扑翼飞行器用测力称重传感装置结构

　　在扑翼式微型飞行器的研发测试环节，升力、推力等气动参数的实时采集是验证翼型设计合理性、动力匹配度的核心环节，这款测力称重传感装置正是针对这类小量程、高精度动态力测试场景开发的专用结构。不同于工业称重场景下的静态传感器安装方式，扑翼测试过程中传感器需要持续承受高频交变载荷，翼面扑动带来的冲击力会沿安装面直接传递到传感元件上，因此在结构设计阶段，首先要解决的就是安装基准的刚性问题。装置底部采用层压木质基座作为承载主体，这种材质的阻尼特性可以有效吸收高频振动带来的杂波干扰，避免测试台架自身谐振影响数据采集精度，基座下方预留的开放式空腔一方面可以减轻整体工装重量，方便在风洞测试段内快速移位调整，另一方面也能为传感器的信号走线留出收纳空间，避免测试过程中线缆拖拽带来的额外外力干扰。

　　传感元件的安装面采用下沉式定位设计，传感器主体通过四颗内六角螺钉固定在基座顶面的定位凸台上，凸台平面的平面度公差控制在0.02mm以内，保证传感器受力面与基座基准面完全平行，避免安装偏角带来的侧向分力干扰测试结果。从传感元件向上延伸的立式安装杆是直接连接扑翼测试样机的接口，杆体采用高强度铝合金材质加工，表面做硬质阳极氧化处理，在保证结构刚性的前提下尽可能降低自身重量，减少杆体自身惯性对动态力测试结果的影响；杆体顶端预留的标准安装孔位可以适配不同翼展的扑翼样机固定架，不需要额外加工转接件就能完成测试件的快速装夹，单次装夹的定位重复精度可以控制在0.1mm以内，能够满足多轮迭代测试的一致性要求。

　　从安装边界尺寸来看，整个装置的基座长宽尺寸控制在200mm×150mm范围内，整体高度不超过350mm，既可以放置在小型开放式风洞的测试段内完成气动测力实验，也可以直接固定在实验室工作台面上完成扑翼样机的地面推力测试，不需要对现有测试环境做大规模改造。在功能特性上，这款传感装置可以同时采集垂直方向的升力数据与水平方向的推力数据，采集频率可以匹配扑翼样机最高30Hz的扑动频率，不会出现动态信号失真的问题；传感器的受力过载保护结构集成在安装凸台内部，当测试力超过额定量程150%时，凸台周边的限位结构会直接承接额外载荷，避免传感元件因冲击过载损坏，这对于研发阶段经常出现的样机动力匹配异常、翼面共振等突发状况有很好的防护作用。

　　设计过程中特意规避了传统工业传感器安装支架的复杂拼接结构，整个装置除传感元件本身与紧固件外，基座与安装杆都采用一体化加工成型，没有多余的活动连接环节，从根源上消除了连接间隙带来的测试回差。针对扑翼测试中常见的气流扰动问题，立式安装杆的截面做了流线型修型处理，降低杆体自身在风洞气流中产生的气动阻力，减少这部分附加阻力对推力测试结果的干扰；基座底部预留的三个可调支撑脚可以在不平整的工作台面上快速调平，配合水平泡就能在1分钟内完成装置的水平校准，不需要额外的校准工装辅助。在实际使用场景中，这套装置除了扑翼飞行器的气动参数测试外，也可以适配其他小型航空模型的力值测试需求，只需要更换顶端的安装夹具就能完成固定翼模型的拉力测试、多旋翼飞行器的升力测试等不同实验任务，基座上预留的扩展安装孔位可以额外加装加速度传感器、位移传感器等其他测试元件，搭建多参数同步采集的实验平台。