详情

原文传递一种微型无人机的动力测试系统及方法

专利名称：	一种微型无人机的动力测试系统及方法
摘要：	本发明公开一种微型无人机的动力测试系统及方法，系统中，导轨水平设置且固定安装在固定装置上，传力杆滑动设置于导轨上并能沿导轨水平滑动；压力传感器设置于固定装置上并与传力杆的一端接触；扭矩传感器设置于传力杆的另一端，扭矩传感器上安装有能够与微型无人机动力装置相连的电机安装底板；转速检测单元设置于能够检测微型无人机动力装置转速的位置；压力传感器、扭矩传感器和转速检测单元均与信号采集预处理电路连接，信号采集预处理电路还能够与微型无人机动力装置电池相连。本发明能够同时测量动力系统的推力、扭矩、转速、电压、电流以及功率等数据，为整个微型无人机的动力系统提供了数据支撑。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安交通大学
发明人：	徐宇航;李利波;姚乙龙;张智豪;陈洋;赵立刚;刘子瑜;杨一鸣;王秋旺
专利状态：	有效
申请日期：	2021-12-29T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-04T00:00:00+0800
申请号：	CN202111644880.2
公开号：	CN114132527A
代理机构：	西安通大专利代理有限责任公司
代理人：	姚咏华
分类号：	B64F5/60;B;B64;B64F;B64F5;B64F5/60
申请人地址：	710049 陕西省西安市咸宁西路28号
主权项：	1.一种微型无人机的动力测试系统，其特征在于，包括固定装置、导轨(1-3)、传力杆(1-4)、压力传感器(1-2)、扭矩传感器(2-1)、转速检测单元和信号采集预处理电路；导轨(1-3)水平设置且固定安装在固定装置上，传力杆(1-4)滑动设置于导轨(1-3)上并能沿导轨(1-3)水平滑动；压力传感器(1-2)设置于固定装置上并与传力杆(1-4)的一端接触；扭矩传感器(2-1)设置于传力杆(1-4)的另一端，扭矩传感器(2-1)上安装有能够与微型无人机动力装置相连的电机安装底板(1-1)；转速检测单元设置于能够检测微型无人机动力装置转速的位置；压力传感器(1-2)、扭矩传感器(2-1)和转速检测单元均与信号采集预处理电路连接，信号采集预处理电路还能够与微型无人机动力装置电池相连。 2.根据权利要求1所述的一种微型无人机的动力测试系统，其特征在于，转速检测单元采用霍尔转速传感器(2-2)，霍尔转速传感器(2-2)安装于扭矩传感器(2-1)上，能够检测微型无人机动力装置螺旋桨的转速。 3.根据权利要求1所述的一种微型无人机的动力测试系统，其特征在于，所述固定装置包括底板、底部基座(3-3)和中间立柱铝型材(3-2)，底部基座(3-3)采用四根铝型材，四根铝型材固定设置于底板上且一端分别与中间立柱铝型材(3-2)下端的四面连接，导轨(1-3)的一端与中间立柱铝型材(3-2)的上端垂直连接，导轨(1-3)的上侧面与中间立柱铝型材(3-2)的上端面平齐，压力传感器(1-2)安装在中间立柱铝型材(3-2)上端的侧面，传力杆(1-4)与导轨(1-3)平行设置并位于中间立柱铝型材(3-2)的上方。 4.根据权利要求1所述的一种微型无人机的动力测试系统，其特征在于，信号采集预处理电路包括第一采样调理电路和第二采样调理电路，压力传感器(1-2)、扭矩传感器(2-1)和微型无人机动力装置电池均连接有第一采样调理电路连接且与第一采样调理电路的输入端连接，转速检测单元与第二采样调理电路连接。 5.根据权利要求4所述的一种微型无人机的动力测试系统，其特征在于，第一采样调理电路包括精密差分运算放大器(4-2)、低噪声运算放大器(4-5)和第一电压跟随器(4-7)，精密差分运算放大器(4-2)的同相输入端和反向输入端作为第一采样调理电路的输入端，精密差分运算放大器(4-2)的增益电阻连接端口连接有第一电阻(4-1)，精密差分运算放大器(4-2)的输出端与低噪声运算放大器(4-5)的同相输入端连接且连接线路上设有第二电阻(4-3)，低噪声运算放大器(4-5)的反向输入端接地且接地线路上设有第三电阻(4-4)，低噪声运算放大器(4-5)的反向输入端与输出端之间通过线路连接有第四电阻(4-4-1)，低噪声运算放大器(4-5)的输出端与第一电压跟随器(4-7)的同相输入端连接且连接线路上设有第五电阻(4-6)，第一电压跟随器(4-7)的同相输入端接地且接地线路上设有第六电阻(4-6-1)。 6.根据权利要求5所述的一种微型无人机的动力测试系统，其特征在于，第一电阻(4-1)的阻值为50Ω-49.5kΩ，第二电阻(4-3)的阻值为10kΩ，第三电阻(4-4)的阻值为10kΩ-20kΩ，第四电阻(4-4-1)的阻值为10kΩ-20kΩ，第五电阻(4-6)的阻值为10kΩ-20kΩ，第六电阻(4-6-1)的阻值为10kΩ-20kΩ。 7.根据权利要求4所述的一种微型无人机的动力测试系统，其特征在于，第二采样调理电路包括第二电压跟随器(4-9)、运算放大器(4-11)、比较器(4-13)和第三电压跟随器(4-15)，第二电压跟随器(4-9)的同相输入端接地且接地线路上设有第七电阻(4-8)，第二电压跟随器(4-9)的同相输入端与转速检测单元的输出端连接且连接线路上设有第八电阻(4-8-1)，第二电压跟随器(4-9)的输出端与运算放大器(4-11)的同相输入端连接且连接线路上串联有第九电阻(4-10)和第十电阻(4-10-1)，第九电阻(4-10)和第十电阻(4-10-1)之间通过第一电容(4-10-2)接地，第九电阻(4-10)和第十电阻(4-10-1)之间还通过第二电容(4-10-3)与运算放大器(4-11)反向输入端以及输出端连接，运算放大器(4-11)的输出端与比较器(4-13)的反向输入端连接，比较器(4-13)的正向输入端接地且线路上设有参考电压源(4-12)，比较器(4-13)的输出端与第三电压跟随器(4-15)的正向输入端连接且连接线路上设有第十一电阻(4-14)，第三电压跟随器(4-15)的正向输入端接地且线路上设有第十二电阻(4-14-1)。 8.根据权利要求8所述的一种微型无人机的动力测试系统，其特征在于，第七电阻(4-8)的阻值为1kΩ，第八电阻(4-8-1)的阻值为9kΩ，第九电阻(4-10)的阻值为13.7kΩ，第十电阻(4-10-1)的阻值为5.6kΩ，第一电容(4-10-2)的阻值为10nF，第二电容(4-10-3)的电容值为33nF，参考电压源(4-12)的电容值为10uF，第十一电阻(4-14)的阻值为4kΩ，第十二电阻(4-14-1)的阻值为6kΩ。 9.一种微型无人机的动力测试方法，其特征在于，该测试方法利用权利要求1-8任意一项所述的微型无人机的动力测试系统进行，包括如下过程：将微型无人机被测试动力装置固定在电机安装底板(1-1)上；将被测动力装置的电池接入电源接口，进行供电；将被测动力装置提升至最大动力，通过压力传感器(1-2)以及扭矩传感器(2-1)测量力；通过信号采集预处理电路接收并处理压力传感器(1-2)检测的压力数据、扭矩传感器(2-1)检测的扭矩数据、动力装置电池的电压及电流数据以及动力装置转速数据，实现对微型无人机的动力测试。
所属类别：	发明专利