本實用新型涉及空氣螺旋槳測試技術領域，具體而言，涉及一種螺旋槳測試臺架。

背景技術：

螺旋槳是一種靠槳葉在空氣中旋轉將發(fā)動機轉動功率轉化為推進力或升力的裝置。它由多個槳葉和中央的槳轂組成，螺旋槳旋轉時，槳葉不斷把大量空氣向后(或向下)推去，利用空氣對其的反作用力，在槳葉上產(chǎn)生一向前(或向上)的力，即推進力。螺旋槳廣泛應用于亞音速飛機的活塞式和渦輪螺旋槳發(fā)動機、以及直升機的旋翼和尾槳。為了提高螺旋槳的啟動效率和收折能力，以及在實踐中發(fā)現(xiàn)新的設計方式，往往需要對螺旋槳的縮比模型進行測試與研究，因此需要對螺旋槳進行固定并采集參數(shù)。

現(xiàn)有的測試方法主要是將螺旋槳的槳轂通過主軸與電機固定連接，通過電機驅動螺旋槳轉動，并將螺旋槳安裝在支架上，支架上設置有傳感器，通過傳感器對螺旋槳運行中主軸的各項參數(shù)進行測量。

然而，本申請發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用現(xiàn)有的測試方法，往往只能對某個單一的變量進行測量(例如：螺旋槳的升力、或螺旋槳對主軸的扭矩等)，無法做到同時對螺旋槳主軸上的多個力與力矩進行測量。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種螺旋槳測試臺架，以緩解現(xiàn)有的測量方法在使用過程中，無法做到同時對螺旋槳主軸上的多個力與力矩進行測量的技術問題。

一種螺旋槳測試臺架，包括：測試臺架本體，設置在所述測試臺架本體內(nèi)的電機，與所述電機連接的螺旋槳主軸，與所述電機連接、用于測量所述螺旋槳主軸扭矩的扭矩傳感器，設置在所述測試臺架本體下方、且與所述測試臺架本體通過六維力傳感器連接的底座；使用時，所述螺旋槳主軸由所述測試臺架本體的頂端伸出。

實際使用時，所述電機為雙軸電機，所述雙軸電機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的頂端、所述第二輸出端位于所述電機的底端；所述螺旋槳主軸設置在所述第一輸出端上，所述扭矩傳感器設置在所述第二輸出端上。

其中，所述測試臺架本體的頂端設置有軸承座，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)設置有調心球軸承。

實際應用時，本實用新型提供的螺旋槳測試臺架還包括：制動裝置；所述制動裝置包括：與所述螺旋槳主軸固定連接的制動盤，以及與所述測試臺架本體固定連接的電磁制動器。

其中，本實用新型提供的螺旋槳測試臺架還包括：測速裝置；所述測速裝置包括：設置在所述制動盤上的測速孔，以及與所述測速孔匹配設置的、固定在所述測試臺架本體上的計數(shù)傳感器。

實際應用時，本實用新型提供的螺旋槳測試臺架還包括：減速裝置，所述減速裝置設置在所述電機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：與所述測試臺架本體固定設置的齒輪底盤，所述齒輪底盤上設置有底盤外圈，與所述底盤外圈內(nèi)側匹配設置的外齒圈，與所述外齒圈匹配設置的多個行星輪，與多個所述行星輪匹配設置的太陽輪，與多個所述行星輪軸心活動連接的行星架；所述太陽輪與所述電機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)側與所述外齒圈外側對應設置有多個凹槽，所述固定架底端設置有與多個所述凹槽匹配、且用于固定所述外齒圈的凸起。

實際應用時，所述測試臺架本體包括：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置，所述支架分別與所述頂板和所述底板的三個頂點連接；所述軸承座設置在所述頂板上，所述扭矩傳感器設置在所述底板上。

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型所述的螺旋槳測試臺架具有以下優(yōu)勢：

本實用新型提供的螺旋槳測試臺架中，包括：測試臺架本體，設置在測試臺架本體內(nèi)的電機，與電機連接的螺旋槳主軸，與電機連接、用于測量螺旋槳主軸扭矩的扭矩傳感器，設置在測試臺架本體下方、且與測試臺架本體通過六維力傳感器連接的底座；使用時，螺旋槳主軸由測試臺架本體的頂端伸出。由此分析可知，使用本實用新型提供的螺旋槳測試臺架，螺旋槳主軸由測試臺架本體的頂端伸出，待測試的螺旋槳與螺旋槳主軸伸出部分連接，當電機帶動螺旋槳主軸轉動時，待測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)能夠通過螺旋槳主軸傳遞到扭矩傳感器上，并且待測試的螺旋槳產(chǎn)生的三個軸的力以及三個軸的力矩能夠通過測試臺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的過程中六維力傳感器位置始終固定，從而確保測試的順利進行，因此使用本實用新型提供的螺旋槳測試臺架，能夠緩解現(xiàn)有的測量方法在使用過程中，無法做到同時對螺旋槳主軸上的多個力與力矩進行測量的技術問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的螺旋槳測試臺架的軸側視圖；

圖2為本實用新型實施例提供的螺旋槳測試臺架的主視示意圖；

圖3為圖1中A部分局部放大圖；

圖4為本實用新型實施例提供的螺旋槳測試臺架中減速裝置的爆炸示意圖。

附圖標記：

10－測試臺架本體，11－軸承座，12－電磁制動器，13－計數(shù)傳感器，101－頂板，102－底板，103－支架；

20－電機，21－第一輸出端；

30－螺旋槳主軸，31－制動盤，311－測速孔；

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－太陽輪，55－行星架，56－固定架，561－凸起，57－凹槽；

60－底座。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，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、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“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重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

圖1為本實用新型實施例提供的螺旋槳測試臺架的軸側視圖；圖2為本實用新型實施例提供的螺旋槳測試臺架的主視示意圖；圖3為圖1中A部分局部放大圖；圖4為本實用新型實施例提供的螺旋槳測試臺架中減速裝置的爆炸示意圖。

如圖1－圖2所示，本實用新型實施例提供一種螺旋槳測試臺架，包括：測試臺架本體10，設置在測試臺架本體10內(nèi)的電機20，與電機20連接的螺旋槳主軸30，與電機20連接、用于測量螺旋槳主軸30扭矩的扭矩傳感器40，設置在測試臺架本體10下方、且與測試臺架本體10通過六維力傳感器41連接的底座60；使用時，螺旋槳主軸30由測試臺架本體10的頂端伸出。

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型實施例提供的螺旋槳測試臺架具有以下優(yōu)勢：

本實用新型實施例提供的螺旋槳測試臺架中，如圖1－圖2所示，包括：測試臺架本體10，設置在測試臺架本體10內(nèi)的電機20，與電機20連接的螺旋槳主軸30，與電機20連接、用于測量螺旋槳主軸30扭矩的扭矩傳感器40，設置在測試臺架本體10下方、且與測試臺架本體10通過六維力傳感器41連接的底座60；使用時，螺旋槳主軸30由測試臺架本體10的頂端伸出。由此分析可知，使用本實用新型實施例提供的螺旋槳測試臺架，螺旋槳主軸30由測試臺架本體10的頂端伸出，待測試的螺旋槳與螺旋槳主軸30伸出部分連接，當電機20帶動螺旋槳主軸30轉動時，待測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)能夠通過螺旋槳主軸30傳遞到扭矩傳感器40上，并且待測試的螺旋槳產(chǎn)生的三個軸的力以及三個軸的力矩能夠通過測試臺架本體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的過程中六維力傳感器41位置始終固定，從而確保測試的順利進行，因此使用本實用新型實施例提供的螺旋槳測試臺架，能夠緩解現(xiàn)有的測量方法在使用過程中，無法做到同時對螺旋槳主軸30上的多個力與力矩進行測量的技術問題。

此處需要補充說明的是，采用扭矩傳感器40和六維力傳感器41同時對螺旋槳主軸30進行監(jiān)測，能夠有效地實現(xiàn)對螺旋槳主軸30三方向力與三方向扭矩的測量，能降低各通道測量干擾。

實際使用時，為了使扭矩傳感器的測量結果更精確，如圖1－圖2所示，電機20為雙軸電機，雙軸電機包括第一輸出端21和第二輸出端，且第一輸出端21位于電機20的頂端、第二輸出端位于電機20的底端；螺旋槳主軸30設置在第一輸出端21上，扭矩傳感器40設置在第二輸出端上，采用此種設置，扭矩傳感器40更穩(wěn)定，在電機20運轉的過程中，扭矩傳感器40不容易晃動，從而降低因扭矩傳感器40在電機20運轉的過程中晃動而干擾測量結果的幾率。

其中，為了使螺旋槳主軸30運轉更流暢，如圖1－圖3所示，測試臺架本體10的頂端設置有軸承座11，螺旋槳主軸30由軸承座11中伸出，在螺旋槳主軸30運轉過程中，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與測試臺架本體10之間的摩擦力，使螺旋槳主軸30運轉更流暢。

具體地，為了能夠承受螺旋槳主軸30對軸承座11的軸向力與徑向力，軸承座11內(nèi)設置有調心球軸承，調心球軸承外圈滾道橫截面呈球面形，具有自動調心性。

實際應用時，為了實現(xiàn)對螺旋槳主軸30的制動，如圖1－圖3所示，本實用新型實施例提供的螺旋槳測試臺架還包括：制動裝置；制動裝置包括：與螺旋槳主軸30固定連接的制動盤31，以及與測試臺架本體10固定連接的電磁制動器12，電磁制動器12內(nèi)設置有夾具和電磁鐵，當電磁制動器12通電后，夾具在電磁鐵的作用下開啟，制動盤31隨螺旋槳主軸30轉動；當電磁制動器12斷電后，電磁鐵失去磁性，夾具閉合，夾住制動盤31，制動盤31在摩擦力的作用下停止轉動，進而帶動螺旋槳主軸30停止轉動。

其中，為了實時監(jiān)測螺旋槳主軸30的轉速，如圖2－圖3所示，本實用新型實施例提供的螺旋槳測試臺架還包括：測速裝置；測速裝置包括：設置在制動盤31上的測速孔311，以及與測速孔311匹配設置的、固定在測試臺架本體10上的計數(shù)傳感器13，計數(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置在制動盤31兩側，并保證紅外線能夠穿過測速孔311，制動盤31轉動時，制動盤31阻擋紅外線，使紅外線無法被紅外線接收器接收，當測速孔311轉至紅外線發(fā)射器以及紅外線接收器之間時，紅外線穿過測速孔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后計數(shù)一次，根據(jù)兩次計數(shù)之間的間隔時間，能夠算出測速孔311轉動一周所需的時間，進而得出螺旋槳主軸30的轉速，從而能夠觀察各個變量(即扭矩以及力在空間三個方向上的分量)隨轉速變化的變化情況。

實際應用時，為了降低螺旋槳主軸30的轉速，增大電機20輸出扭矩，如圖1－圖2所示，本實用新型實施例提供的螺旋槳測試臺架還包括：減速裝置50，減速裝置50設置在電機20的第一輸出端21與螺旋槳主軸30之間。

其中，為了便于調節(jié)減速裝置50的傳動比，如圖4所示，減速裝置50包括：與測試臺架本體10固定設置的齒輪底盤51，齒輪底盤51上設置有底盤外圈511，與底盤外圈511內(nèi)側匹配設置的外齒圈52，與外齒圈52匹配設置的多個行星輪53，與多個行星輪53匹配設置的太陽輪54，與多個行星輪53軸心活動連接的行星架55；太陽輪54與電機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，實際使用時，外齒圈52與底盤外圈511相對固定，太陽輪54為動力輸入部分，行星架55為動力輸出部分，減速比為：外齒圈齒數(shù)/太陽輪齒數(shù)+1(例如：外齒圈齒數(shù)為144，太陽輪齒數(shù)為18，則減速比為9)，因此通過調整外齒圈齒數(shù)以及太陽輪齒數(shù)，能夠按照需要選擇合適的減速比。

此外，本實用新型實施例提供的螺旋槳測試臺架，裝置小而簡單，且減速裝置50自主設計而不采用成品減速器，減少冗余部件，結構緊湊，能夠在空間有限的測試環(huán)境下工作。

具體地，為了降低減速裝置50和電機20在制動過程中損壞的幾率，如圖4所示，減速裝置50還包括：固定架56；底盤外圈511內(nèi)側與外齒圈52外側對應設置有多個凹槽57，固定架56底端設置有與多個凹槽57匹配、且用于固定外齒圈52的凸起561，在測試過程中，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的相對固定，從而實現(xiàn)電機20驅動減速裝置50運轉，當需要制動時，應當先將固定架56向上撥動，使凸起561從凹槽57中脫出，進而使外齒圈52能夠相對底盤外圈511運動，再使用電磁制動器12制動，從而避免因直接使用電磁制動器12制動，造成齒面過載，進而損壞減速裝置50以及電機。

實際應用時，為了進一步降低測試臺架本體10的體積，如圖1－圖3所示，測試臺架本體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設置，支架103分別與頂板101和底板102的三個頂點連接；軸承座11設置在頂板101上，扭矩傳感器40設置在底板102上，采用此種設置，通過對各零件的合理布局，能夠有效降低本實用新型實施例提供的螺旋槳測試臺架的體積，并且使用者能夠直觀地觀察各零件的運轉狀態(tài)，對發(fā)現(xiàn)的問題及時處理。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。