[發明專利]一種用于回轉體轉動慣量測量的專用夾具

在審

• 申請號: 202010420904.5
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111413029A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 劉夫云;陳鑫淼;吳鵬興;江友志;吳強;陳浩東;祝家好;宋超;耿立東;唐振天
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01M1/10
• 分類號: G01M1/10
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 楊雪梅

本發明公開了一種用于回轉體轉動慣量測量的專用夾具，包括夾具本體、夾持裝置，夾持裝置設在夾具本體上，回轉體待測物被夾持裝置夾持，夾具本體設有垂直接觸面、45°接觸面和水平接觸面；夾具本體分別通過垂直接觸面、45°接觸面和水平接觸面與測量臺固定連接，使回轉體待測物的軸線分別與測量臺成90°、45°和0°，實現回轉體待測物六個姿態的擺放；操作者通過此夾具可將回轉體待測物按一定角度固定在測量臺面上端，具有操作安全、擺放周期短、待測物擺放角度準確，定位夾緊可靠，整體吊裝平穩的優點。

技術領域

本發明涉及夾具技術領域，具體是一種用于回轉體轉動慣量測量的專用夾具。

背景技術

轉動慣量可以直接反映剛體轉動狀態改變的難易程度。在科學實驗、工程技術、航天、機械等工業領域具有重要的物理意義。MPC慣性測試儀是一個通用的質心和轉動慣量綜合測試臺，通過擺放待測物六個姿態來測量待測物質心坐標、質量、和過任意軸的轉動慣量和慣性積。該儀器使用的轉動慣量測量方法為擺動法，這種方法是通過測量剛體的擺動周期來間接的獲得轉動慣量。

通過轉動慣量測量的基本原理可知：過任意軸的轉動慣量可由如下公式表示：

I_H=I_XXcos2α+I_YYcos²β+I_ZZcos²δ-2I_XYcosαcosβ-2I_YZcosβcosδ-2I_XZcosαcosδ （1）

I_H為過其質心的轉動慣量；I_XX為過其質心平行與X軸的轉動慣量；I_YY為過其質心平行與Y軸的轉動慣量； I_ZZ－過其質心平行與Z軸的轉動慣量； I_XY、I_XZ、I_YZ分別為三個方向的慣性積；α為扭桿轉軸H與待測物上的坐標系X軸的夾角；β為扭桿轉軸H與待測物上的坐標系Y軸的夾角；δ為扭桿轉軸H與待測物上的坐標系Z軸的夾角；為了求得I_XX、I_YY、I_ZZ、I_XY、I_XZ、I_YZ，需要建立6個方程，也就是說要讓待測物在測量平臺上放置6次，從（1）式中不難看出，是否能較高精度的測得 I_XX、I_YY、I_ZZ、I_XY、I_XZ、I_YZ，關鍵是如何精確的測量α、β、δ；在使用MPC慣性測試儀測量過程中，將待測物擺放六個姿態，且要使待測物與測量平臺不能有相對運動，該六個姿態是通過將待測物在測量平臺上不同的擺放，使其三個坐標軸與轉軸（將垂直于測量平臺的虛擬直線稱之為轉軸）的夾角不同來實現。將六個姿態分別定義為姿態一、姿態二、姿態三、姿態四、姿態五和姿態六。根據MPC慣性測試儀要求，姿態一下待測物的三個坐標軸X、Y、Z與轉軸的夾角分別為：0°、90°、90°；姿態二下待測物的三個坐標軸X、Y、Z與轉軸的夾角分別為：90°、0°、90°；姿態三下待測物的三個坐標軸X、Y、Z與轉軸的夾角分別為：45°、45°、90°；姿態四下待測物的三個坐標軸X、Y、Z與轉軸的夾角分別為：90°、90°、0°；姿態五下待測物的三個坐標軸X、Y、Z與轉軸的夾角分別為：45°、90°、45°；姿態六下待測物的三個坐標軸X、Y、Z與轉軸的夾角分別為：90°、45°、45°。每個姿態需要測量儀器加載的轉動慣量和儀器空載（包括夾具）的轉動慣量，通過計算儀器加載狀態的轉動慣量減去儀器空載狀態的轉動慣量來計算出待測物的轉動慣量。