(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211299292.4 (22)申请日 2022.10.24 (71)申请人 华东交通大 学 地址 330000 江西省南昌市青山湖区双港 东大街808号 (72)发明人 刘乐平　唐晓红　邹亚平　何昌　 陈炫　 (74)专利代理 机构 南昌大牛知识产权代理事务 所(普通合伙) 36135 专利代理师 魏威 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种推进电机推力、 转速和转矩检测系统及 方法 (57)摘要 本发明涉及电机检测技术领域， 具体公开了 一种推进电机推力、 转速和转矩检测系统及检测 方法。 检测方法是基于气浮直线轴承设计检测机 构， 布置力和转矩检测传感器， 实现力和转矩同 步检测； 转矩的检测基于作用与反作用转矩平衡 原理， 采用双对称转矩臂拉压差动测量方式。 基 于推进电机推力、 转速和转矩检测方法的检测系 统， 利用上位机发送速度指令， 微处理器输出下 达PWM指令至电子调速器， 控制旋叶推进机的电 机按调速要求旋转， 采集电机的输出力及转矩、 转速、 电压电流等参数并最终上载至上位机进行 数据处理、 实时显示、 存储数据于本地和云端。 本 发明同步检测参数多、 成本低、 检测精度和检测 效率高。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 115371741 A 2022.11.22 CN 115371741 A 1.一种推进电机推力、 转速和转矩检测系统， 其特 征在于， 包括： 推进电机试验台架 （100） ， 设置有旋转编码器， 拉压力传感器， 力传感器， 其中推进电机 搭配桨叶， 还包括检测 和信号处 理电路： 微处理器 （200） ， 所述微处理器 （200） 与推进电机试验台架 （100） 的旋转编码器 （6） 电连 接， 用于对转速信号进行采集； 调理放大模块 （300） ， 所述调理放大模块 （300） 与推进电机试验台架 （100） 的拉压力传 感器 （12） 、 力传感器 （18） 电连接， 用于对检测的力 信号、 转矩信号进行调理放大； 数据采集卡 （400） ， 所述数据采集卡 （400） 与调理放大模块 （300） 电连接， 用于对调理放 大后的力 信号、 转矩信号进行A/D转换并进行 数据采集； 上位机 （500） ， 所述上位机 （500） 与数据采集卡 （400） 和微处理器 （200） 电连接， 用于实 现力、 转矩和转速的数据处 理、 实时显示和数据存 储； 电子调速器 （600） ， 所述电子调速器 （600） 与微处理器 （200） 电连接， 用于接收微处理器 （200） 的PWM指令对推进电机 （3） 进行调速控制。 2.根据权利要求1所述的一种推进电机推力、 转速和转矩检测系统， 其特征在于， 检测 和信号处 理电路还 包括： 三相检测专用模块 （700） ， 所述三相检测专用模块 （700） 设置于所述推进电机试验台架 （100） 的推进电机 （3） 内， 用于采集推进电机 （3） 的工作电压、 工作电流信号； 电流检测模块 （800） ， 所述电流检测模块 （800） 与三相检测专用模块 （700） 测电流接 口 电连接， 所述电流检测模块 （800） 与上位机 （500） 电连接， 用于将采集到的电流数据上载至 上位机 （5 00） ； 电压检测模块 （900） ， 所述电压检测模块 （900） 与三相检测专用模块 （700） 测电压接 口 电连接， 所述电压检测模块 （900） 与上位机 （500） 电连接， 用于将采集到的电压数据上载至 上位机 （5 00） 。 3.一种推进电机推力、 转速和转矩检测方法， 其特 征在于， 包括如下内容： 基于推进电机 （3） 和 气浮直线轴承 （15） ， 设计检测机构， 检测机构包括力和转矩检测传 感器， 形成检测和信号处理电路， 搭建推进电机试验台架 （100） ， 推进电机试验台架 （100） 包 括推进电机 （3） 和气浮 直线轴承 （15） ； 推进电机 （3） 搭配桨叶 （2） 组成的旋叶推进电机姿态调整记录： 驱动伺服电机 （2 1） 达到 预定位置后停止， 使推进电机试验台架 （100） 中的推进电机 （3） 搭配桨叶 （2） 组成的旋叶推 进电机保持单一姿态， 记为姿态 A； 上位机 （500） 发出速度指令， 微处理器 （200） 输出PWM指令， 电子调速器 （600） 控制推进 电机 （3） 按调速要求旋转； 同时采集推进电机 （3） 的输出力及转矩： 利用力传感器 （18） 检测推进电机 （3） 的输出 力； 利用拉压力传感器 （12） 和双对称转矩臂 （9） 组成的拉压差动转矩检测 机构检测 推进电 机 （3） 的转矩； 采集推进电机 （3） 的转速： 利用旋转编码器 （6） 检测推进电机 （3） 的转速， 利用微处理器 （200） 电路对转速信号进行采集； 采集推进电机 （3） 的工作电压和工作电流： 利用三相检测专用模块 （700） 采集推进电机 （3） 的电压信号和电流信号， 并传输 至电压检测模块 （90 0） 和电流检测模块 （80 0） ；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115371741 A 2调理放大模块 （300） 对采集到的力和转矩信号进行调理放大， 数据采集卡 （400） 对调理 放大后的力 信号、 转矩信号进行A/D转换并进行 数据采集； 在上位机 （5 00） 对采集到的力和转矩数据进行处 理、 显示、 存 储于本地和云端； 在上位机 （5 00） 对采集到的转速数据进行处 理、 显示、 存 储于本地和云端； 在上位机 （500） 对推进电机 （3） 的工作电压和工作电流数据进行处理、 显示、 存储于本 地和云端； 位于A姿态的推进电机推力、 转速和转矩检测过程结束； 驱动伺服电机 （2 1） 切换推进电机 （3） 搭配桨叶 （2） 组成的旋叶推进电机的姿态， 可实现 不同姿态的推进电机 （3） 推力、 转速和转矩同步检测过程； 多姿态的推进电机 （3） 的力、 转速和转矩检测过程结束。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115371741 A 3