1.本实用新型涉及测量技术领域，更具体的说是涉及一种螺旋桨桨叶角测量装置。


背景技术：

2.飞机的飞行环境非常复杂，为使螺旋桨与飞机发动机时时匹配，达到螺旋桨的最佳工作效率，必须使螺旋桨能在最佳的桨叶角状态下工作。对工作的螺旋桨桨叶角度进行测量并采集，通过桨叶角度与螺旋桨转速、发动机功率的关系，实现桨叶角度闭环控制，对螺旋桨桨叶的桨距实时测量及反馈，从而提高螺旋桨的使用性能。
3.因此，如何提供一种螺旋桨桨叶角测量装置，是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种螺旋桨桨叶角测量装置，旨在在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种螺旋桨桨叶角测量装置，包括：
7.基准角测量机构，所述基准角测量机构包括基准轮、基准位移组件和第一传感器，所述基准轮安装在第一桨叶的叶根处，所述第一传感器通过支架固定在发动机壳体上，所述基准位移组件的一端设有触头与所述基准轮的外圆周面滚动接触，另一端设有感应盘，所述感应盘为永磁体与所述第一传感器对应；
8.位移角测量机构，所述位移角测量机构包括凸轮、位移感应组件和第二传感器，所述凸轮安装在第二桨叶的叶根处，所述第一桨叶与所述第二桨叶对称安装在桨毂上，所述第二传感器与所述第一传感器结构相同，所述第二传感器通过支架固定在发动机壳体上；所述位移感应组件与基准位移组件结构相同，其一端设有触头与所述凸轮的外圆周面滚动接触，另一端设有所述感应盘与所述第二传感器对应；
9.控制器，所述控制器分别与所述第一传感器和所述第二传感器电连接。
10.进一步的，所述基准位移组件还包括位移杆、支座、第一直线运动球轴承、第二直线运动球轴承、弹簧和弹簧座；所述支座外壁的中部和后端分别设置有安装盘和固定盘，所述支座通过安装盘固定在螺旋桨桨壳上；
11.所述位移杆可移动的设置在所述支座内，所述触头设置在所述位移杆的前端，所述支座中限定有第一空腔和第二空腔，位于所述第一空腔中的所述位移杆上安装有所述第一直线运动球轴承，所述弹簧容置于所述第二空腔中，且所述弹簧套设在位移杆上，所述支座的后端连接有弹簧挡板，所述弹簧挡板的内侧与所述固定盘连接，所述弹簧挡板内侧的中部与所述弹簧座固定连接，所述位移杆依次贯穿所述弹簧座及所述弹簧挡板，所述弹簧座内设置有第三空腔，所述第三空腔内设置有第二直线运动球轴承，所述第二直线运动球轴承安装在所述位移杆上，所述位移杆靠近所述弹簧挡板的一端与所述感应盘的中心固定连接。
12.进一步的，所述触头前端为锥形结构，其内部可转动设置有滚珠轴承，所述滚珠轴承与所述凸轮或所述基准轮的外圆周面滚动接触。
13.进一步的，所述触头的后端中部开有连接孔，所述连接孔的外壁上设有定位孔，所述位移杆前端与所述连接孔插接适配，且所述位移杆上设有与所述定位孔对应的通孔，通过销轴穿过所述定位孔及所述通孔，将所述位移杆与所述触头固定连接。
14.进一步的，所述感应盘由钛合金及钐钴合金组成，钐钴合金封装于钛合金壳体中。
15.进一步的，所述第一传感器包括壳体及位于所述壳体中的ad转换模块、da转换模块、信号处理模块、霍尔元件，所述ad转换模块连接有放大模块，用于将霍尔元件检测的磁感应电压信号转换成数字信号放大输出，并发生给信号处理模块，信号处理模块处理后进行温度补偿和线性化处理，再经da转换模块输出与测量距离成线性关系的电压信号给控制器进行角度解算。
16.进一步的，所述凸轮内设置有限位凸台，与所述桨叶叶根的限位槽配合，防止凸轮在离心力作用下的脱出及角向转动。
17.进一步的，所述凸轮转动角度9
°
～51
°
。
18.进一步的，所述感应盘与所述传感器的线性距离为0
‑
20mm。
19.进一步的，所述基准位移组件的感应盘与桨叶轴线的距离d1相较于位移感应组件的感应盘与桨叶轴线的距离d2小0.3mm～0.5mm
20.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种螺旋桨桨叶角测量装置，当桨叶角发生变化时，凸轮和基准轮发生转动，位移感应组件将凸轮的转动转化为直线位移，第二传感器感受直线位移，转化为电压变化信号来进行桨叶角的反馈；
21.顶靠基准轮的基准位移组件的直线位移为0，以此作为位移感应组件的基准，起到桨叶角测量基准的作用。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型基准角测量机构的结构示意图。
24.图2为本实用新型位移角测量机构的结构示意图。
25.图3为位移角测量机构安装示意图。
26.图4为基准位移组件或位移感应组件的结构示意图。
27.其中：
28.10
‑
弹簧挡板；11
‑
基准轮；12
‑
第一传感器；13
‑
触头；14
‑
感应盘；15
‑
位移杆；16
‑
支座；17
‑
第一直线运动球轴承；18
‑
弹簧座；19
‑
弹簧；161
‑
安装盘；162
‑
固定盘；20
‑
第二桨叶；21
‑
凸轮；22
‑
第二传感器；30
‑
桨毂；31
‑
发动机壳体。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.本实用新型实施例公开了一种螺旋桨桨叶角测量装置，包括：基准角测量机构和位移角测量机构及控制器，其中，基准角测量机构包括基准轮11、基准位移组件和第一传感器12，基准轮13安装在第一桨叶的叶根处，为增强连接程度，基准轮13内圈设置有限位凸台，限位凸台与桨叶叶根的限位槽配合，防止凸轮在离心力作用下的脱出及周向转动；第一传感器12通过支架固定在发动机壳体上，基准位移组件的一端设有触头13与基准轮11的外圆周面滚动接触，另一端设有感应盘14，感应盘14为永磁体，感应盘14与第一传感器12对应；
35.位移角测量机构包括凸轮21、位移感应组件和第二传感器22，凸轮21安装在第二桨叶20的叶根处，为增强连接程度，凸轮21内设置有限位凸台，限位凸台与桨叶叶根的限位槽配合，防止凸轮在离心力作用下的脱出及周向转动；
36.第一桨叶与第二桨叶20对称安装在桨毂30上，第二传感器22与第一传感器12结构相同，第二传感器22通过支架固定在发动机壳体31上；位移感应组件与基准位移组件结构相同，其一端设有触头13与凸轮21的外圆周面滚动接触，另一端设有感应盘14与第二传感器22对应；控制器分别与第一传感器12和第二传感器22电连接。
37.有利的，凸轮和基准轮分别由两个半圆形凸轮和两个半圆形基准轮连接而成，连接处设有开设螺栓孔的连接凸台，卡接在桨叶的叶根上，并由螺栓和螺母固定在一起。
38.本实施例中，感应盘14由钛合金及钐钴合金组成，钐钴合金封装于钛合金壳体中。
39.需要说明的是，感应盘14与第一传感器12或第二传感器22的线性距离为0
‑
20mm。基准位移组件结构与位移感应组件相同，但位移杆长度不同，基准位移组件的感应盘距桨叶轴线的距离d1相较于位移感应组件的感应盘与桨叶轴线的距离d2小0.3mm～0.5mm，保证两个传感器采集的2个感应盘信号不重叠。
40.在一个实施例中，第一传感器12包括壳体及位于壳体中的ad转换模块、da转换模块、信号处理模块、霍尔元件，ad转换模块连接有放大模块，用于将霍尔元件检测的磁感应电压信号转换成数字信号放大输出，并发生给信号处理模块，信号处理模块处理后进行温度补偿和线性化处理，再经da转换模块输出与测量距离成线性关系的电压信号给控制器进行角度解算。
41.为了进一步优化上述方案，桨距测量装置有效测量角度范围为2
°
～49
°
，考虑到凸轮曲线与非桨距测量区的圆滑过渡，凸轮21转动角度9
°
～51
°
。
42.具体的，基准位移组件还包括位移杆15、支座16、第一直线运动球轴承17、第二直线运动球轴承、弹簧19和弹簧座18；支座16外壁的中部和后端分别设置有安装盘161和固定盘162，支座16通过安装盘161固定在螺旋桨桨壳上；位移杆15可移动的设置在支座16内，触头13设置在位移杆15的前端，支座16中限定有第一空腔和第二空腔，位于第一空腔中的位移杆15上安装有第一直线运动球轴承，弹簧19容置于第二空腔中，且弹簧19套设在位移杆15上，支座16的后端连接有弹簧挡板10，弹簧挡板10的内侧与固定盘162连接，弹簧挡板10内侧的中部与弹簧座18固定连接，位移杆15依次贯穿弹簧座18及弹簧挡板10，弹簧座18内设置有第三空腔，第三空腔内设置有第二直线运动球轴承，第二直线运动球轴承安装在位移杆15上，位移杆15靠近弹簧挡板10的一端与感应盘14的中心固定连接。
43.有利的，触头13前端为锥形结构，其内部可转动设置有滚珠轴承，滚珠轴承与凸轮或基准轮的外圆周面滚动接触，减小摩擦带来的影响。触头13的后端中部开有连接孔，连接孔的外壁上设有定位孔，位移杆15前端与连接孔插接适配，且位移杆15上设有与定位孔对应的通孔，通过销轴穿过定位孔及通孔，将位移杆15与触头13固定连接。
44.本实用新型的工作原理是：在对螺旋桨桨叶角的测量过程排除了外在因素的影响，在螺旋桨的两个对称的桨叶上装配有桨叶角测量装置，一套作为基准，一套用于测量，位移感应组件与凸轮配合，将桨叶角的变化转化为位移感应组件的直线运动，再通过第二传感器测量桨叶角的变化；基准位移感应组件与基准轮配合，作为位移感应组件的基准，用于消除负拉力状态桨轴窜动以及飞行状态桨叶根部变形等因素对桨距测量精度的影响，两个桨叶的测量装置将测量值同时反馈到控制器，控制器对比修正后实现桨叶角变距精度控制及测量。
45.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
46.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理
和新颖特点相一致的最宽的范围。