专利名称：一种用于测量小型螺旋桨发动机推力和扭矩的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于结构设计领域，具体涉及一种用于测量小型螺旋桨发动机推力和扭矩的装置。
背景技术：
目前，用于获取小型螺旋桨发动机推力和扭矩的常用方法为理论计算或六分量天平测量。由于在测量过程中，有螺旋桨的存在，对于整个测量工作的建模仿真过程比较复杂并且最终的测量结果的可信度低。此外，在采用六分量天平测量方法进行测量时，对于六分量天平测量系统，六分量天平涉及多传感器融合技术，这样使得六分量天平测量方法的成本较高，并且六分量天平测量系统的整套装置搭建过程较为复杂，在使用所搭建的系统 时，需要的辅助测量设备较多，且需要辅助测量设备中的终端数据处理设备对传感器输出的数据进行处理，才能得到最终的测量结果，对于测量人员来说，这样操作较为繁琐，从而便捷性较差。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供了一种用于测量小型螺旋桨发动机推力和扭矩的装置，能够达到降低测量成本以及提高使用便捷性的目的。本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案一种用于测量小型螺旋桨发动机推力和扭矩的装置，包括测试平台座、扭矩传感器、转动限位环、第一光轴固定支架、光轴、直线滑动轴承、轴承固定座、发动机安装架、第二光轴固定支架、压力传感器、压力传感器固定座。该装置各组成部分之间的连接关系为测试平台座放置于地面上，测试平台座呈L型。在测试平台座的垂直于水平面的部分设置扭矩传感器，在测试平台座的平行于水平面的部分设置轴承固定座和压力传感器固定座，轴承固定座位于扭矩传感器与压力传感器固定座之间。扭矩传感器连接转动限位环，转动限位环通过其矩形端卡合在扭矩传感器开口端的矩形槽中。转动限位环连接光轴，光轴穿过直线滑动轴承连接至压力传感器，光轴平行于水平面。直线滑动轴承被固定安装在轴承固定座上，压力传感器被固定安装在压力传感器固定座上。在直线滑动轴承两侧的光轴上分别设置第一光轴固定支架和第二光轴固定支架，并使得这两个固定支架的上表面平行于水平面，其中，第一光轴固定支架位于转动限位环与直线滑动轴承之间。在第一光轴固定支架和第二光轴固定支架上布置发动机安装架，发动机安装架呈直角三角形状，发动机安装架的水平面板连接所述两个固定支架，在发动机安装架的垂直面板上端设置螺旋桨发动机，该螺旋桨发动机的转动主轴平行于光轴，并使螺旋桨发动机的螺旋桨桨面下缘不接触压力传感器的上表面，使得螺旋桨发动机启动后，螺旋桨产生的推力为水平方向且推力指向远离所述垂直面板。扭矩传感器和压力传感器分别通过数据线连接显示设备。[0009]有益效果(I)本实用新型所提供的装置，针对小型螺旋桨发动机只需要测量扭矩和推力的特点，采用了扭矩传感器和压力传感器，考虑到发动机被测量的传递方向，通过合理布置两个传感器的安装位置，并配置结构简单的辅助测量部件，从而达到了降低测量成本的目的。(2)本实用新型所提供的装置，辅助测量部件数量较少，结构简单，并且采用了直线滑动轴承和轴承固定座，通过将直线滑动轴承固定安装在轴承固定座上，使得光轴仅存 在沿轴向转动方向以及沿水平方向的运动，更进一步地，通过将光轴设置在位置已固定的扭矩传感器和压力传感器之间，使得光轴仅存在沿轴向转动方向以及沿水平方向的运动趋势，这样，对于测量人员来说，采用本实用新型所提供的装置能够方便地得到小型螺旋桨发动机的扭矩和推力值，从而达到了提高使用便捷性的目的。
图I为本实用新型所提供的装置的连接结构图；图2为本实用新型所提供的装置的工作原理图；其中，I-测试平台座，2-扭矩传感器，3-转动限位环，4-第一光轴固定支架，5-光轴，6-直线滑动轴承，7-轴承固定座，8-发动机安装架，9-第二光轴固定支架，10-压力传感器，11-压力传感器固定座，12-螺旋桨发动机。
具体实施方式
以下结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。本实用新型提供了一种用于测量小型螺旋桨发动机推力和扭矩的装置，图I为该装置的结构图。该装置包括测试平台座I、扭矩传感器2、转动限位环3、第一光轴固定支架4、光轴
5、直线滑动轴承6、轴承固定座7、发动机安装架8、第二光轴固定支架9、压力传感器10、压力传感器固定座11。本装置各组成部分之间的连接关系为测试平台座I放置于地面上，测试平台座I呈L型。在测试平台座I的垂直于水平面的部分设置扭矩传感器2，在测试平台座I的平行于水平面的部分设置轴承固定座7和压力传感器固定座11，轴承固定座7位于扭矩传感器2与压力传感器固定座11之间。扭矩传感器2连接转动限位环3，转动限位环3通过其矩形端卡合在扭矩传感器2开口端的矩形槽中。转动限位环3连接光轴5，光轴5穿过直线滑动轴承6连接至压力传感器10，光轴5平行于水平面。直线滑动轴承6被固定安装在轴承固定座7上，压力传感器10被固定安装在压力传感器固定座11上。在直线滑动轴承6两侧的光轴5上分别设置第一光轴固定支架4和第二光轴固定支架9，并使得这两个固定支架的上表面平行于水平面，其中，第一光轴固定支架4位于转动限位环3与直线滑动轴承6之间。在第一光轴固定支架4和第二光轴固定支架9上布置发动机安装架8，发动机安装架8呈直角三角形状，用以在测量过程中使得被测螺旋桨发动机12的位置固定，发动机安装架8的水平面板连接所述两个固定支架，在发动机安装架8的垂直面板上端设置螺旋桨发动机12，该螺旋桨发动机12的转动主轴平行于光轴5，并使螺旋桨发动机12的螺旋桨桨面下缘不接触压力传感器10的上表面，使得螺旋桨发动机12启动后，螺旋桨产生的推力为水平方向且推力的指向远离所述垂直面板。扭矩传感器2和压力传感器10分别通过数据线连接显示设备。图2示出了本实用新型所提供的装置的工作原理图。本装置的工作原理为当螺旋桨发动机12启动时，由于光轴5上固定有直线滑动轴承6，直线滑动轴承6对光轴5起限制作用，使得光轴5只能沿轴向进行水平运动和绕轴向的转动，更进一步地，光轴5位于位置已固定的扭矩传感器2和压力传感器10之间，这使得光轴5仅存在沿水平方向的运动趋势以及绕轴向转动的趋势。由于固定在发动机安装架8的垂直面板上的螺旋桨发动机12的转动主轴与光轴5平行，且螺旋桨发动机12与光轴5是通过发动机安装架8、第一光轴固定支架4和第二光 轴固定支架9固定在一起的，因此，光轴5上的扭矩NI就可表示螺旋桨发动机12的扭矩N(见参考文献《静力学》2004,01 32-32)。由于转动限位环3通过其矩形端卡合在扭矩传感器2的开口端的矩形槽中，这样，与转动限位环3连接的光轴5上的扭矩NI可通过转动限位环3传递给扭矩传感器2。当螺旋桨发动机12启动时，会产生一个沿水平方向且指向远离发动机安装架8的垂直面板的推力F，由于固定在发动机安装架8的垂直面板上的螺旋桨发动机12的转动主轴与光轴5平行，根据力的平移原理，光轴5上的沿水平方向、对压力传感器10的压力Fl就可表示推力F，F1即为所要测量的推力，Fl可通过压力传感器10得到。在力的平移过程中，会产生一个附加力矩N’，根据右手法则，该附加力矩N’的力矩方向垂直于纸面向里，即与水平方向垂直，这样不会影响到扭矩及推力的测量结果。下面进一步说明本实用新型所提供的装置的工作过程。启动螺旋桨发动机12之后，扭矩传感器2和压力传感器10分别将测量值通过数据线传送至显示设备，测量人员可通过显示设备获取螺旋桨发动机12的扭矩和推力的测量值，将所得到的扭矩测量值和推力测量值分别与采用转速计测得的螺旋桨发动机12的转速值进行数据拟合，从而得到“扭矩-转速”曲线和“推力-转速”曲线。综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求1.一种用于测量小型螺旋桨发动机推力和扭矩的装置，其特征在于，包括测试平台座(I)、扭矩传感器(2)、转动限位环(3)、第一光轴固定支架(4)、光轴(5)、直线滑动轴承(6)、轴承固定座(7)、发动机安装架(8)、第二光轴固定支架(9)、压力传感器(10)、压力传感器固定座(11); 该装置各组成部分之间的连接关系为 测试平台座(I)放置于地面上，测试平台座(I)呈L型；在测试平台座(I)的垂直于水平面的部分设置扭矩传感器(2)，在测试平台座(I)的平行于水平面的部分设置轴承固定座(7)和压力传感器固定座(11)，轴承固定座(7)位于扭矩传感器(2)与压力传感器固定座(11)之间；扭矩传感器(2)连接转动限位环(3)，转动限位环(3)通过其矩形端卡合在扭矩传感器⑵开口端的矩形槽中；转动限位环⑶连接光轴(5)，光轴(5)穿过直线滑动轴承(6)连接至压力传感器(10)，光轴(5)平行于水平面；直线滑动轴承(6)被固定安装在轴承固定座(7)上，压力传感器(10)被固定安装在压力传感器固定座(11)上；在直线滑动轴 承(6)两侧的光轴(5)上分别设置第一光轴固定支架(4)和第二光轴固定支架(9)，并使得这两个固定支架的上表面平行于水平面，其中，第一光轴固定支架(4)位于转动限位环(3)与直线滑动轴承(6)之间；在第一光轴固定支架(4)和第二光轴固定支架(9)上布置发动机安装架(8)，发动机安装架(8)呈直角三角形状，发动机安装架(8)的水平面板连接所述两个固定支架，在发动机安装架(8)的垂直面板上端设置螺旋桨发动机(12)，该螺旋桨发动机(12)的转动主轴平行于光轴(5)，并使螺旋桨发动机(12)的螺旋桨桨面下缘不接触压力传感器(10)的上表面，使得螺旋桨发动机(12)启动后，螺旋桨产生的推力为水平方向且力的指向远离所述垂直面板；扭矩传感器(2)和压力传感器(10)分别通过数据线连接显示设备。
专利摘要本实用新型公开了一种用于测量小型螺旋桨发动机推力和扭矩的装置，能够达到降低测量成本以及提高使用便捷性的目的；该装置包括测试平台座、扭矩传感器、转动限位环、第一光轴固定支架、光轴、直线滑动轴承、轴承固定座、发动机安装架、第二光轴固定支架、压力传感器、压力传感器固定座；启动螺旋桨发动机之后，扭矩传感器和压力传感器分别将测量值通过数据线传送至显示设备，测量人员可通过显示设备获取螺旋桨发动机的扭矩和推力的测量值；测量人员将所得到的扭矩测量值和推力测量值分别与采用转速计测得的螺旋桨发动机的转速值进行数据拟合，计算得到“扭矩-转速”曲线和“推力-转速”曲线。
文档编号G01L3/00GK202511930SQ201220064250
公开日2012年10月31日 申请日期2012年2月23日 优先权日2012年2月23日
发明者刘志军, 吴炎烜, 王正杰 申请人:北京理工大学
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