(shuō)明部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種測(cè)量小型螺旋翼升力和扭矩的裝置，其特征在于包括:外轉(zhuǎn)子式電動(dòng)機(jī)(a)、不 反光膠帶(b)、反光貼紙(C)、被測(cè)螺旋翼(d)、光電計(jì)數(shù)器(e)、杠桿(f)、滑動(dòng)支點(diǎn)（g)、縱向 壓力傳感器化）、橫向壓力傳感器(i)、數(shù)據(jù)采集器(j)、數(shù)據(jù)傳輸線化）、測(cè)試平臺(tái)座（1)、游 標(biāo)卡尺(m)、滑動(dòng)軌道(η); 測(cè)試平臺(tái)座（1)安放在水平面上并固定，滑動(dòng)支點(diǎn)（g)安裝在測(cè)試平臺(tái)座（1)的滑動(dòng)軌 道內(nèi)；光電計(jì)數(shù)器(e)安置在測(cè)試平臺(tái)座(1) 一端的平臺(tái)上，縱向壓力傳感器化)和橫向壓力 傳感器(i)安裝在平臺(tái)的另一端;杠桿(f)的一端與橫向壓力傳感器(i)固連，該端突起處與 縱向壓力傳感器化)接觸，另一端與電動(dòng)機(jī)(a)固連，然后搭在所述的平臺(tái)上，滑動(dòng)支點(diǎn)（g) 卡在杠桿(f)上;將不反光的膠帶(b)在外轉(zhuǎn)子式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)面貼滿一周，將S個(gè)反光貼 紙山)等間隔的貼在反光膠帶上，被測(cè)螺旋翼(d)與電動(dòng)機(jī)(a)固連;光電計(jì)數(shù)器(e)、縱向壓 力傳感器化)和橫向壓力傳感器(i)的數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集器(j)鏈接;游標(biāo)卡尺(m)的主尺部 分位于測(cè)試平臺(tái)上，并與滑動(dòng)支點(diǎn)(g)的下邊緣對(duì)齊，杠桿(f)與縱向壓力傳感器化)接觸點(diǎn) 位置正對(duì)游標(biāo)卡尺的某一刻度;游標(biāo)卡尺的游標(biāo)在滑動(dòng)支點(diǎn)(g)的下方，其對(duì)準(zhǔn)刻線在支點(diǎn) 的垂直延長(zhǎng)線上;滑動(dòng)軌道(η)在測(cè)試平臺(tái)座（1)的兩側(cè)，并位于游標(biāo)卡尺(m)的上方，滑動(dòng) 支點(diǎn)(g)卡在滑動(dòng)軌道(η)內(nèi)并且只可W在軌道的方向上運(yùn)動(dòng);所述的S為大于1的整數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量小型螺旋翼升力和扭矩的裝置，其特征在于:游標(biāo)卡 尺的0刻度位置在杠桿(f)與縱向壓力傳感器化)接觸的位置，末刻度端在電動(dòng)機(jī)(a)的轉(zhuǎn)動(dòng) 軸的垂直延長(zhǎng)線上。3. 利用權(quán)利要求1所述裝置確定小型螺旋翼升力和扭矩的方法，其特征在于步驟如下： (1) 數(shù)據(jù)采集器采集光電計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)W及采集數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的時(shí)間，假設(shè)一共測(cè)得測(cè)得N 組數(shù)據(jù)，其中時(shí)間數(shù)據(jù)為T(mén)1~TN，利用該N組數(shù)據(jù)及時(shí)間數(shù)據(jù)確定螺旋翼的角速度，繪制每 個(gè)光電計(jì)數(shù)器時(shí)間區(qū)間內(nèi)的角速度、時(shí)間曲線； (2) 數(shù)據(jù)采集器采集縱向壓力傳感器數(shù)據(jù)、橫向壓力傳感器數(shù)據(jù)并記錄下每個(gè)數(shù)據(jù)所 對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)； (3) 根據(jù)杠桿原理，利用步驟(2)中的數(shù)據(jù)計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的升力、扭矩； (4) 計(jì)算步驟(2)中每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上螺旋翼的角速度，繪制升力、角速度曲線W及扭矩、角 速度曲線;具體為:根據(jù)壓力傳感器采集的時(shí)間選擇步驟（1)中光電計(jì)數(shù)器的時(shí)間區(qū)間，然 后利用該區(qū)間的角速度、時(shí)間曲線得到該時(shí)間對(duì)應(yīng)的角速度，進(jìn)而得到一對(duì)與時(shí)間對(duì)應(yīng)的 升力(或扭矩)和角速度。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種測(cè)量小型螺旋翼升力和扭矩的方法，其特征在于:所述螺 旋翼的角速度的計(jì)算步驟如下： (1) 將第一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間ti、角速度ωι和角加速度ει分別設(shè)置為0; (2) 第二個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間t2角速度《2和角加速度62分別為：(3)第k化如，k為正整數(shù))個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間tk角速度wk和角加速度ε抽第k-1個(gè)數(shù)據(jù)的 時(shí)間tk-i角速度ω k-i和角加速度Ek-i的值通過(guò)下面公式計(jì)算出。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種測(cè)量小型螺旋翼升力和扭矩的裝置及方法，能夠測(cè)量螺旋翼動(dòng)態(tài)過(guò)程中角速度與升力和扭矩的變化關(guān)系。該裝置外轉(zhuǎn)子式電動(dòng)機(jī)(a)、不反光膠帶(b)、反光貼紙(c)、被測(cè)螺旋翼(d)、光電計(jì)數(shù)器(e)、杠桿(f)、滑動(dòng)支點(diǎn)(g)、縱向壓力傳感器(h)、橫向壓力傳感器(i)、數(shù)據(jù)采集器(j)、數(shù)據(jù)傳輸線(k)、測(cè)試平臺(tái)座(l)、游標(biāo)卡尺(m)、滑動(dòng)軌道(n)；本發(fā)明通過(guò)光電計(jì)數(shù)器能夠測(cè)量一周期內(nèi)螺旋翼角速度的變化情況；通過(guò)杠桿原理可以改變壓力傳感器與螺旋翼升力和扭矩的比值，使壓力傳感器工作在最佳受力區(qū)間，從而提高升力和扭矩的測(cè)量精度和測(cè)量范圍；結(jié)合游標(biāo)卡尺可以更加精確和方便的讀出兩個(gè)力臂的長(zhǎng)度；裝置實(shí)現(xiàn)了全過(guò)程(過(guò)度過(guò)程和穩(wěn)定狀態(tài))測(cè)量。
【IPC分類】G01L5/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105547554
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510981323
【發(fā)明人】呂騰, 魏宗康, 郭子偉
【申請(qǐng)人】北京航天控制儀器研究所
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月23日