一种扑翼飞行器的性能测量装置

    技术2026-08-14  10


    本技术属于测量飞行器性能仪器,具体涉及一种能够提供风速的设备,能够测量扑翼飞行器运动时在不同方向产生力学性能和运动频率的设备,以及测量能耗的设备。


    背景技术:

    1、目前,随着电子设备和复合材料技术的不断发展,扑翼飞行器装备被广泛研制,扑翼飞行器通过翅翼的扑动产生力来维持飞行状态,而扑动过程中,空气流体环境较为复杂且翅翼会发生不定量变形,产生难以定量计算的力学性能,因此测量扑翼飞行器在不同飞行环境下产生的力学性能和能耗情况成为研究扑翼飞行器的重要方面。


    技术实现思路

    1、本实用新型针对现有技术的不足,提供一种测量扑翼飞行器性能装置,能够有效测量扑翼飞行器在不同的运动频率和风速下分别在垂直方向和水平方向产生的力学性能,并能测量出不同时刻的能耗情况;

    2、为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:

    3、一种扑翼飞行器的性能测量装置,包括扑翼飞行器、力传感器系统、频率测量系统、直流稳压电源、风洞装置、工控机、底座;

    4、扑翼飞行器与力传感器系统连接,通过力传感器系统采集扑翼飞行器扑动过程中分别在垂直方向和水平方向上产生力数据;

    5、力传感器系统设置在底座上,通过数据线与工控机连接,将数据传送给工控机;

    6、频率测量系统设置在底座上,安装在扑翼飞行器的正后方,测量扑翼飞行器的扑动频率;频率测量系统通过数据线连接工控机,将频率数据传送给工控机;

    7、扑翼飞行器通过数据线连接直流稳压电源,直流稳压电源给扑翼飞行器提供驱动电源;

    8、直流稳压电源设置在底座上,通过数据线连接工控机,将电源数据传送给工控机;

    9、风洞装置设置在底座上,且扑翼飞行器位于风洞装置的中间,风洞装置给扑翼飞行器提供不同来流速度;

    10、工控机用于处理力传感器系统、频率测量系统、直流稳压电源的测量数据,底座设置在地面,保持底座顶部端面的水平度。

    11、在上述方案的基础上,作为优选,力传感器系统包括升力支架、升力传感器、推力支架、推力传感器、力传感器支架ⅰ、力传感器支架ⅱ、放大器ⅰ、放大器ⅱ、变压器ⅰ、变压器ⅱ、数据采集卡。

    12、升力支架一端与扑翼飞行器连接,另一端与升力传感器连接,且升力支架为竖直方向;

    13、推力支架一端与升力传感器连接,另一端与推力传感器连接,且推力支架为水平方向;

    14、力传感器支架ⅱ一端与力传感器支架ⅰ连接,另一端与推力传感器连接;

    15、力传感器支架ⅰ一端与力传感器直接ⅱ连接,另一端与底座连接,且力传感器支架ⅰ为垂直方向;

    16、升力传感器、推力传感器均为单方向的压力传感器,升力传感器用于测量扑翼飞行器在垂直方向产生的力,推力传感器用于测量扑翼飞行器在水平方向产生的力;

    17、放大器ⅰ设置在底座上,一端通过数据线连接升力传感器,另一端通过数据线连接数据采集卡,将升力传感器产生的力数据传送给数据采集卡;

    18、放大器ⅱ设置在底座上,一端通过数据线连接推力传感器,另一端通过数据线连接数据采集卡,将推力传感器产生的力数据传送给数据采集卡;

    19、变压器ⅰ设置在底座上,通过数据线连接放大器ⅰ,提供电源;

    20、变压器ⅱ设置在底座上,通过数据线连接放大器ⅱ,提供电源;数据采集卡设置在底座上,通过数据线连接工控机,将升力传感器和推力传感器产生的力数据传送到工控机;

    21、在上述方案的基础上,作为优选,频率测量系统包括频率传感器、频率支架、变压器ⅲ;频率支架设置在底座上,垂直于底座,为竖直方向;

    22、频率传感器与频率支架顶端面连接,保持频率传感器的水平度,频率传感器采用红外线,且红外线恰好扫描过扑翼飞行器的翅翼,扑翼飞行器运动过程中翅翼上下循环扑动,每向下扑动或向上扑动均会扫过红外线一次;通过数据线与数据采集卡连接,将频率信号传送给工控机;

    23、变压器ⅲ设置在底座上,通过数据线与频率传感器连接,提供电源;

    24、在上述方案的基础上,作为优选,直流稳压电源,设置在底座上,一端通过数据线与扑翼飞行器连接,驱动扑翼飞行器扑动,另一端通过数据线与工控机连接,将扑翼飞行器扑动产生的电源数据传送给工控机。

    25、在上述方案的基础上,作为优选,风洞装置包括鼓风机、鼓风机支架、风洞、蜂窝网、滤网、风洞支架;

    26、鼓风机支架设置在底座上,垂直于底座,保持竖直方向;

    27、鼓风机与鼓风机支架顶端面连接,鼓风机出口与风洞入口连接,提供风源;风洞支架设置在底座上,与风洞通过焊接连接,确保风洞的水平度;

    28、风洞内部设置有蜂窝网和滤网,风洞的中间段放置扑翼飞行器,为扑翼飞行器提供不同风速;蜂窝网和滤网起到导流和整流的作用。

    29、与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:

    30、1、力传感器系统中采用的两个单方向拉压力传感器分别作为升力传感器和推力传感器,且通过支架连接,保持两个传感器相互垂直,可有效测得扑翼飞行器扑动时分别在垂直方向和在水平方向产生的力数据,且两个方向的力不存在相互影响的问题;

    31、2、数据采集卡能够同时采集力传感器系统的力数据和频率传感器的频率信号,准确测得扑翼飞行器不同频率下扑动在垂直方向和水平方向产生的力数据;

    32、3、直流稳压电源为扑翼飞行器的驱动提供不同数值的稳定电压,实现扑翼飞行器在不同频率下稳定扑动;

    33、4、频率传感器安装在扑翼飞行器翅翼部位的正后方,频率传感器采用红外线信号,红外线为水平方向,准确测得扑翼飞行器的翅翼在扑动过程中扫过红外线的次数,测得扑翼飞行器扑动频率;



    技术特征:

    1.一种扑翼飞行器的性能测量装置,其特征在于:包括扑翼飞行器、力传感器系统、频率测量系统、直流稳压电源、风洞装置、工控机、底座;

    2.如权利要求1所述一种扑翼飞行器的性能测量装置,其特征在于,所述力传感器系统包括升力支架、升力传感器、推力支架、推力传感器、力传感器支架ⅰ、力传感器支架ⅱ、放大器ⅰ、放大器ⅱ、变压器ⅰ、变压器ⅱ、数据采集卡;

    3.如权利要求1所述一种扑翼飞行器的性能测量装置,其特征在于,所述频率测量系统包括频率传感器、频率支架、变压器ⅲ;

    4.如权利要求1所述一种扑翼飞行器的性能测量装置,其特征在于,所述直流稳压电源设置在底座上,一端通过数据线与扑翼飞行器连接,驱动扑翼飞行器扑动,另一端通过数据线与工控机连接,将扑翼飞行器扑动产生的电源数据传送给工控机。

    5.如权利要求1所述一种扑翼飞行器的性能测量装置,其特征在于,所述风洞装置包括鼓风机、鼓风机支架、风洞、蜂窝网、滤网、风洞支架;


    技术总结
    本技术提供一种扑翼飞行器的性能测量装置,包括扑翼飞行器、力传感器系统、频率测量系统、直流稳压电源、风洞装置、工控机、底座;扑翼飞行器与力传感器系统连接,通过力传感器系统采集扑翼飞行器扑动过程中产生的力数据;力传感器系统设置在底座上,将力数据传送给工控机;频率测量系统设置在底座上,测量扑翼飞行器的扑动频率,将频率数据传送给工控机;扑翼飞行器连接直流稳压电源,由直流稳压电源提供驱动电源;直流稳压电源设置在底座上,将电源数据传送给工控机;风洞装置设置在底座上,向扑翼飞行器提供不同来流速度;本技术一种扑翼飞行器的性能测量装置能够测量扑翼飞行器在不同扑动频率、来流速度下的力数据和能耗数据。

    技术研发人员:杨沪,周阳,朱飞宇,王小应,何钢
    受保护的技术使用者:河海大学常州校区
    技术研发日:20240201
    技术公布日:2024/10/24
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