小型虎钳式扑翼推力升力测量装置

　　在微型扑翼飞行器的研发迭代环节，气动参数的实测数据是修正仿真偏差、优化翼型拍动参数的核心依据，这套依托小型虎钳搭建的力测量结构，正是面向微型扑翼模型试验场景设计的简易测试工装，解决了实验室阶段小尺寸扑翼样件推力、升力数据难以低成本采集的实际问题。整套装置的基座直接沿用标准小型台虎钳的夹持结构，可直接固定在常规实验台边缘，无需额外加工专用安装底座，虎钳钳口的夹紧行程覆盖常规实验台10-60mm的台板厚度，安装时无需对实验台做打孔、粘接等改造，拆装转移十分便捷，适配高校实验室、创客工作室等非固定测试工位的使用需求。装置的核心承载框架采用多层实木层板拼接搭建，层板之间通过沉头螺钉完成刚性连接，整体框架的垂直高度控制在180mm范围内，

　　水平方向的安装边界不超过200mm×150mm，不会占用过多实验台操作空间，木质框架的阻尼特性可有效过滤扑翼高频拍动产生的微幅共振，避免振动传递到力传感单元导致测量数据出现杂波干扰。测量端的安装位预留了标准微型力传感器的安装孔位，可同时适配两个单轴力传感器的安装需求，分别对应扑翼拍动过程中产生的水平推力与垂直升力方向，传感器安装面设计了可微调的腰型孔，能够根据不同尺寸扑翼模型的重心位置调整安装点位，保证被测扑翼的气动合力作用点与传感器的测力轴线重合，减少侧向分力带来的测量误差。扑翼模型的夹持机构采用快拆式夹头设计，夹头的夹持范围覆盖1-10mm直径的扑翼支撑杆，可快速更换不同翼展、不同拍动机构的扑翼样件，

　　夹头与传感器连接端设计了绝缘隔振垫层，避免扑翼驱动电机的电磁干扰、振动传导影响测力精度。装置的侧向设置了手动调节的导轨滑台，滑台的有效行程为120mm，可沿扑翼来流方向调整传感器与夹持机构的相对位置，适配不同长度的扑翼支撑杆安装需求，滑台采用梯形丝杠传动，调节精度可达0.1mm，锁止后无轴向窜动，可保证测试过程中被测模型的位置稳定性。在实际测试场景中，这套装置可配合低速小型风洞完成扑翼在不同来流速度、不同拍动频率下的推力、升力数据采集，也可在无风环境下测量扑翼悬停状态的气动输出特性，整套结构的零件加工难度低，除标准紧固件、传感器与滑台部件外，其余结构件均可通过常规木工加工、3D打印方式制作，整体搭建成本远低于专业六分量测力天平，

　　适合微型扑翼研发初期的多轮迭代测试使用。装置的整体受力经过校核，可满足最大翼展300mm、最大拍动频率30Hz的微型扑翼模型测试需求，测力范围覆盖0-5N的推力与0-8N的升力测量区间，完全匹配微型扑翼样件的气动输出量级。在结构设计过程中，特意将所有走线槽内嵌在木质框架的拼接缝隙中，避免传感器线缆、扑翼供电线缆外露干扰扑翼周围的流场，也防止测试过程中拍动的翼面剐蹭线缆导致测试中断或部件损坏。夹持机构的俯仰角度预留了±15°的调节余量，可模拟扑翼在不同攻角下的气动特性，角度调节位置带有刻度标识，可快速定位到预设测试角度，减少每次测试的调校时间。整套装置没有多余的冗余结构，所有部件均服务于力测量的核心需求，虎钳基座的可旋转特性还支持整个测试装置的水平方向360°旋转，可快速调整扑翼的相对来流方向，完成侧风状态下的气动特性测试，拓展了装置的测试适用场景。