无人机螺旋桨拉力测试装置

1.本发明涉及无人机动力测试技术领域，尤其是涉及一种无人机螺旋桨拉力测试装置。


背景技术：

2.螺旋桨是无人机的重要组成部件之一，螺旋桨的性能直接影响无人机的飞行性能，且螺旋桨的拉力越大，无人机的最大负载值就越大；通常，在生产中，需要对无人机螺旋桨进行性能测试，其中就包括拉力测试，目前的螺旋桨拉力测试装置虽能够满足一定的使用需求，但是多采用直接牵引的方式，测量效果不佳，测量精度不高。
3.例如，经检索，中国专利申请号为cn201720447648.2的专利，公开了一种螺旋桨拉力测试台，包括：底座；测试支架，测试支架包括第一杠杆段以及一端与第一杠杆段连接的第二杠杆段，第一杠杆段的两端分别构造为用于杠杆原理的支点和动力端，第二杠杆段的另一端构造为用于所述杠杆原理的阻力端；所述支点可枢转地设置在所述底座上；所述动力端设置有可主动旋转的所述螺旋桨；所述阻力端与所述底座之间连接有力传感器。以上述专利为代表的现有技术中的螺旋桨拉力测试台至少存在以下不足：
4.虽然采用了杠杆原理进行测试，但是容易受到装置自身重力的干扰，影响力传感器的测试，且在使用时，阻力端与力传感器接触位置的实际施力方向不确定，得到的力学数据不可靠。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种无人机螺旋桨拉力测试装置，以缓解现有技术中存在的上述技术问题。
6.为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：
7.本发明实施例提供一种无人机螺旋桨拉力测试装置，该无人机螺旋桨拉力测试装置包括测试平台和第一测试机构，所述第一测试机构包括：
8.架体，包括基架、转动架、支撑架以及安装架；所述基架固定于所述测试平台顶面，所述基架上转动安装有沿水平方向延伸且能够相对所述基架绕自身轴线方向转动的转动架轴，所述转动架底端固定于所述转动架轴；所述支撑架底端安装于所述转动架顶端；所述安装架固定于所述支撑架顶端；所述安装架上安装有电机，所述电机的输出转轴用于安装需要测试的螺旋桨，在所述电机驱动所述螺旋桨转动的工况下，所述转动架能够在所述螺旋桨提供的动力驱动下带着所述转动架轴相对所述基架转动；
9.牵引机构，包括定位架、第一拉力传感组件和第一牵引绳；所述定位架固定于所述测试平台顶面；所述第一拉力传感组件安装于所述定位架；所述转动架轴上设有与所述转动架轴同步转动的转动部，所述第一牵引绳的一端固定于所述转动部，所述第一牵引绳的另一端连接于所述第一拉力传感组件的施力端，以使初始状态下，所述第一牵引绳被拉直于所述转动架轴和所述第一拉力传感组件之间，在所述转动架轴具有转动趋势的状态下，
所述第一牵引绳具有被卷绕于所述转动架轴上转动部的运动趋势；
10.重心检测调节组件，包括重心检测组件和重心调节组件，所述重心检测组件一部分安装于所述测试平台另一部分安装于所述转动架，用于在初始状态下检测所述转动架及所述转动架上负载的重心是否位于所述转动架转动中心正上方；所述重心调节组件安装于所述转动架，用于在初始状态下调整所述转动架及所述转动架上负载的重心位置；
11.以及角度辅助计算组件，所述角度辅助计算组件一部分安装于所述第一牵引绳另一部分安装于所述测试平台顶面，以水平面内所述转动架轴的延伸方向为y向、垂直于所述转动架轴的延伸方向为x向，所述角度辅助计算组件用于辅助测算所述第一牵引绳分别与x向轴在水平方向和竖直方向之间的偏角。
12.测试时，首先，在初始状态，将待测的螺旋桨安装到电机的输出转轴上，并通过重心检测调节组件中的重心检测组件检测转动架及转动架上负载的重心位置，若该重心位置不在转动架转动中心正上方，则通过重心调节组件调整转动架及转动架上负载的重心位置，使转动架及转动架上负载的重心位置位于转动架转动中心正上方，从而避免重心偏移，提高测试可靠性；然后，启动电机，在电机驱动螺旋桨转动的工况下，转动架将在螺旋桨提供的动力驱动下带着转动架轴相对基架转动，但由于牵引机构的存在，将会阻碍转动架轴的转动，牵引机构中，第一牵引绳具有被卷绕于转动架轴上转动部的运动趋势，从而，第一牵引绳产生拉力，该拉力作用于第一拉力传感组件，测得第一牵引绳的拉力，之后，通过角度辅助计算组件提供辅助测算第一牵引绳分别与水平方向和竖直方向之间偏角的数据值，以帮助测试人员计算出螺旋桨产生的实际拉力大小，有效减小测试误差，提升测试精度。(具体测算方式见本说明书的具体实施方式部分)。
13.在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，所述重心检测组件包括第一部分和第二部分；
14.所述第一部分，包括支撑台、压力传感组件、纵向滑架、压块、第一弹簧和第二弹簧；所述支撑台以能够调节高度的方式安装于所述测试平台顶面；所述压力传感组件安装于所述支撑台顶面，所述压块设于所述压力传感器正上方；所述纵向滑架纵向滑动安装于所述支撑台；所述压块通过所述第一弹簧连接于所述纵向滑架顶部，所述第二弹簧安装于所述纵向滑架底部与所述支撑台底面之间；
15.所述第二部分包括平衡架和压力件；所述平衡架一端固定于所述转动架且朝向所述支撑台一侧延伸，所述压力件安装于所述平衡架另一端，且初始状态下，所述压力件设于所述纵向滑架顶面。
16.进一步优选地，所述平衡架采用压轮架，所述压力件采用压轮。
17.和/或，所述纵向滑架包括顶部平板、第一纵杆和第二纵杆；所述第一纵杆和所述第二纵杆均穿过所述支撑台并且分设于所述压力传感组件两侧；所述第一纵杆的顶部和所述第二纵杆的顶部均与所述顶部平板的底面连接，所述第一纵杆的底部和所述第二纵杆的底部均设有底部挡块，所述第一纵杆上位于所述支撑台底面和所述第一纵杆底部挡块之间的部位、以及所述第二纵杆上位于所述支撑台底面和所述第二纵杆底部挡块之间的部位分别套设有所述第二弹簧；所述压块通过所述第一弹簧连接于所述顶部平板底面；初始状态下，所述压力件设于所述顶部平板顶面。
18.在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，所述重心调节组件包括对称安装于
所述转动架两侧的第一调节座和第二调节座；所述第一调节座和所述第二调节座分别包括各自的调节框、调节滑轨、第一配重块和第二配重块；所述调节滑轨设于所述调节框内部，所述调节框和所述调节滑轨的延伸方向均垂直于所述转动架的长度延伸方向，且沿所述调节框的长度延伸方向：所述调节框的中间部位固定连接于所述转动架；所述第一配重块和所述第二配重块滑动安装于所述调节滑轨，并且，所述第一配重块和所述第二配重块分设于所述调节框中间部位的两侧。
19.在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，以竖直平面内垂直于所述x向和所述y向的方向为z向：所述角度辅助计算组件包括第一y向滑轨、第二y向滑轨、第一滑座、第二滑座、第一x向调节轨、第二x向调节轨、第一红外测距组件、第二红外测距组件、第一红外线反射件以及第二红外线反射件；
20.所述第一y向滑轨和所述第二y向滑轨在x向上间隔设于所述测试平台的顶面且位于所述定位架和所述转动架轴之间；所述第一滑座滑动安装于所述第一y向滑轨，所述第二滑座滑动安装于所述第二y向滑轨，所述第一滑座表面设所述第一x向调节轨、所述第二滑座表面设所述第二x向调节轨，所述第一红外测距组件滑动安装于所述第一x向调节轨，所述第二红外测距组件滑动安装于所述第二x向调节轨；所述第一红外线反射件和所述第二红外线反射件间隔设于所述第一牵引绳。
21.进一步优选地，所述第一滑座顶面和所述第二滑座顶面均设有x向刻度线，和/或，所述测试平台顶面设有y向基准线。
22.在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，所述支撑架底端通过高度调节组件安装于所述转动架顶端。
23.进一步优选地，所述支撑架包括滑杆和调节筒，所述滑杆滑动安装于所述调节筒内部；所述高度调节组件包括固定旋钮和设于所述调节筒筒壁上的螺纹孔；所述调节筒安装或固定连接于所述转动架顶端，所述固定旋钮螺纹连接于设在所述调节筒筒壁上的螺纹孔内部，用于将所述滑杆固定于所述调节筒；所述安装架固定于所述滑杆顶端。
24.在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，所述牵引机构中：所述第一拉力传感组件的壳体上设有拉环，所述第一牵引绳远离所述转动架轴的一端设有第一挂钩，所述第一挂钩钩挂于所述拉环。
25.和/或，所述定位架采用板面沿竖直平面延伸的定位板，所述定位板上设有多个定位孔，所述第一拉力传感组件的壳体通过固定组件固定于至少一个所述定位孔。
26.和/或，所述转动架轴上与所述转动架轴同步转动的转动部采用固定连接于所述转动架轴一端的转轮，所述第一牵引绳远离所述第一拉力传感组件的一端固定于所述转轮。
27.在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，所述无人机螺旋桨拉力测试装置还包括第二测试机构，所述第二测试机构包括第二测试导轨、后架、前架、第二拉力传感组件及第二牵引绳；
28.所述第二测试导轨水平设于所述测试平台顶面；所述后架固定连接于所述第二测试导轨或所述测试平台顶面，或者，所述后架通过摩擦垫块安装于所述第二测试导轨；所述第二拉力传感组件安装于所述后架；所述前架滑动安装于所述第二测试导轨，且沿所述第二测试导轨的延伸方向，所述前架设于所述后架的前侧；所述第二牵引绳的一端连接于所
述第二拉力传感组件，所述第二牵引绳的另一端连接于所述前架；
29.其中：所述前架顶部固定有第二支撑架，所述第二支撑架顶部固定有第二安装架，所述第二安装架上安装有第二电机，所述第二电机的输出转轴用于安装需要测试的螺旋桨；或者，所述第一测试机构中，所述支撑架以能够拆装的方式固定安装于所述转动架顶端，所述第二测试机构中，所述前架顶部设用于安装所述支撑架的支撑架安装部。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明实施例提供的无人机螺旋桨拉力测试装置的整体结构示意图；
32.图2为本发明实施例提供的无人机螺旋桨拉力测试装置另一角度下的整体结构示意图；
33.图3为本发明实施例提供的无人机螺旋桨拉力测试装置中第一测试机构的整体结构示意图；
34.图4为本发明实施例提供的无人机螺旋桨拉力测试装置中重心检测调节组件的整体结构示意图；
35.图5为本发明实施例提供的无人机螺旋桨拉力测试装置中架体的爆炸结构示意图；
36.图6为本发明实施例提供的无人机螺旋桨拉力测试装置中第二测试机构的爆炸结构示意图。
37.图标：1-测试平台；11-x向基准线；12-y向基准线；100-第一测试机构；200-第二测试机构；300-螺旋桨；2-架体；20-转动架轴；201-转动部；21-基架；22-转动架；23-支撑架；230-固定旋钮；231-滑杆；2311-z向刻度线；232-调节筒；24-安装架；241-电机；3-牵引机构；31-定位架；310-定位孔；32-第一拉力传感组件；321-拉环；322-定位螺柱；323-螺母件；33-第一牵引绳；331-第一挂钩；4-重心检测组件；41-支撑台；42-压力传感组件；43-纵向滑架；431-顶部平板；432-第一纵杆；433-第二纵杆；44-压块；45-第一弹簧；46-第二弹簧；47-平衡架；48-压力件；5-重心调节组件；501-第一调节座；502-第二调节座；51-调节框；511-第一滑槽；512-第二滑槽；52-调节滑轨；521-第一调节螺杆；5211-第一旋钮；522-第二调节螺杆；5221-第二旋钮；53-第一配重块；54-第二配重块；6-角度辅助计算组件；61-第一y向滑轨；62-第二y向滑轨；63-第一滑座；631-第一x向调节轨；64-第二滑座；641-第二x向调节轨；65-第一红外测距组件；66-第二红外测距组件；67-第一红外线反射件；68-第二红外线反射件；69-x向刻度线；7-第二测试导轨；8-后架；9-前架；10-第二拉力传感组件；101-第二牵引绳；102-第二支撑架；103-第二安装架；104-第二电机。
具体实施方式
38.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。
39.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
43.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
45.本实施例提供一种无人机螺旋桨拉力测试装置，参照图1和图2，该无人机螺旋桨拉力测试装置包括测试平台1和第一测试机构100。其中，第一测试机构100包括架体2、牵引机构3、重心检测调节组件以及角度辅助计算组件：具体地，参照图1至图3，重点参阅图3：
46.架体2包括基架21、转动架22、支撑架23以及安装架24；基架21固定于测试平台1顶面，基架21上转动安装有沿水平方向延伸且能够相对基架21绕自身轴线方向转动的转动架轴20，转动架22底端固定于转动架轴20；支撑架23底端安装于转动架22顶端；安装架24固定于支撑架23顶端；安装架24上安装有电机241，电机241的输出转轴用于安装需要测试的螺旋桨300，在电机241驱动螺旋桨300转动的工况下，转动架22能够在螺旋桨300提供的动力驱动下带着转动架轴20相对基架21转动；
47.牵引机构3包括定位架31、第一拉力传感组件32和第一牵引绳33；定位架31固定于测试平台1顶面；第一拉力传感组件32安装于定位架31；转动架轴20上设有与转动架轴20同步转动的转动部201，第一牵引绳33的一端固定于转动部201，第一牵引绳33的另一端连接于第一拉力传感组件32的施力端，以使初始状态下，第一牵引绳33被拉直于转动架轴20和第一拉力传感组件32之间，在转动架轴20具有转动趋势的状态下，第一牵引绳33具有被卷绕于转动架轴20上转动部201的运动趋势；
48.重心检测调节组件包括重心检测组件4和重心调节组件5，重心检测组件4一部分安装于测试平台1另一部分安装于转动架22，用于在初始状态下检测转动架22及转动架22
上负载的重心是否位于转动架22转动中心正上方；重心调节组件5安装于转动架22，用于在初始状态下调整转动架22及转动架22上负载的重心位置；
49.角度辅助计算组件6一部分安装于第一牵引绳33另一部分安装于测试平台1顶面，以水平面内转动架轴20的延伸方向为y向、垂直于转动架轴20的延伸方向为x向，角度辅助计算组件6用于辅助测算第一牵引绳33分别与x向轴在水平方向和竖直方向之间的偏角。
50.测试时，首先，在初始状态，将待测的螺旋桨300安装到电机241的输出转轴上，并通过重心检测调节组件中的重心检测组件4检测转动架22及转动架22上负载的重心位置，若该重心位置不在转动架22转动中心正上方，则通过重心调节组件5调整转动架22及转动架22上负载的重心位置，使转动架22及转动架22上负载的重心位置位于转动架22转动中心正上方，从而避免重心偏移，提高测试可靠性；然后，启动电机241，在电机241驱动螺旋桨300转动的工况下，转动架22将在螺旋桨300提供的动力驱动下带着转动架轴20相对基架21转动，但由于牵引机构3的存在，将会阻碍转动架轴20的转动，牵引机构3中，第一牵引绳33具有被卷绕于转动架轴20上转动部201的运动趋势，从而，第一牵引绳33产生拉力，该拉力作用于第一拉力传感组件32，测得第一牵引绳33的拉力，之后，通过角度辅助计算组件6提供辅助测算第一牵引绳33分别与水平方向和竖直方向之间偏角的数据值，以帮助测试人员计算出螺旋桨300产生的实际拉力大小，有效减小测试误差，提升测试精度；测算公式可参考下述公式进行：
51.建立坐标系，如图1所示，以水平面内，转动架轴20的延伸方向为y向、垂直于转动架轴20的延伸方向为x向、并以竖直平面内垂直于x向和y向的方向为z向，优选地，可在测试平台1顶面设x向基准线11和y向基准线12，以供参考，具体计算方式参照如下公式：
52.在第一测试机构100中：
53.fb＝fa*r/l；
54.其中fa＝fn*cosa*cosb；
55.综上可得fb＝fn*cosa*cosb*r/l；
56.其中fb为螺旋桨300产生的实际拉力大小，fa为第一拉力传感组件32水平方向的分解力；fn为第一拉力传感组件32受到的拉力；a为第一拉力传感组件32受到的拉力与x向轴在水平方向的夹角；b为第一拉力传感组件32受到的拉力与x向轴在竖直方向的夹角；r为转动架轴20上转动部201的有效半径；l为螺旋桨300到转动架轴20的有效距离；其中的a和b由角度辅助计算组件6提供的数据值辅助测算得到，其中，转动架轴20上与转动架轴20同步转动的转动部201优选采用固定连接于转动架轴20一端的转轮，第一牵引绳33远离第一拉力传感组件32的一端固定于转轮。
57.综上，采用本发明测试无人机螺旋桨拉力，可消除或降低测试装置自身重力对力传感器测量数据的干扰，同时，可结合第一牵引绳33偏角进行拉力方向修正，利用扭矩反推螺旋桨300的拉力，扭矩值大于拉力值，能够有效减小测试误差，提高对螺旋桨300产生的实际拉力测算结果的精度。
58.为方便检测重心位置，在本实施例的一些可选实施方式中，较为优选地，参照图至图5，尤其参照图5，使重心检测组件4包括第一部分和第二部分；第一部分包括支撑台41、压力传感组件42、纵向滑架43、压块44、第一弹簧45和第二弹簧46；支撑台41以能够调节高度的方式安装于测试平台1顶面；压力传感组件42安装于支撑台41顶面，压块44设于压力传感
器正上方；纵向滑架43纵向滑动安装于支撑台41；压块44通过第一弹簧45连接于纵向滑架43顶部，第二弹簧46安装于纵向滑架43底部与支撑台41底面之间；第二部分包括平衡架47和压力件48；平衡架47一端固定于转动架22且朝向支撑台41一侧延伸，压力件48安装于平衡架47另一端，且初始状态下，压力件48设于纵向滑架43顶面。
59.较优选地，如图5所示，使纵向滑架43包括顶部平板431、第一纵杆432和第二纵杆433；第一纵杆432和第二纵杆433均穿过支撑台41并且分设于压力传感组件42两侧；第一纵杆432的顶部和第二纵杆433的顶部均与顶部平板431的底面连接，第一纵杆432的底部和第二纵杆433的底部均设有底部挡块，第一纵杆432上位于支撑台41底面和第一纵杆432底部挡块之间的部位、以及第二纵杆433上位于支撑台41底面和第二纵杆433底部挡块之间的部位分别套设有第二弹簧46；压块44通过第一弹簧45连接于顶部平板431底面；初始状态下，压力件48设于顶部平板431顶面；当转动架22及转动架22上负载的重心位置位于转动架22转动中心正上方时，压力传感组件42示数为0，基于压力传感组件42的检测值来判断重心调节情况，利于完成重心调节的操作。
60.且较优选地，使平衡架47采用压轮架，压力件48则采用压轮，这样，当转动架22带着转动架轴20相对于基架21转动时，压轮被平衡架47推拉滚动，滚动摩擦下动作更平稳。
61.较为优选地，参照图1至图5，尤其参照图4和图5，重心调节组件5包括对称安装于转动架22两侧的第一调节座501和第二调节座502。第一调节座501和第二调节座502则分别包括各自的调节框51、调节滑轨52、第一配重块53和第二配重块54；其中：调节滑轨52设于调节框51内部，调节框51和调节滑轨52的延伸方向均垂直于转动架22的长度延伸方向，且沿调节框51的长度延伸方向：调节框51的中间部位固定连接于转动架22；第一配重块53和第二配重块54滑动安装于调节滑轨52，并且，第一配重块53和第二配重块54分设于调节框51中间部位的两侧，通过调整各个配重块的位置以完成中心调节的操作。
62.更具体且较佳地，可如图5所示，使上述的调节滑轨52包括第一调节螺杆521和第二调节螺杆522；第一配重块53螺纹套装于第一调节螺杆521外部，第二配重块54螺纹套装于第二调节螺杆522外部；调节框51、第一调节螺杆521和第二调节螺杆522的延伸方向均垂直于转动架22的长度延伸方向，且沿调节框51的长度延伸方向：调节框51的中间部位固定连接于转动架22，在调节框51的中间部位的两侧分别设有沿调节框51长度方向延伸的第一滑槽511和第二滑槽512，第一调节螺杆521转动安装于第一滑槽511内部，第二调节螺杆522转动安装于第二滑槽512内部，且第一调节螺杆521远离第二滑槽512的一端穿过调节框51长度方向上远离第二滑槽512一端的端面，第二调节螺杆522远离第一滑槽511的一端穿过调节框51长度方向上远离第一滑槽511一端的端面，在第一调节螺杆521伸出第一滑槽511的一端设第一旋钮5211，在第二调节螺杆522伸出于第二滑槽512的一端设第二旋钮5221，同时，使各个配重块分别通过沿调节框51长度方向延伸的凹凸导轨连接于各自的滑槽内壁，通过转动第一旋钮5211控制第一调节螺杆521转动，进而调节第一配重块53在第一调节螺杆521上的位置，以及，通过转动第二旋钮5221控制第二调节螺杆522转动，进而调节第二配重块54在第二调节螺杆522上的位置，以完成快速调节重心位置的操作；需要本领域技术人员注意的是：这只是本实施例的一种可选实施方式，并非对其进行的限制，改变各个配重块相对于各自导轨的结构和方式不限于此。
63.此外，本实施例中，为便于调节，还可在调节框51上设有沿调节框51长度延伸的刻
度以辅助调节。
64.为便于辅助测算第一牵引绳33的偏角，本实施例中，较为优选地但不限于，参照图3：使角度辅助计算组件6包括第一y向滑轨61、第二y向滑轨62、第一滑座63、第二滑座64、第一x向调节轨631、第二x向调节轨641、第一红外测距组件65、第二红外测距组件66、第一红外线反射件67以及第二红外线反射件68；其中：第一y向滑轨61和第二y向滑轨62在x向上间隔设于测试平台1的顶面且位于定位架31和转动架轴20之间；第一滑座63滑动安装于第一y向滑轨61，第二滑座64滑动安装于第二y向滑轨62，第一滑座63表面设第一x向调节轨631、第二滑座64表面设第二x向调节轨641，第一红外测距组件65滑动安装于第一x向调节轨631，第二红外测距组件66滑动安装于第二x向调节轨641；第一红外线反射件67和第二红外线反射件68间隔设于第一牵引绳33，上述各个滑轨可以但不限于采用滑槽结构，且较佳地但不限于，使第一滑座63顶面和第二滑座64顶面均设有x向刻度线69。通过基于两个滑座和两个红外测距组件的位置调整，从而对两个红外线反射件的高度进行检测，利于获取两个红外线反射件的高度差以参与计算，计算时：
65.cosa＝(x
1-x2)/√[(x
1-x2)2+(y
1-y2)2]；
[0066]
cosb＝(x
1-x2)/√[(x
1-x2)2+(z
1-z2)2]
[0067]
其中x1、x2为两个红外测距组件在坐标系中基于基准线在x向轴上的读数，y1、y2为两个红外测距组件在坐标系中基于基准线在y向轴上的读数，z1、z2为两个红外测距组件对第一牵引绳33的感应示数。
[0068]
优选在测试平台1顶面设x向基准线11和y向基准线12，同时在两个滑座顶面设x向刻度线，以提高可靠性，快速判断两个红外线反射件水平、竖直方向上的方位差，结合高度差判断第一牵引绳33的倾角，提升实用性。
[0069]
此外，本实施例中，优选地，参照图4和图5，使支撑架23底端通过高度调节组件安装于转动架22顶端，以获取多组高度数据，为使扭矩能够得到改变，进一步优选地，使支撑架23包括滑杆231和调节筒232，滑杆231滑动安装于调节筒232内部；该高度调节组件则可包括固定旋钮230和设于调节筒232筒壁上的螺纹孔；调节筒232安装或固定连接于转动架22顶端，固定旋钮230螺纹连接于设在调节筒232筒壁上的螺纹孔内部，用于将滑杆231固定于调节筒232；安装架24则固定于滑杆231顶端，为提高高度调节可靠性，还可以如图5所示，在滑杆231上设z向刻度线2311。
[0070]
此外，在本实施例的牵引机构3中，较佳地但不限于：第一拉力传感组件32的壳体上设有拉环321，第一牵引绳33远离转动架轴20的一端设有第一挂钩331，第一挂钩331钩挂于拉环321；和/或，定位架31采用板面沿竖直平面延伸的定位板，定位板上设有多个定位孔310，第一拉力传感组件32的壳体通过固定组件固定于至少一个定位孔310，该固定组件可以但不限于如图2所示包括固定连接于第一拉力传感组件32壳体后端的定位螺柱322和螺纹连接于该定位螺柱322以将穿过定位孔310的定位螺柱322定位在定位板上的螺母件323，利用多个定位孔310和固定组件对第一拉力传感组件32的固定位置进行调节。
[0071]
另外，在本实施例的一些较为优选的实施方式中，测试平台1顶面开设有基架安装孔，基架21则以可拆卸的方式安装于该基架安装孔内。
[0072]
另外，在本实施例的一些可选实施方式中，该无人机螺旋桨拉力测试装置还可以包括第二测试机构200，如图1、图2和图6所示，该第二测试机构200包括第二测试导轨7、后
架8、前架9、第二拉力传感组件10及第二牵引绳101；具体地：第二测试导轨7水平设于测试平台顶面；后架8固定连接于第二测试导轨7或测试平台顶面，或者，后架8通过摩擦垫块安装于第二测试导轨7。第二拉力传感组件10安装于后架8；前架9滑动安装于第二测试导轨7，且沿第二测试导轨7的延伸方向，前架9设于后架8的前侧；第二牵引绳101的一端连接于第二拉力传感组件10，第二牵引绳101的另一端连接于前架9，具体连接方式可以但不限于参考第一牵引绳33的端部连接结构。
[0073]
其中：第一可选结构中，如图6所示，前架9顶部固定有第二支撑架102，第二支撑架102顶部固定有第二安装架103，第二安装架103上安装有第二电机104，第二电机104的输出转轴用于安装需要测试的螺旋桨300。
[0074]
第二可选结构中，第一测试机构100中，支撑架23以能够拆装的方式固定安装于转动架22顶端，第二测试机构200中，前架9顶部设用于安装支撑架23的支撑架安装部，使第一测试机构100和第二测试机构200公用一套支撑架23、转动架22、安装架24以及电机241。
[0075]
在这些可选实施方式中，前架9与第二测试导轨7摩擦力小，由螺旋桨300驱动的前架9牵引后架8移动，进而根据第二拉力传感组件10的示数快速粗略测试螺旋桨300的牵引力(拉力)。当后架8通过摩擦垫块安装于第二测试导轨7，摩擦垫块则使后架8与第二测试导轨7之间有较大摩擦力，且该摩擦力大小受到摩擦垫块安装数量影响，安装有足够的摩擦垫块，就可使前架9无法牵引后架8，此时可由第二拉力传感组件10测得螺旋桨300的最大拉力，该测试得到的结果是粗略测试结果，可以与第一测试机构100进行配合使用，以满足测试者不同情况的测试需求。
[0076]
最后应说明的是：
[0077]
1、本说明书中，第一牵引绳33和第二牵引绳101应选用不易被牵引拉长的材质，例如但不限于金属丝等；
[0078]
2、本说明书中，“和/或”表示“和/或”前的结构与“和/或”后的结构同时或择一设置；
[0079]
3、本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可；本说明书中的以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种无人机螺旋桨拉力测试装置，其特征在于：包括测试平台(1)和第一测试机构(100)，所述第一测试机构(100)包括：架体(2)，包括基架(21)、转动架(22)、支撑架(23)以及安装架(24)；所述基架(21)固定于所述测试平台(1)顶面，所述基架(21)上转动安装有沿水平方向延伸且能够相对所述基架(21)绕自身轴线方向转动的转动架轴(20)，所述转动架(22)底端固定于所述转动架轴(20)；所述支撑架(23)底端安装于所述转动架(22)顶端；所述安装架(24)固定于所述支撑架(23)顶端；所述安装架(24)上安装有电机(241)，所述电机(241)的输出转轴用于安装需要测试的螺旋桨(300)，在所述电机(241)驱动所述螺旋桨(300)转动的工况下，所述转动架(22)能够在所述螺旋桨(300)提供的动力驱动下带着所述转动架轴(20)相对所述基架(21)转动；牵引机构(3)，包括定位架(31)、第一拉力传感组件(32)和第一牵引绳(33)；所述定位架(31)固定于所述测试平台(1)顶面；所述第一拉力传感组件(32)安装于所述定位架(31)；所述转动架轴(20)上设有与所述转动架轴(20)同步转动的转动部(201)，所述第一牵引绳(33)的一端固定于所述转动部(201)，所述第一牵引绳(33)的另一端连接于所述第一拉力传感组件(32)的施力端，以使初始状态下，所述第一牵引绳(33)被拉直于所述转动架轴(20)和所述第一拉力传感组件(32)之间，在所述转动架轴(20)具有转动趋势的状态下，所述第一牵引绳(33)具有被卷绕于所述转动架轴(20)上转动部(201)的运动趋势；重心检测调节组件，包括重心检测组件(4)和重心调节组件(5)，所述重心检测组件(4)一部分安装于所述测试平台(1)另一部分安装于所述转动架(22)，用于在初始状态下检测所述转动架(22)及所述转动架(22)上负载的重心是否位于所述转动架(22)转动中心正上方；所述重心调节组件(5)安装于所述转动架(22)，用于在初始状态下调整所述转动架(22)及所述转动架(22)上负载的重心位置；以及角度辅助计算组件(6)，所述角度辅助计算组件(6)一部分安装于所述第一牵引绳(33)另一部分安装于所述测试平台(1)顶面，以水平面内所述转动架轴(20)的延伸方向为y向、垂直于所述转动架轴(20)的延伸方向为x向，所述角度辅助计算组件(6)用于辅助测算所述第一牵引绳(33)分别与x向轴在水平方向和竖直方向之间的偏角。2.根据权利要求1所述的无人机螺旋桨拉力测试装置，其特征在于：所述重心检测组件(4)包括第一部分和第二部分；所述第一部分，包括支撑台(41)、压力传感组件(42)、纵向滑架(43)、压块(44)、第一弹簧(45)和第二弹簧(46)；所述支撑台(41)以能够调节高度的方式安装于所述测试平台(1)顶面；所述压力传感组件(42)安装于所述支撑台(41)顶面，所述压块(44)设于所述压力传感组件(42)正上方；所述纵向滑架(43)纵向滑动安装于所述支撑台(41)；所述压块(44)通过所述第一弹簧(45)连接于所述纵向滑架(43)顶部，所述第二弹簧(46)安装于所述纵向滑架(43)底部与所述支撑台(41)底面之间；所述第二部分包括平衡架(47)和压力件(48)；所述平衡架(47)一端固定于所述转动架(22)且朝向所述支撑台(41)一侧延伸，所述压力件(48)安装于所述平衡架(47)另一端，且初始状态下，所述压力件(48)设于所述纵向滑架(43)顶面。3.根据权利要求2所述的无人机螺旋桨拉力测试装置，其特征在于：所述平衡架(47)采用压轮架，所述压力件(48)采用压轮；
和/或，所述纵向滑架(43)包括顶部平板(431)、第一纵杆(432)和第二纵杆(433)；所述第一纵杆(432)和所述第二纵杆(433)均穿过所述支撑台(41)并且分设于所述压力传感组件(42)两侧；所述第一纵杆(432)的顶部和所述第二纵杆(433)的顶部均与所述顶部平板(431)的底面连接，所述第一纵杆(432)的底部和所述第二纵杆(433)的底部均设有底部挡块，所述第一纵杆(432)上位于所述支撑台(41)底面和所述第一纵杆(432)底部挡块之间的部位、以及所述第二纵杆(433)上位于所述支撑台(41)底面和所述第二纵杆(433)底部挡块之间的部位分别套设有所述第二弹簧(46)；所述压块(44)通过所述第一弹簧(45)连接于所述顶部平板(431)底面；初始状态下，所述压力件(48)设于所述顶部平板(431)顶面。4.根据权利要求1所述的无人机螺旋桨拉力测试装置，其特征在于：所述重心调节组件(5)包括对称安装于所述转动架(22)两侧的第一调节座(501)和第二调节座(502)；所述第一调节座(501)和所述第二调节座(502)分别包括各自的调节框(51)、调节滑轨(52)、第一配重块(53)和第二配重块(54)；所述调节滑轨(52)设于所述调节框(51)内部，所述调节框(51)和所述调节滑轨(52)的延伸方向均垂直于所述转动架(22)的长度延伸方向，且沿所述调节框(51)的长度延伸方向：所述调节框(51)的中间部位固定连接于所述转动架(22)；所述第一配重块(53)和所述第二配重块(54)滑动安装于所述调节滑轨(52)，并且，所述第一配重块(53)和所述第二配重块(54)分设于所述调节框(51)中间部位的两侧。5.根据权利要求1所述的无人机螺旋桨拉力测试装置，其特征在于：以竖直平面内垂直于所述x向和所述y向的方向为z向：所述角度辅助计算组件(6)包括第一y向滑轨(61)、第二y向滑轨(62)、第一滑座(63)、第二滑座(64)、第一x向调节轨(631)、第二x向调节轨(641)、第一红外测距组件(65)、第二红外测距组件(66)、第一红外线反射件(67)以及第二红外线反射件(68)；所述第一y向滑轨(61)和所述第二y向滑轨(62)在x向上间隔设于所述测试平台(1)的顶面且位于所述定位架(31)和所述转动架轴(20)之间；所述第一滑座(63)滑动安装于所述第一y向滑轨(61)，所述第二滑座(64)滑动安装于所述第二y向滑轨(62)，所述第一滑座(63)表面设所述第一x向调节轨(631)、所述第二滑座(64)表面设所述第二x向调节轨(641)，所述第一红外测距组件(65)滑动安装于所述第一x向调节轨(631)，所述第二红外测距组件(66)滑动安装于所述第二x向调节轨(641)；所述第一红外线反射件(67)和所述第二红外线反射件(68)间隔设于所述第一牵引绳(33)。6.根据权利要求5所述的无人机螺旋桨拉力测试装置，其特征在于：所述第一滑座(63)顶面和所述第二滑座(64)顶面均设有x向刻度线(69)，和/或，所述测试平台顶面设有x向基准线(11)和y向基准线(12)。7.根据权利要求1所述的无人机螺旋桨拉力测试装置，其特征在于：所述支撑架(23)底端通过高度调节组件安装于所述转动架(22)顶端。8.根据权利要求7所述的无人机螺旋桨拉力测试装置，其特征在于：所述支撑架(23)包括滑杆(231)和调节筒(232)，所述滑杆(231)滑动安装于所述调节筒(232)内部；
所述高度调节组件包括固定旋钮(230)和设于所述调节筒(232)筒壁上的螺纹孔；所述调节筒(232)安装或固定连接于所述转动架(22)顶端，所述固定旋钮(230)螺纹连接于设在所述调节筒(232)筒壁上的螺纹孔内部，用于将所述滑杆(231)固定于所述调节筒(232)；所述安装架(24)固定于所述滑杆(231)顶端。9.根据权利要求1所述的无人机螺旋桨拉力测试装置，其特征在于：所述牵引机构(3)中：所述第一拉力传感组件(32)的壳体上设有拉环(321)，所述第一牵引绳(33)远离所述转动架轴(20)的一端设有第一挂钩(331)，所述第一挂钩(331)钩挂于所述拉环(321)；和/或，所述定位架(31)采用板面沿竖直平面延伸的定位板，所述定位板上设有多个定位孔(310)，所述第一拉力传感组件(32)的壳体通过固定组件固定于至少一个所述定位孔(310)；和/或，所述转动架轴(20)上与所述转动架轴(20)同步转动的转动部(201)采用固定连接于所述转动架轴(20)一端的转轮，所述第一牵引绳(33)远离所述第一拉力传感组件(32)的一端固定于所述转轮。10.根据权利要求1所述的无人机螺旋桨拉力测试装置，其特征在于：所述无人机螺旋桨拉力测试装置还包括第二测试机构(200)，所述第二测试机构(200)包括第二测试导轨(7)、后架(8)、前架(9)、第二拉力传感组件(10)及第二牵引绳(101)；所述第二测试导轨(7)水平设于所述测试平台顶面；所述后架(8)固定连接于所述第二测试导轨(7)或所述测试平台顶面，或者，所述后架(8)通过摩擦垫块安装于所述第二测试导轨(7)；所述第二拉力传感组件(10)安装于所述后架(8)；所述前架(9)滑动安装于所述第二测试导轨(7)，且沿所述第二测试导轨(7)的延伸方向，所述前架(9)设于所述后架(8)的前侧；所述第二牵引绳(101)的一端连接于所述第二拉力传感组件(10)，所述第二牵引绳(101)的另一端连接于所述前架(9)；其中：所述前架(9)顶部固定有第二支撑架(102)，所述第二支撑架(102)顶部固定有第二安装架(103)，所述第二安装架(103)上安装有第二电机(104)，所述第二电机(104)的输出转轴用于安装需要测试的螺旋桨(300)；或者，所述第一测试机构(100)中，所述支撑架(23)以能够拆装的方式固定安装于所述转动架(22)顶端，所述第二测试机构(200)中，所述前架(9)顶部设用于安装所述支撑架(23)的支撑架(23)安装部。

技术总结
本发明提供一种无人机螺旋桨拉力测试装置，涉及无人机动力测试技术领域，包括测试平台和第一测试机构，该第一测试机构包括架体、牵引机构、重心检测调节组件以及角度辅助计算组件；架体包括基架、转动架、支撑架以及安装架，安装架上安装有电机，电机输出转轴用于安装螺旋桨；牵引机构包括定位架、第一拉力传感组件和第一牵引绳；重心检测调节组件用于检测和调节转动架及其负载的重心；角度辅助计算组件用于辅助测算第一牵引绳分别与X向轴在水平和竖直方向间的偏角。采用本发明测试无人机螺旋桨拉力，可消除或降低测试装置自身重力对力传感器测量数据的干扰，同时，可结合第一牵引绳偏角进行拉力方向修正，进而提高对螺旋桨拉力测算结果准确性。力测算结果准确性。力测算结果准确性。


技术研发人员：刘志军 李林杰 肖莹 李书田 张鑫
受保护的技术使用者：北京电子科技职业学院
技术研发日：2023.02.09
技术公布日：2023/4/21