[實用新型]一種轉動慣量測量裝置

無效

• 申請號: 200920014378.1
• 申請日: 2009-06-05
• 公開（公告）號: CN201444101U
• 公開（公告）日: 2010-04-28
• 發明（設計）人: 叢培田;張宗媛;韓輝;劉玉梅
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: G01M1/10
• 分類號: G01M1/10
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 王東煜

技術領域

本實用新型涉及一種針對復雜回轉體的轉動慣量測量裝置。

背景技術

在雷達等自動控制系統中，被控對象的轉動慣量是一個重要參量。而被控對象往往是由許多光學、機械零部件、電氣元部件組成。他們具有復雜的幾何形狀，很難準確計算出它們的轉動慣量，工程中常需要用測試的方法確定其轉動慣量。

目前，測量轉動慣量的方法主要有：復擺法、三線扭擺法、落體法、單線扭擺法、金屬扭桿扭振法等測量方法。但上述方法存在誤差較大，精度較低，測量大工件時安裝不安全和測量過程復雜等缺點。傳統的扭擺法一般都是對被測物體的轉動周期直接進行測量，測量時阻尼比的變化會影響周期，造成測量周期的不準確；在測試信號中存在噪聲，對信號的過零點產生影響，計算周期時造成的誤差，因此傳統的扭擺法很難保證測量的轉動慣量的精度。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題，是提供一種測量精度高、速度快、穩定性好、操作方便，結構簡單，適合各種回轉體或非規則物體轉動慣量測量裝置。

采用的技術方案是：

一種轉動慣量測量裝置，包括箱體、中心軸、動力軸、扭擺軸、圓柱螺旋壓縮彈簧、偏心輪、偏心輪軸和手柄。所述的中心軸兩端裝有角接觸球軸承，中心軸通過兩端角接觸球軸承支撐在箱體和箱體內的軸承承載臺上，并分別以軸承蓋和圓螺母固定。兩個動力軸和兩個扭擺軸的一端分別對稱地螺紋連接中心軸上部和下部，并用螺母緊固。所述偏心輪軸上套裝有手柄底座，手柄底座裝在箱體上并固定連接箱體，偏心輪軸一端與一個動力軸端通過螺紋接頭連接，動力軸端裝有深溝球軸承，深溝球軸承的內圈與動力軸以平鍵連接，用軸肩和穿裝在螺紋接頭上的彈簧擋圈定位，偏心輪裝在深溝球軸承上。所述兩個扭擺軸的另一端在同一個方向上均連接圓柱螺旋壓縮彈簧的一端，彈簧另一端連接固定在軸承承載臺的彈簧掛鉤座上。所述手柄安裝在偏心輪軸上。

上述的手柄由手柄座、手柄桿和手柄球組成，手柄座裝在偏心輪軸的另一端，手柄桿一端螺紋連接手柄座，手柄球螺紋連接在手柄桿的另一端。

本裝置配備傳感器、計算機，通過傳感器把裝置上圓柱螺旋壓縮彈簧振動產生的振動衰減波形傳到計算機，將裝置扭擺產生振動信號，通過USB采集卡對振動信號進行精確的采集，通過虛擬儀器軟件計算振動系統的阻尼比重固有頻率，進而精確計算出轉動慣量。

本實用新型設計合理，工作原理明確，結構簡單，零部件少，安裝和調試簡單，安全、可靠，測量精度高、速度快，穩定性好，操作方便，廣泛適用于航天、航空、兵器、機械、輕工以及生物力學等科研、生產領域。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是圖1的A-A剖視圖。

圖4是圖1的C向視圖。

具體實施方式

一種轉動慣量測量裝置，包括箱體1、中心軸3、動力軸8、扭擺軸9、圓柱螺旋壓縮彈簧10、偏心輪14、偏心輪軸19和手柄。所述的中心軸3兩端裝有角接觸球軸承5，中心軸3通過兩端角接觸球軸承5支撐在箱體1和箱體內的軸承承載臺24上，并分別以軸承蓋4和圓螺母12固定。其軸承蓋4用內六角圓柱頭螺釘2和彈簧墊圈6固定在箱體1上。兩個動力軸8和兩個扭擺軸9的一端分別對稱地螺紋連接中心軸3上部和下部，并用螺母13、7緊固。所述偏心輪軸19上套裝有手柄底座20，手柄底座20裝在箱體1上并固定連接箱體1，偏心輪軸19一端與一個動力軸8端通過螺紋接頭18連接，動力軸8端裝有深溝球軸承17，深溝球軸承17的內圈與動力軸8以平鍵16連接，用軸肩和穿裝在螺紋接頭18上的彈簧擋圈15定位，偏心輪14裝在深溝球軸承17上。所述兩個扭擺軸9的另一端在同一個方向上均連接圓柱螺旋壓縮彈簧10的一端，彈簧另一端連接固定在軸承承載臺24的彈簧掛鉤座11上。所述的手柄由手柄座21、手柄桿22和手柄球23組成，手柄座21裝在偏心輪軸19的另一端，手柄桿22一端螺紋連接手柄座21，手柄球23螺紋連接在手柄桿22的另一端。

工作原理：

被測工件放在與中心轉軸3連接的載物臺上，使被測工件的軸心和中心轉軸的軸心對齊，應用手柄轉動一角度，扭擺軸9上附加有磁鐵，當霍爾開關感應到磁鐵的吸性時，電磁鐵吸合，將扭擺軸吸住。由于手柄連接偏心輪14，當再次轉動手柄的時候，將偏心輪轉到與深溝球軸承17脫離狀態，然后按動開關釋放電磁鐵后，扭擺軸9開始擺動，通過傳感器和采集卡將振動的全部信號送入計算機進行處理，最終將轉動慣量顯示在計算機顯示器上。