[發明專利]一種電動無人機動力系統多功能試驗臺

有效

• 申請號: 201710762709.9
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107588957B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 張博;楊睿光;宋洋;厲明;張利波
• 申請（專利權）人: 長光衛星技術有限公司
• 主分類號: G01M15/04
• 分類號: G01M15/04;G01R31/34
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 張偉

本發明公開了一種功能多樣、安全可靠性高、成本低、使用便捷的電動無人機動力系統多功能試驗臺，包括試驗臺架組件、動力供電組件、數據測量組件，所述數據測量組件至少包括扭矩測量模塊、拉/壓力測量模塊、以及非測力傳感器模塊、數采及控制系統組件，所述數采及控制系統組件用以采集所述數據測量組件的反饋信號、并將采集的反饋信號實時傳輸至上位機、以及安全防護系統組件。本發明公開的一種電動無人機動力系統多功能試驗臺，其可實現動力系統的地面靜拉力試驗、動拉力試驗，臺架設有地面工作臺和跑車試驗通用接口，動拉力試驗功能避免了傳統地面靜拉力試驗誤差過大和風洞試驗成本過高的缺點。

技術領域

本發明涉及輕小型無人機的動力系統測試技術領域，尤其涉及一種無人機的無刷電機、發動機、螺旋槳等動力系統多工況多參數測試平臺及試驗方法。

背景技術

輕小型無人機由于體積小、重量輕、機動靈活、成本低的特點廣泛用于軍事和民用。采用的動力裝置為活塞發動機或無刷電動機。其中，動力系統是無人機的心臟，在飛機的總體設計和使用過程中，需要對動力系統進行大量測試和試驗，獲得動力系統的試驗參數和特性，驗證可靠性和各種性能。因此動力系統試驗臺是一種較為重要的試驗設備。

近年來，無人機行業井噴式發展，但輕小型無人機的設計研制和元器件選型研發多借鑒航模飛機領域，動力系統各部件多為航模的現成產品。航模零部件廠商多數都只提供了輸出功率，很少提供完備的性能數據，缺少總體設計時必要的參數支持，因此行業內對動力系統試驗臺的需求十分迫切。國內外有一些研制和生產無人機和航模飛機動力系統試驗臺的專業化企業，但其功能比較單一，技術落后，使用限制過多，成本高，導致無人機設計過程中需要多個試驗平臺，也只能測試最基本的參數，大大提高了成本，降低了效率。

中國專利CN105628386A提出了一種發動機試驗臺系統及試驗方法，該發明很好的解決了活塞發動機性能檢測問題，提高了測試的可靠性和自動化程度，但是其不是專門針對航空活塞發動機或無刷電機，動力輸出端不能與無人機動力系統相匹配，部分設計針對性不強，結構復雜，在無人機領域適用性不高。

中國專利CN202994470U提出了一種無人飛機動力性能測試系統，該發明針對在無人機在飛行工況下在發動機驅動下的輸出扭矩、轉速、功率、推力、油耗等驅動性能等進行綜合試驗，對發動機的常規參數進行了測量，但是無法對無刷電機動力系統進行試驗，適用范圍較小。另外，整個系統復雜，安裝使用有許多不便。

中國專利CN105819000A提出了一種無人機動力系統多功能試驗臺及其試驗方法，具體的原理圖見下圖1。

該發明工作過程如下：在底座上通過立柱連接安裝板，安裝板通過滑軌與試驗平臺連接，在試驗平臺的一端設有安裝座，安裝座可安裝動力裝置，試驗平臺的另一端連接拉壓測試裝置；用來測量推力，在安裝板下方的空腔內設有電動力系統和噴氣動力系統，在安裝板的上方設有活塞動力系統，扭矩測量裝置放置在安裝座后方，用以測量靜態扭矩。

該試驗臺能夠適應于不同動力系統，覆蓋較大的動力系統功率范圍，能夠進行多種試驗測試項目，能夠進行多種數據的采集和綜合處理。但是有以下幾方面缺點：能適用的動力系統類型過多，導致在某一特定試驗下冗余設計過多，造成額外干擾，針對性較差，況且個別類型的發動機并不適合此種測量方式，過分追求功能的全面勢必會造成特異性降低從而導致試驗設計不合理，造成額外誤差；只能進行地面靜拉力試驗；部分參數測量方式不夠合理，例如扭矩的測量方式只能測量靜態扭矩，無法測量對于飛機總體設計更為重要的動態扭矩；測量和數采系統集成化程度不高、并缺少必要的說明，并未達到真正意義上的模塊化。

發明內容

本發明的目的是提供一種功能多樣、安全可靠性高、結構簡單輕巧、成本低、使用便捷的能夠快速實現無刷電機和小型活塞發動機螺旋槳動力系統參數的實時測量和采集、并支持采樣率設置和數據無線傳輸的電動無人機動力系統多功能試驗臺。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：