一種電動(dòng)多旋翼飛行器力效測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電動(dòng)多旋翼飛行器及無人機(jī)等的測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電動(dòng)多旋翼飛行器力效測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)多旋翼飛行器是指依靠電動(dòng)機(jī)而不是內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力機(jī)械的飛行器。這類飛行器一直以來都令人神往，但由于理論和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)飛行器在發(fā)展初期未得到足夠的重視和發(fā)展，但隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，電動(dòng)飛行器具備了研制的理論和科學(xué)技術(shù)。由于其本身具有體積小、重量輕、噪聲小、高效率，節(jié)約環(huán)保，結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便且具有創(chuàng)新性，易于實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)懸停，飛行平穩(wěn)可靠，操控簡便等諸多優(yōu)點(diǎn)和巨大的應(yīng)用前景和使用價(jià)值，電動(dòng)飛行器很快成為國際性的研究熱點(diǎn)。
[0003]但是，目前針對(duì)多旋翼飛行器的力效測試裝置很少，大多數(shù)多旋翼飛行器在組裝和使用時(shí)都沒有經(jīng)過力效的測試，絕大多數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來選取各個(gè)元器件，對(duì)飛行器的整體性能沒有進(jìn)行評(píng)估，飛行器并不一定是工作在最佳的狀態(tài)下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電動(dòng)多旋翼飛行器力效測試裝置，可以同時(shí)采集飛行器的總體拉力值和對(duì)映時(shí)刻的功耗值，并可以計(jì)算出各個(gè)時(shí)刻的拉力功耗比值，即力效值，從而為飛行器相關(guān)元件的匹配和最佳工作狀態(tài)提供有力的驗(yàn)證。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種電動(dòng)多旋翼飛行器力效測試裝置，包括:
[0007]承載平臺(tái)，飛行器安裝在承載平臺(tái)上，且承載平臺(tái)上有用于采集安裝飛行器拉力值的應(yīng)變傳感器；
[0008]用于采集飛行器各個(gè)時(shí)刻電流和電壓值的電流及電壓采樣模塊；
[0009]單片機(jī)，接收所述采集的拉力值、電流和電壓值，并上傳至計(jì)算機(jī)；
[0010]計(jì)算機(jī)，接收所述單片機(jī)發(fā)送的各種數(shù)據(jù)。
[0011]其中，在單片機(jī)或者計(jì)算機(jī)中，根據(jù)電流和電壓值計(jì)算得到功耗值，并計(jì)算出各個(gè)時(shí)刻的拉力功耗比值，即力效值，也可根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)，人工計(jì)算獲取力效值。
[0012]所述承載平臺(tái)包括底座5和上支撐板2，所述應(yīng)變傳感器包括全橋應(yīng)變梁4和貼裝在全橋應(yīng)變梁4上的應(yīng)變片，其中，全橋應(yīng)變梁4連接在上支撐板2和底座5之間，飛行器安裝在上支撐板2上，底座5上有用于調(diào)整使整個(gè)承載平臺(tái)保持水平的調(diào)整螺栓3。
[0013]所述全橋應(yīng)變梁4與上支撐板2之間設(shè)置有上墊片I，全橋應(yīng)變梁4與底座5之間設(shè)置有下墊片6。
[0014]所述應(yīng)變片與AD轉(zhuǎn)換模塊連接，將飛行器向上升力引起的全橋應(yīng)變梁4的形變信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0015]所述上支撐板2上有若干等間隔的平行長槽。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0017](I)承載平臺(tái)的上支撐板上有許多等間隔的平行長槽，不同大小形狀的飛行器可以很方便的固定在上支撐板上。
[0018](2)整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測飛行器的拉力值和功耗值，并能實(shí)時(shí)進(jìn)行整合且上傳至計(jì)算機(jī)保存。
[0019](3)本系統(tǒng)采用大功率鋰電池作為電源，能很好的滿足飛行器測試時(shí)所需的功耗，并且電源連接電流及電壓采樣模塊后才連接飛行器，實(shí)現(xiàn)了電源與采集模塊的一體化，有利于提尚系統(tǒng)的測試精度。
[0020]綜上，本實(shí)用新型基于單片機(jī)和多傳感器，采用電流傳感器、電壓傳感器來采集各個(gè)時(shí)刻的功耗值，采用應(yīng)變傳感器來采集飛行器的拉力值，實(shí)現(xiàn)對(duì)多旋翼飛行器的力效進(jìn)行準(zhǔn)確的測試，并將采集數(shù)值通過串口將各個(gè)測量值上傳至計(jì)算機(jī)，為飛行器的力效分析提供數(shù)據(jù)，從而為飛行器相關(guān)元件的匹配和最佳工作狀態(tài)提供有力的驗(yàn)證。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)總框架圖。
[0022]圖2是本實(shí)用新型的承載平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本實(shí)用新型承載平臺(tái)中上支撐板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4是本實(shí)用新型的系統(tǒng)工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式。
[0026]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的力效測試裝置包括承載平臺(tái)，AD轉(zhuǎn)換模塊，電源，電流及電壓采樣模塊，單片機(jī)，計(jì)算機(jī)等幾部分組成。為了對(duì)多旋翼飛行器的力效進(jìn)行準(zhǔn)確的測試，本實(shí)用新型采用電流傳感器、電壓傳感器來采集各個(gè)時(shí)刻的功耗值，采用應(yīng)變傳感器來采集飛行器的拉力值，并通過串口將各個(gè)測量值上傳至計(jì)算機(jī)，為飛行器的力效分析提供數(shù)據(jù)。
[0027]如圖2所示，承載平臺(tái)由上墊片I，上支撐板2，調(diào)整螺栓3，全橋應(yīng)變梁4，底座5，下墊片6，緊固螺母7等構(gòu)成。首先，通過調(diào)節(jié)調(diào)整螺栓3來保證整個(gè)承載平臺(tái)保持水平，通過將飛行器剛性固定在上支撐板2上，使飛行器和整體系統(tǒng)連接起來，通過電源為飛行器供電，當(dāng)飛行器開始工作時(shí)，電流及電壓采樣模塊實(shí)時(shí)采集飛行器的功耗值并傳送至單片機(jī)，由于飛行器產(chǎn)生向上的升力，導(dǎo)致承載平臺(tái)上的全橋應(yīng)變梁4發(fā)生微小形變，梁上所貼的應(yīng)變片產(chǎn)生信號(hào)并通過AD轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后傳送至單片機(jī)，單片機(jī)將所有的數(shù)據(jù)整合并上傳至計(jì)算機(jī)保存。
[0028]全橋應(yīng)變梁是現(xiàn)有產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為本身是一個(gè)鋁合金材質(zhì)的方形梁，上面貼有四個(gè)相同的應(yīng)變片，四個(gè)應(yīng)變片在電路上連接成全橋電路。
[0029]如圖3所示，上支撐板2上有許多等間隔的平行長槽，不同大小的飛行器可以很方便的固定在上支撐板上，通過調(diào)整固定螺栓在不同的槽上來實(shí)現(xiàn)不同飛行器的固定。
[0030]如圖4所示，單片機(jī)控制整個(gè)系統(tǒng)的工作流程，由于飛行器在不同的功耗下對(duì)應(yīng)的拉力值不一樣，測試時(shí)必須實(shí)時(shí)監(jiān)測并采樣電流電壓及應(yīng)變，也就是拉力值，并將數(shù)據(jù)融合后由串口上傳至計(jì)算機(jī)。
[0031]本實(shí)用新型電動(dòng)多旋翼飛行器力效測試裝置的具體工作流程如下:
[0032]通過調(diào)節(jié)調(diào)整螺栓3來保證整個(gè)承載平臺(tái)保持水平，根據(jù)不同飛行器的大小和安裝位置，利用上支撐板2上的許多等間隔的平行長槽，通過調(diào)整固定螺栓在不同的槽上來實(shí)現(xiàn)飛行器與上支撐板的固定。
[0033]將飛行器剛性固定在上支撐板2上，由電源經(jīng)過電流及電壓采樣模塊后為飛行器供電，使飛行器和整體系統(tǒng)連接起來。
[0034]利用飛行器的遙控器來啟動(dòng)飛行器，并使其開始工作，電流及電壓采樣模塊實(shí)時(shí)采集飛行器的功耗值并傳送至單片機(jī)，由于飛行器產(chǎn)生向上的升力，導(dǎo)致承載平臺(tái)上的全橋應(yīng)變梁4發(fā)生微小形變，梁上所貼的應(yīng)變片產(chǎn)生信號(hào)并通過AD轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后傳送至單片機(jī)，單片機(jī)將所有的數(shù)據(jù)整合并上傳至計(jì)算機(jī)保存。
[0035]在整個(gè)測試過程中，使用飛行器遙控器來控制飛行器處于各種不同的工作狀態(tài)，整個(gè)系統(tǒng)對(duì)飛行器的功耗值和拉力實(shí)時(shí)監(jiān)測并上傳至計(jì)算機(jī)。
[0036]以上描述了本實(shí)用新型的基本原理、基本特征和基本的實(shí)施方案，并且這里通過了說明而不是限制的方式進(jìn)行了闡述。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說，很顯然的是，在本質(zhì)上不脫離權(quán)利要求限定的發(fā)明精神和范圍的前提下，可以做出許多其他實(shí)施案例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電動(dòng)多旋翼飛行器力效測試裝置，其特征在于，包括: 承載平臺(tái)，飛行器安裝在承載平臺(tái)上，且承載平臺(tái)上有用于采集安裝飛行器拉力值的應(yīng)變傳感器； 用于采集飛行器各個(gè)時(shí)刻電流和電壓值的電流及電壓采樣模塊； 單片機(jī)，接收所述采集的拉力值、電流和電壓值，并上傳至計(jì)算機(jī)； 計(jì)算機(jī)，接收所述單片機(jī)發(fā)送的各種數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動(dòng)多旋翼飛行器力效測試裝置，其特征在于，所述承載平臺(tái)包括底座(5)和上支撐板(2)，所述應(yīng)變傳感器包括全橋應(yīng)變梁(4)和貼裝在全橋應(yīng)變梁(4)上的應(yīng)變片，其中，全橋應(yīng)變梁(4)連接在上支撐板(2)和底座(5)之間，飛行器安裝在上支撐板(2)上，底座(5)上有用于調(diào)整使整個(gè)承載平臺(tái)保持水平的調(diào)整螺栓(3)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述電動(dòng)多旋翼飛行器力效測試裝置，其特征在于，所述全橋應(yīng)變梁(4)與上支撐板(2)之間設(shè)置有上墊片(I)，全橋應(yīng)變梁(4)與底座(5)之間設(shè)置有下墊片(6)ο4.根據(jù)權(quán)利要求2所述電動(dòng)多旋翼飛行器力效測試裝置，其特征在于，所述應(yīng)變片與AD轉(zhuǎn)換模塊連接，將飛行器向上升力引起的全橋應(yīng)變梁(4)的形變信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述電動(dòng)多旋翼飛行器力效測試裝置，其特征在于，所述上支撐板(2)上有若干等間隔的平行長槽。
【專利摘要】一種電動(dòng)多旋翼飛行器力效測試裝置，包括：承載平臺(tái)，飛行器安裝在承載平臺(tái)上，且承載平臺(tái)上有用于采集安裝飛行器拉力值的應(yīng)變傳感器；用于采集飛行器各個(gè)時(shí)刻電流和電壓值的電流及電壓采樣模塊；單片機(jī)，接收所述采集的拉力值、電流和電壓值，并上傳至計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)，接收所述單片機(jī)發(fā)送的各種數(shù)據(jù)；本實(shí)用新型將飛行器固定在承載平臺(tái)上，并利用單片機(jī)來采集承載平臺(tái)上應(yīng)變梁所反映的拉力值和電壓及電流傳感器所采集的功耗值，通過串口上傳至計(jì)算機(jī)，為飛行器的力效分析提供數(shù)據(jù)；本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)對(duì)多旋翼飛行器及無人機(jī)的拉力與功耗關(guān)系的測試，可為飛行器相關(guān)器件的選配和飛行器最佳工作狀態(tài)的確定提供可靠的驗(yàn)證。
【IPC分類】G01R21/06, G01L5/00
【公開號(hào)】CN205353196
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620076533
【發(fā)明人】王東, 范葉滿, 張海輝, 關(guān)鑫, 王譽(yù)熹, 張陽
【申請(qǐng)人】西北農(nóng)林科技大學(xué)
【公開日】2016年6月29日
【申請(qǐng)日】2016年1月26日