发明名称 一种螺旋桨综合测试系统
摘要 本发明公开了一种螺旋桨综合测试系统。它包括:一个上位机、一个螺旋桨驱动测试机构、一个目标螺旋桨、一个投影仪、一个高速摄像机和一个大型水缸,所述螺旋桨驱动测试机构是一个安装在所述大型水缸中的螺旋桨驱动机构,通过CANbus总线与所述上位机相连,该机构包括一个伺服电机驱动器、一个伺服电机、一个扭矩传感器、两个拉力计、两根锁链、一个姿态传感器、一个框型移动固定机构,所述螺旋桨驱动机构用于控制实现测试螺旋桨在不同的转动速度和不同驱动方向情况下的静态和动态扭矩、水中推力和侧向不平衡力的静态动态特性。本系统可以实现螺旋桨的静态和动态特性测试功能和在极端测试情况下的桨叶扭曲现象。
申请公布号 CN103743557B 申请公布日期 2016.02.17
申请号 CN201410001553.9 申请日期 2014.01.02
申请人 上海大学 发明人 唐智杰;刘平龙;罗均;谢少荣
分类号 G01M13/00(2006.01)I 主分类号 G01M13/00(2006.01)I
代理机构 上海上大专利事务所(普通合伙) 31205 代理人 何文欣
主权项 一种螺旋桨综合测试系统,它包括一个上位机(1)、一个螺旋桨驱动测试机构(2)、一个目标螺旋桨(3)、一个投影仪(4)、一个高速摄像机(5)和一个大型水缸(6),其特征在于:所述大型水缸(6)的四周壁和底壁为透明玻璃;所述螺旋桨驱动测试机构(2)连接目标螺旋桨(3)而置于大型水缸(6)内的水中;所述投影仪(4)置于大型水缸(6)底部下方,所述摄像机(5)置于大型水缸(6)外侧面;所述螺旋桨驱动测试机构(2)、投影仪(4)和高速摄像机(5)连接所述上位机(1);通过调整所述大型水缸(6)中的水位可以实现对船用半浸桨、全浸桨和小飞机桨叶的不同类型螺旋桨的综合测试;所述螺旋桨驱动测试机构(2)通过CANbus总线与所述上位机(1)相连;该述螺旋桨驱动测试机构(2)包括一个伺服电机驱动器(101)、一个伺服电机(102)、一个扭矩传感器(103)、两个拉力计(104a、104b)、两根锁链(105a、105b)、一个姿态传感器(106)和一个框型移动固定机构;所述框型移动固定机构包括框形固定架(107)、两个联轴器(108、109)、输入轴(110)、四根支撑杆(111)、三块支撑板(112)、第一轴承端盖(113)、第二轴承端盖(114)、两个深沟球轴承(115、116)、主动弧齿锥齿轮(117)、从动弧齿锥齿轮(118)、箱盖(119)、方形齿轮箱(120)、输出轴(121)和滑杆(122);所述滑杆(122)通过螺钉固定与所述大型水缸(6)上方铁架相连;所述滑杆(122)穿过所述框形固定架(107)与框形固定架(107)的穿孔滑配,使所述框形固定架(107)可在所述滑杆(122)上自由滑动;所述拉力计(104a、104b)分别固定于所述大型水缸(6)上方两端,通过所述锁链(105a、105b)连接于所述框形固定架(107)左右两侧;所述伺服电机驱动器(101)分别与所述伺服电机(102)和所述上位机(1)相连,所述伺服电机驱动器(101)和所述伺服电机(102)一起通过螺钉固定在所述框形固定架(107)上;所述扭矩传感器(103)一端经所述联轴器甲(108)连接所述伺服电机(102)输出轴,所述扭矩传感器(103)而下端通过所述联轴器乙(109)连接到所述输入轴(110);所述四根支撑杆(111)的上端通过螺母固定连接所述框形固定架(107),另一端通过螺纹固定连接到所述方形齿轮箱(120);所述支撑杆(111)通过过渡配合固定从上至下穿过三个支撑板(112);所述主动弧齿锥齿轮(117)通过轴肩与键固定安装在所述输入轴(110)上;所述一个深沟球轴承(115)通过过盈配合与轴肩固定连接所述输入轴(110),并通过过盈配合固定安装在所述方形齿轮箱(120)上;所述第一轴承端盖(113)通过螺钉固定安装在所述方形齿轮箱(120)上;所述从动弧齿锥齿轮(118)通过轴肩与键固定安装连接所述输出轴(121);所述另一个深沟球轴承(116)通过过盈配合固定安装在所述方形齿轮箱(120)上;所述第一轴承端盖(113)和第二轴承端盖(114)分别通过螺钉固定安装于两轴承处;所述箱盖(119)通过螺钉固定安装在所述方形齿轮箱(120)上,用于安装密封的目的;所述姿态传感器(106)通过螺钉固定于所述方形齿轮箱(120)底部;所述目标螺旋桨(3)通过销钉固定安装在所述输出轴(121)上;通过调整所述锁链(105a、105b)的长短来实现螺旋桨驱动测试模式的静态和动态的切换,完成固定静态情况下测试所述目标螺旋桨(3)在不同转速下的测试模式和所述目标螺旋桨(3)驱动整个固定机构在所述滑杆(122)上运动一定距离情况下,不同转速的动态测试模式;通过所述拉力计(104a、104b)实现所述目标螺旋桨(3)在旋转推动情况下轴向推力的在线测试;通过所述姿态传感器(106)实现对螺旋桨驱动情况下机构姿态的监测,以实现对螺旋桨侧向不平衡力的监测和计算,通过姿态角度的变化情况来反映螺旋桨的平衡特性;通过调整所述两个弧齿锥齿轮(118、119)之间的齿轮齿数比,来实现高速、低速测试模式的切换;所述扭矩传感器用于测试所述目标螺旋桨(3)在不同测试模式下的等效扭矩。
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