一種基于扭矩傳感器的轉(zhuǎn)動慣量測試臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)動慣量測試臺，具體地說，涉及一種基于扭矩傳感器的轉(zhuǎn)動慣量測試臺；屬于轉(zhuǎn)動慣量測量領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)動慣量作為一個重要的設(shè)計參數(shù)對設(shè)備的運動穩(wěn)定性、可操作性、機動性和組合運動的一致性等有著重要的影響，隨著機械與自動化技術(shù)和計算機技術(shù)的緊密結(jié)合，以及各種測量傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)越來越高的精度要求，如何更方便，快捷，準(zhǔn)確的測量物體的轉(zhuǎn)動慣量成為一個迫切需要解決的問題。發(fā)明專利CN102692264A公開了一種用于質(zhì)量、質(zhì)心位置與轉(zhuǎn)動慣量的測試臺及測試方法。該測試平臺包括定位機構(gòu)、夾緊機構(gòu)、工作臺、升降機構(gòu)、動力組件、殼體、控制箱、電控裝置組成。該測試臺使用編碼器二次微分得到系統(tǒng)的角加速度，二次微分方法計算角加速度精度低，對于角加速度變化表現(xiàn)不明顯。該測試臺使用電機直接驅(qū)動工作臺擺動，由于電機啟動時啟動扭矩較大，輸出扭矩不穩(wěn)定，對扭矩傳感器測量結(jié)果影響較大。該測試臺為質(zhì)量、質(zhì)心和轉(zhuǎn)動慣量一體化測試臺由于工作臺運動方式不同，設(shè)計專用機構(gòu)使質(zhì)量質(zhì)心測量與轉(zhuǎn)動慣量測量分開進行，操作不便，測試臺轉(zhuǎn)動慣量測量時，扭矩傳感器與工作臺之間的連接機構(gòu)復(fù)雜，存在摩擦干擾，對轉(zhuǎn)動慣量測量帶來誤差。
[0003]發(fā)明專利CN103542982A公開了一種大型結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)動慣量測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)可測量物體多方向轉(zhuǎn)動慣量，通過驅(qū)動被測物體扭擺，測量其阻尼振蕩頻率來計算轉(zhuǎn)動慣量。由于測量方向改變需要對設(shè)備轉(zhuǎn)筒組件進行裝配，操作不便。當(dāng)被測物體為非對稱結(jié)構(gòu)時，由于緊固螺釘非對稱調(diào)整，轉(zhuǎn)動慣量測量存在誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，克服現(xiàn)已有轉(zhuǎn)動慣量測試臺效率低、測量精度低、重復(fù)度低的不足，本發(fā)明提出一種基于扭矩傳感器的轉(zhuǎn)動慣量測試臺。測試臺采用扭矩傳感器和角速度傳感器，通過采集多組工作臺轉(zhuǎn)動時扭矩傳感器及角速度傳感器數(shù)據(jù)計算被測物體轉(zhuǎn)動慣量，具有精度高，自動化程度高，測量時間短，操作簡便。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括工作臺、扭桿傳動機構(gòu)、驅(qū)動裝置、電控系統(tǒng);所述工作臺為矩形結(jié)構(gòu)，工作臺上面固定有橫向基準(zhǔn)條與縱向基準(zhǔn)條，橫向基準(zhǔn)條與縱向基準(zhǔn)條之間夾角為90度，過渡盤位于工作臺回轉(zhuǎn)中心位置；
[0006]所述扭桿傳動機構(gòu)包括角速度傳感器、推力球軸承蓋、推力球軸承、推力球軸承座、扭桿套筒、定位銷、扭桿、外套筒、深溝球軸承、隔離圓筒、隔離圓環(huán)、扭矩傳感器、聯(lián)軸器，推力球軸承蓋一端與過渡盤連接，角速度傳感器位于推力球軸承蓋上，推力球軸承蓋與扭桿套筒連接，推力球軸承座固定在機架上，推力球軸承安裝在推力球軸承座內(nèi)，扭桿套筒與推力球軸承內(nèi)徑連接，扭桿位于扭桿套筒內(nèi)，且與扭桿套筒通過定位銷固連，扭桿套筒位于外套筒內(nèi)，扭桿套筒與外套筒間有一對深溝球軸承，深溝球軸承之間有隔離圓筒，深溝球軸承與機架頂板之間有隔離圓環(huán)，外套筒固定在機架內(nèi)頂板上，扭矩傳感器分別與扭桿和傳動軸通過聯(lián)軸器連接；
[0007]所述驅(qū)動裝置包括扭矩電機、軸承座、軸承蓋、電磁制動器、電磁離合器、傳動軸、角接觸球軸承、支撐框板，驅(qū)動裝置位于機架內(nèi)，扭矩電機固定在電磁離合器下面的電機座內(nèi)，扭矩電機輸出軸與電磁離合器連接，電磁制動器位于支撐框板下面，電磁離合器與電磁制動器連接，電磁制動器固定在支撐框板上與傳動軸連接，支撐框板與扭矩傳感器安裝座固連，一對角接觸球軸承通過軸承座和軸承蓋安裝在傳動軸上；
[0008]所述電控系統(tǒng)包括信號采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，信號采集系統(tǒng)對扭矩傳感器和角速度傳感器實時采集數(shù)據(jù)信息;控制系統(tǒng)用于控制測試臺執(zhí)行動作，對傳感器采集數(shù)據(jù)處理，并由工控機計算得到轉(zhuǎn)動慣量數(shù)值。
[0009]扭桿、過渡盤、電磁離合器與扭矩電機同軸安裝。
[0010]有益效果
[0011]本發(fā)明提出的一種基于扭矩傳感器的轉(zhuǎn)動慣量測試臺，采用扭矩電機驅(qū)動工作臺轉(zhuǎn)動，通過對工作臺空載和加載時扭矩傳感器和角速度傳感器的數(shù)值進行采集，計算得到被測物體轉(zhuǎn)動慣量。轉(zhuǎn)動慣量測試臺由工作臺、扭桿傳動機構(gòu)、驅(qū)動裝置、電控系統(tǒng)組成;工作臺用于被測物體的安裝及定位，根據(jù)被測物體的尺寸，設(shè)計專用裝夾機構(gòu)安裝在于工作臺上。扭桿傳動機構(gòu)用于傳動扭矩，同時可承受扭矩電機啟動時的瞬時扭矩，保證測試開始時扭矩輸出穩(wěn)定。扭桿傳動機構(gòu)裝有角速度傳感器，對傳動角速度進行測量。扭矩傳感器與傳動軸連接，具有測量精度高、拆卸和標(biāo)定方便的特點。驅(qū)動裝置采用扭矩電機驅(qū)動，保證電機輸出扭矩穩(wěn)定。驅(qū)動裝置內(nèi)裝有電磁離合器，對測試系統(tǒng)起保護作用。
[0012]本發(fā)明基于扭矩傳感器的轉(zhuǎn)動慣量測試臺，用于測量物體轉(zhuǎn)動慣量;其測量范圍廣，工作臺上安裝有基準(zhǔn)條，可根據(jù)被測物體的尺寸設(shè)計夾具，拆分方便。測試臺自動化程度較高，測量原理簡單，操作簡便，通過測量工作臺回轉(zhuǎn)過程中扭矩傳感器和角速度傳感器數(shù)值，進行計算轉(zhuǎn)動慣量數(shù)值，測量結(jié)果重復(fù)度高。采用扭矩傳感器和角速度傳感器，拆卸方便;工作臺結(jié)構(gòu)簡單，組裝、拆分快捷，便于測試臺的維修。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明一種基于扭矩傳感器的轉(zhuǎn)動慣量測試臺作進一步詳細(xì)說明。
[0014]圖1為本發(fā)明轉(zhuǎn)動慣量測試臺結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明的工作臺示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明的工作臺結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明的扭桿傳動機構(gòu)示意圖。
[0018]圖5為本發(fā)明的驅(qū)動裝置示意圖。
[0019]圖中:
[0020]1.工作臺2.角速度傳感器3.機架4.扭矩傳感器5.扭矩電機6.橫向基準(zhǔn)條
7.縱向基準(zhǔn)條8.過渡盤9.推力球軸承蓋10.推力球軸承11.推力球軸承座12.扭桿套筒13.定位銷14.扭桿15.隔離圓筒16.外套筒17.深溝球軸承18.隔離圓環(huán)19.聯(lián)軸器20.支撐框板21.軸承座22.軸承蓋23.電磁制動器24.電磁離合器25.傳動軸26.角接觸球軸承具體實施方案
[0021 ]本實施例是一種基于扭矩傳感器的轉(zhuǎn)動慣量測試臺。
[0022]參閱圖1?圖5，本實施例基于扭矩傳感器的轉(zhuǎn)動慣量測試臺，由工作臺、扭桿傳動機構(gòu)、驅(qū)動裝置、電控系統(tǒng)組成;工作臺1為矩形結(jié)構(gòu)，工作臺1上表面固定安裝有橫向基準(zhǔn)條6與縱向基準(zhǔn)條7，橫向基準(zhǔn)條6與縱向基準(zhǔn)條7之間夾角為90度，過渡盤8安裝在工作臺1回轉(zhuǎn)中心位置。測試物體時根據(jù)被測物體尺寸設(shè)計專用夾具，放置在工作臺1上橫向基準(zhǔn)條6和縱向基準(zhǔn)條7處，進行工作臺1面與夾具的定位。
[0023]扭桿傳動機構(gòu)包括角速度傳感器2、推力球軸承蓋9、推力球軸承10、推力球軸承座
11、扭桿套筒12、定位銷13、扭桿14、外套筒16、深溝球軸承17、隔離圓筒15、隔離圓環(huán)18、扭矩傳感器4、聯(lián)軸器19，推力球軸承蓋9 一端與過渡盤8連接，角速度傳感器2安裝在推力球軸承蓋9上，角速度傳感器2測量方向軸與扭桿14軸線