CN104067095B - 振动测量装置和振动测量方法 - Google Patents

Abstract

通过使用压缩弹簧等将振动传感器压在待测量的对象的测量表面上测量振动的振动测量装置由于压缩弹簧等施加的压力而不能精确地测量振动。振动测量装置(1)带有：振动传感器(2)；传感器保持器(3)，振动传感器(2)通过装配到传感器保持器的前端以能够竖向移动的方式附连到传感器保持器；以及传感器接触/释放机构(4)，其经由传感器保持器(3)允许振动传感器(2)与待测量的对象的测量表面接触和分离。振动传感器(2)带有具有法兰形突起(5)和在顶部处的振动测量元件(7)的探头板(9)，并且带有在底部处的磁体(10)。传感器保持器(3)带有：开口(17)，其允许在振动传感器(2)的下端处的磁体(10)在底端突出；以及突出接合部分(16)，其与振动传感器(2)的法兰形突起(5)的底部接合，由此防止振动传感器(2)从开口(17)掉落。

Description

振动测量装置和振动测量方法

技术领域

本发明涉及用于测量生成振动的产品诸如马达、发动机、自动变速器等的振动的振动测量装置和振动测量方法。

背景技术

生成振动的产品，诸如马达、发动机、自动变速器等在生产之后在运输之前使用振动测量装置测量由所述产品生成的振动，并且在确认产品没有任何异常之后再运输。

图4中所示的振动测量装置是习知的。振动测量装置101包括振动传感器102、具有振动传感器102附连于其上的末端的传感器保持器103、以及操作以经由传感器保持器103使振动传感器102与待测量的对象104的测量表面104a(在下文中称为测量表面)接触以及脱离接触的气缸105。

如图5中所示，振动传感器102容纳在传感器保持器103的下侧的传感器保持部分106中。开口107形成于传感器保持部分106的下表面中。锁定棘爪108设在开口107的周边上。

振动传感器102包括接触部分102b，所述接触部分具有略小于传感器主体102a的下表面上的开口107的直径。由诸如聚氨酯的材料制造的弹性部件109结合到传感器主体102a的上表面。接触部分102b从传感器保持部分106的开口107稍微突出。传感器主体102a与接触部分102b之间的阶梯形部分110由锁定棘爪108以浮动方式保持。杆112在其中杆112由压缩弹簧111偏压的偏压状态下容纳在传感器保持器103内。位于杆112的下端上的头部部分113与振动传感器102的上表面弹性地接触。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请未审查公告第8-201159号。

发明内容

在上述的常规振动测量装置101中，振动传感器102由锁定棘爪108在可浮动状态下保持在传感器主体102a与接触部分102b之间的阶梯形部分110处。所以，即使在位于振动传感器102的接触部分102b的下表面上的感测表面不平行于待测量的对象104的测量表面104a的情况下，振动传感器102在被挤压抵靠测量表面104a时倾斜，使得振动传感器102的感测表面和待测量的对象104的测量表面104a能够彼此紧密接触。然而，与如上所述的这种效果相反，存在以下问题。

(1)由压缩弹簧111产生的约束力作用于振动传感器102，由此导致对振动的测量的不利影响。

(2)通过由单气缸105向上和向下移动振动传感器102而使振动传感器102与待测量的对象104的测量表面104a接触以及脱离接触。所以，在测量表面104a具有在高度上的振动的情况下，例如在具有位于在高度上彼此不同的位置中的测量表面104a的、作为待测量的对象104的自动变速器的振动在自动变速器测试装置中被测量的情况下，难以使振动传感器102与测量表面104a接触以及脱离接触。

做出本发明以便解决以上常规问题并且旨在提供一种振动测量装置，所述振动测量装置通过消除压缩弹簧等的约束力能够更精确地测量振动并且能够容易地执行测量，即使在测量表面具有在高度上的振动的情况下也是如此。

问题的解决方案

在本发明的第一方面，提供一种振动测量装置，包括：振动传感器；具有末端部分的传感器保持器，所述振动传感器装配到所述末端部分，所述传感器保持器保持所述振动传感器，使得所述振动传感器能够向上和向下移动；以及传感器接触/释放机构，所述传感器接触/释放机构操作以经由所述传感器保持器使所述振动传感器与待测量的对象的测量表面接触以及脱离接触，

其中所述振动传感器包括法兰形突起以及在所述振动传感器的上表面侧的探头板和在所述振动传感器的下表面侧的磁体，所述探头板包括振动测量元件，并且

其中所述传感器保持器包括开口和突出接合部分，布置在所述振动传感器的下端处的所述磁体通过所述开口突出，所述突出接合部分能够与装配于所述传感器保持器的所述振动传感器的所述法兰形突起的下表面接合，所述开口和所述突出接合部分布置在所述传感器保持器的下端侧。

在本发明的第二方面，提供根据本发明的第一方面的振动测量装置，其中所述传感器保持器被分割成多个部分，并且所述多个部分的上端部分通过连接部分彼此连接。

在本发明的第三方面，提供根据本发明的第一方面或第二方面的振动测量装置，其中所述振动传感器的所述法兰形突起和所述传感器保持器的所述突出接合部分中的一个包括定位销，所述振动传感器的所述法兰形突起和所述传感器保持器的所述突出接合部分中的另一个包括装配于所述定位销的销装配孔，

所述定位销在定位销的下端部分上具有倾斜表面，所述倾斜表面配置成当测量振动时使所述定位销与所述销装配孔的下端部分脱离接触并且在完成振动的测量之后当所述传感器保持器向上移动时使所述定位销与所述销装配孔的下端部分接触，使得所述振动传感器位于所述传感器保持器的中心部分上。

在本发明的第四方面，提供根据本发明的第一或第二方面的振动测量装置，其中所述传感器接触/释放机构包括操作所述振动传感器移动到低于第一测量位置的第二测量位置的第一升/降操作气缸、以及操作所述振动传感器从准备位置移动到所述第一测量位置的第二升/降操作气缸。

在本发明的第五方面，提供根据本发明的第三方面的振动测量装置，其中所述传感器接触/释放机构包括操作所述振动传感器移动到低于第一测量位置的第二测量位置的第一升/降操作气缸、以及操作所述振动传感器从准备位置移动到所述第一测量位置的第二升/降操作气缸。

在本发明的第六方面，提供根据本发明的第四方面的振动测量装置，其中在所述振动传感器由所述第二升/降操作气缸移动到所述第一测量位置之后，所述振动传感器与所述第二升/降操作气缸一起由所述第一升/降操作气缸移动并且放置在所述第二测量位置。

在本发明的第七方面，提供根据本发明的第五方面的振动测量装置，其中在所述振动传感器由所述第二升/降操作气缸移动到所述第一测量位置之后，所述振动传感器与所述第二升/降操作气缸一起由所述第一升/降操作气缸移动并且放置在所述第二测量位置。

在本发明的第八方面，提供一种用于通过使用振动测量装置测量待测量的对象的测量表面的振动的振动测量方法，所述振动测量装置包括：振动传感器；具有末端部分的传感器保持器，所述振动传感器装配到所述末端部分，所述传感器保持器保持所述振动传感器，使得所述振动传感器能够向上和向下移动；以及传感器接触/释放机构，所述传感器接触/释放机构操作以经由所述传感器保持器使所述振动传感器与待测量的对象的测量表面接触以及脱离接触，其中所述振动传感器包括法兰形突起以及在所述振动传感器的上表面侧的探头板和在所述振动传感器的下表面侧的磁体，所述探头板包括振动测量元件，并且其中所述传感器保持器包括开口和突出接合部分，布置在所述振动传感器的下端处的所述磁体通过所述开口突出，所述突出接合部分能够与所述振动传感器的所述法兰形突起的下表面接合，所述开口和所述突出接合部分布置在所述传感器保持器的下端侧，

所述振动测量方法包括：

使所述振动传感器的所述法兰形突起与所述传感器保持器的所述突出接合部分接合，由此防止所述振动传感器从所述传感器保持器掉落；

由所述传感器接触/释放机构朝着待测量的对象的测量表面移动所述传感器保持器，使得所述磁体首先附连到所述测量表面并且所述振动传感器与所述测量表面接触；以及

将所述传感器保持器移动到所述测量表面一侧以使仅仅所述传感器保持器下降并且使所述振动传感器的所述法兰形突起与所述传感器保持器的所述突出接合部分彼此脱离；以及

执行所述测量表面的振动的测量。

本发明的有利效果

(1)根据本发明的第一方面，振动传感器容纳在传感器保持器内，使得振动传感器能够在传感器保持器的轴向方向上移动，并且振动传感器的法兰形突起与传感器保持器的突出接合部分接合，由此防止振动传感器从传感器保持器掉落。此外，当传感器保持器由传感器接触/释放机构朝着待测量的对象的测量表面移动时，磁体首先附连到测量表面并且使振动传感器处于其中振动传感器与测量表面接触的状态。此外，当传感器保持器由传感器接触/释放机构移动到测量表面一侧时，仅仅传感器保持器下降以允许振动传感器的法兰形突起与传感器保持器的突出接合部分脱离(非接触)。因此，振动传感器能够在振动传感器不受传感器保持器约束的状态下测量振动。

(2)根据本发明的第二方面，传感器保持器被分割成多个部分。振动传感器居中，并且传感器保持器的所述多个分割部分布置在振动传感器的外周边上。所述多个分割部分的上端部分通过连接部分彼此连接。使用该构造，振动传感器能够容易地组装在传感器保持器的内部。

(3)根据本发明的第三方面，当测量振动时，定位销的倾斜表面与销装配孔的下端部分脱离接触。所以，振动传感器能够在振动传感器不受传感器保持器约束的状态下测量振动。此外，在完成振动的测量之后当传感器保持器向上移动时，形成于定位销的下端部分上的倾斜表面与销装配孔的下端部分相接触，由此将振动传感器返回到传感器保持器的中心部分。所以，能够校正在振动的测量期间发生的振动传感器的位移，并且允许振动传感器准备用于振动的下一次测量。

(4)根据本发明的第四和第五方面，即使在根据待测量的对象的类型等测量表面具有在高度上的振动的情况下也能够执行振动的测量。

(5)根据本发明的第六和第七方面，在振动传感器由第一升/降操作气缸移动到第一测量位置之后，振动传感器与第一升/降操作气缸一起由第二升/降操作气缸移动并且放置在第二测量位置。所以，能够通过使用多个气缸将振动传感器移动到第二测量位置，所述多个气缸的活塞杆的冲程量均小于单个使用的升/降操作气缸的活塞杆的冲程量。

(6)根据本发明的第八方面，在振动传感器不受传感器保持器约束的状态下执行振动的测量。所以，能够以更高的精度测量振动。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的振动测量装置的前视图。

图2是根据本发明的实施例的振动测量装置的侧视图。

图3A是振动测量装置的截面图，显示振动传感器和传感器保持器，图3B是显示振动传感器和传感器保持器的侧视图，并且图3C是沿着图3A中所示的线C-C获得的截面图。

图4是常规技术的振动测量装置的解释图。

图5是常规技术的振动测量装置的截面图，显示振动传感器和传感器保持器。

具体实施方式

在下文中，将参考图1至图3解释根据本发明的实施例的振动测量装置。如图1和图2中所示，振动测量装置1包括振动传感器2、具有振动传感器2附连于其上的末端的传感器保持器3、以及操作以经由传感器保持器3使振动传感器2与待测量的对象的测量表面104a接触以及脱离接触的传感器接触/释放机构4。

如图3A中所示，振动传感器2包括在其上部分上具有法兰形突起5的传感器主体6、安装在传感器主体6的上表面侧的探头板9、以及安装到传感器主体6的下表面侧的磁体10，探头板9具有多个振动测量元件7和连接器8。附图标记8a表示连接到连接器8的线束。

磁体10在磁体10与形成于传感器主体6的下表面上的凹陷部分接合的状态下安装到传感器主体6的下表面侧。磁体10的下端从传感器主体6的下表面稍稍突出。

法兰形突起5以重叠状态(接合状态)布置在如随后所述的传感器保持器3的相应突出接合部分16上，由此防止振动传感器2从传感器保持器3掉落。法兰形突起5相应地形成有销装配孔11，定位销18相应地插入所述销装配孔中。定位销18相应地布置在突出接合部分16上。

传感器保持器3在通过如上所述与振动传感器2的法兰形突起5接合而防止振动传感器2从传感器保持器3掉落的这种状态下以能够向上以及向下移动的方式支撑振动传感器2。传感器保持器3由一对左右保持器主体部分12、13和连接部分14构成，所述连接部分借助于螺钉将该对左右保持器主体部分12、13的上端部分彼此连接。

该对左右保持器主体部分12、13相应地在其内周边表面中具有凹槽部分15。与振动传感器2的法兰形突起5重叠的突出接合部分16形成于凹槽部分15的下部部分上。开口17形成于突出接合部分16之间，振动传感器2的传感器主体6的下端部分通过所述开口突出。

突出接合部分16带有定位销18。当振动传感器2的法兰形突起5与突出接合部分16重叠时，定位销18相应地装配到形成于法兰形突起5上的销装配孔11中。定位销18朝其末端渐缩以便于将定位销18插入销装配孔11中。定位销18相应地在其下端部分上具有大体圆锥形的倾斜表面18a。

当执行振动的测量时，如图3A中所示，倾斜表面18a从销装配孔11的下端部分脱离。因此，能够在振动传感器2不受传感器保持器3的约束的状态下执行振动的测量。此外，在完成振动的测量之后当允许传感器保持器3向上移动时，倾斜表面18a与销装配孔11的下端部分相接触使得振动传感器2返回到传感器保持器3的中心部分。因此，能够校正在振动的测量期间发生的振动传感器2的位移，并且允许振动传感器2准备用于振动的下一次测量。

将振动传感器2组装到传感器保持器3的操作例如以以下方式执行。首先，将探头板9和磁体10安装到传感器主体6，由此提供振动传感器2。接着，从销装配孔11的下侧将定位销18插入形成于振动传感器2的法兰形突起5上的销装配孔11中，由此在彼此相对的位置将该对左右保持器主体部分12、13组装到振动传感器2。在那之后，该对左右保持器主体部分12、13的上端部分经由连接部分14彼此连接。因此振动传感器2组装到传感器保持器3。

接着，解释传感器接触/释放机构4。如图2中所示，传感器接触/释放机构4包括将振动传感器2移动到待测量的对象的测量表面104a正上方的水平运动操作气缸21、操作位于测量表面104a正上方的准备位置(在下文中称为准备高度)的振动传感器2从准备高度移动到第一测量位置(在下文中称为第一测量(检测)高度A)或低于第一测量高度的第二测量位置(在下文中称为第二测量(检测)高度B)的第一和第二升/降操作气缸22、23(在下文中第一升/降操作气缸22被称为X冲程气缸，并且第二升/降操作气缸23被称为Y冲程气缸)。水平运动操作气缸21、X冲程气缸22和Y冲程气缸23相应地包括速度控制器。

如图1中所示，水平运动操作气缸21经由第一托架24安装到固定表面25。

如图2中所示，X冲程气缸22安装到第二托架26。第二托架26经由轨道部分27安装到水平运动操作气缸21的侧部。第二托架26在水平方向上沿着轨道部分27由水平运动操作气缸21移动，并且用于向上和向下移动Y冲程气缸23。

Y冲程气缸23安装到第三托架28。第三托架28安装到X冲程气缸22的杆22a的下端并且跟随杆22a的运动。

上下运动板29安装到Y冲程气缸23的杆23a的下部部分。传感器保持器3和振动传感器2安装到定位成低于杆23a的下部部分的杆23a的末端。液力速度控制器(在下文中称为hydro-spcon)30安装到第三托架28。此外，上下运动板29带有用于操作液力速度控制器30的速度控制器卡爪31。

如图2中所示，Y冲程气缸23的冲程量Y被确定为对应于从准备位置到第一测量(检测)高度A的距离的长度，并且X冲程气缸22的冲程量X被确定为对应于从第一测量(检测)高度A到第二测量(检测)高度B的距离的长度。

接着，解释振动测量装置1的操作。在执行振动的测量之前，将振动传感器2设置在准备位置。一旦执行振动的测量，首先，由水平运动操作气缸21将振动传感器2移动到测量表面104a正上方。

接着，在测量表面104a位于第一测量(检测)高度A的情况下，通过使用Y冲程气缸23将振动传感器2移动第一测量(检测)高度A。在将振动传感器2从准备高度移动到第一测量(检测)高度A的过程中，磁体10首先附连并且固定到待测量的对象的测量表面104a。然后，当向下移动Y冲程气缸23的杆23a时，仅仅传感器保持器3相对于振动传感器2向下移动，所述振动传感器经由磁体10附连并且固定到待测量的对象的测量表面104a。振动传感器2的法兰形突起5和传感器保持器3的突出接合部分16形成非接触状态，即，定位销18的大体圆锥形的倾斜表面18a和销装配孔11形成非接触状态。因此，能够在振动传感器2不受传感器保持器3约束的状态下执行振动的测量。

此外，在测量表面104a位于第二测量(检测)高度B的情况下，通过使用X冲程气缸22将振动传感器2移动到第二测量(检测)高度B。

在该情况下，类似于振动传感器2从准备高度移动到第一测量(检测)高度A的情况，在将振动传感器2从第一测量(检测)高度A移动到第二测量(检测)高度B的过程中，磁体10首先附连并且固定到待测量的对象的测量表面104a。然后，当向下移动X冲程气缸22的杆22a时，仅仅传感器保持器3相对于振动传感器2向下移动，所述振动传感器经由磁体10附连并且固定到待测量的对象的测量表面104a。振动传感器2的法兰形突起5和传感器保持器3的突出接合部分16形成非接触状态。因此，能够在振动传感器2不受传感器保持器3约束的状态下执行振动的测量。然后，当在完成振动的测量之后传感器保持器3向上移动到准备位置时，倾斜表面18a与销装配孔11的下端部分接触，使得振动传感器2返回到传感器保持器3的中心部分。因此，在振动的测量期间发生的振动传感器2的位移被校正，并且振动传感器2准备用于振动的下一次测量。另外，在实施例中，倾斜表面18a设在定位销18的下端部分上。然而，倾斜表面能够设在销装配孔11的下端部分上使得能够获得与实施例相同的效果。

附图标记列表

1…振动测量装置

2…振动传感器

3…传感器保持器

4…传感器接触/释放机构

5…法兰形突起

6…传感器主体

7…振动测量元件

8…连接器

8a…连接到连接器的线束

9…探头板

10…磁体

11…销装配孔

12、13…一对保持器主体部分

14…连接部分

15…凹槽部分

16…突出接合部分

17…开口

18…定位销

21…水平运动操作气缸

22…第一升/降操作气缸(X冲程气缸)

23…第二升/降操作气缸(Y冲程气缸)

Claims (5)

1.一种振动测量装置，包括：振动传感器；具有末端部分的传感器保持器，所述振动传感器装配到所述末端部分，所述传感器保持器保持所述振动传感器，使得所述振动传感器能够向上和向下移动；以及传感器接触/释放机构，所述传感器接触/释放机构操作以经由所述传感器保持器使所述振动传感器与待测量的对象的测量表面接触以及脱离接触，

其中所述振动传感器包括法兰形突起以及在所述振动传感器的上表面侧的探头板和在所述振动传感器的下表面侧的磁体，所述探头板包括振动测量元件，

其中所述传感器保持器包括开口和突出接合部分，布置在所述振动传感器的下端处的所述磁体通过所述开口突出，所述突出接合部分能够与所述振动传感器的所述法兰形突起的下表面接合，所述开口和所述突出接合部分布置在所述传感器保持器的下端侧；并且

其中所述振动传感器的所述法兰形突起和所述传感器保持器的所述突出接合部分中的一个包括定位销，所述振动传感器的所述法兰形突起和所述传感器保持器的所述突出接合部分中的另一个包括装配于所述定位销的销装配孔，

所述定位销在定位销的下端部分上具有倾斜表面，所述倾斜表面配置成当测量振动时使所述定位销与所述销装配孔的下端部分脱离接触并且在完成振动的测量之后当所述传感器保持器向上移动时使所述定位销与所述销装配孔的下端部分接触，使得所述振动传感器位于所述传感器保持器的中心部分上。

2.根据权利要求1所述的振动测量装置，其中所述传感器保持器被分割成多个部分，并且所述多个部分的上端部分通过连接部分彼此连接。

3.根据权利要求1或2所述的振动测量装置，其中所述传感器接触/释放机构包括操作所述振动传感器移动到低于第一测量位置的第二测量位置的第一升/降操作气缸、以及操作所述振动传感器从准备位置移动到所述第一测量位置的第二升/降操作气缸。

4.根据权利要求3所述的振动测量装置，其中在所述振动传感器由所述第二升/降操作气缸移动到所述第一测量位置之后，所述振动传感器与所述第二升/降操作气缸一起由所述第一升/降操作气缸移动并且放置在所述第二测量位置。

5.一种用于通过使用振动测量装置测量待测量的对象的测量表面的振动的振动测量方法，所述振动测量装置包括：振动传感器；具有末端部分的传感器保持器，所述振动传感器装配到所述末端部分，所述传感器保持器保持所述振动传感器，使得所述振动传感器能够向上和向下移动；以及传感器接触/释放机构，所述传感器接触/释放机构进行操作以经由所述传感器保持器使所述振动传感器与待测量的对象的测量表面接触以及脱离接触，其中所述振动传感器包括法兰形突起以及在所述振动传感器的上表面侧的探头板和在所述振动传感器的下表面侧的磁体，所述探头板包括振动测量元件，其中所述传感器保持器包括开口和突出接合部分，布置在所述振动传感器的下端处的所述磁体通过所述开口突出，所述突出接合部分能够与所述振动传感器的所述法兰形突起的下表面接合，所述开口和所述突出接合部分布置在所述传感器保持器的下端侧，并且其中所述振动传感器的所述法兰形突起和所述传感器保持器的所述突出接合部分中的一个包括定位销，所述振动传感器的所述法兰形突起和所述传感器保持器的所述突出接合部分中的另一个包括装配于所述定位销的销装配孔，所述定位销在定位销的下端部分上具有倾斜表面，所述倾斜表面配置成当测量振动时使所述定位销与所述销装配孔的下端部分脱离接触并且在完成振动的测量之后当所述传感器保持器向上移动时使所述定位销与所述销装配孔的下端部分接触，使得所述振动传感器位于所述传感器保持器的中心部分上，

所述振动测量方法包括：

使所述振动传感器的所述法兰形突起与所述传感器保持器的所述突出接合部分接合，由此防止所述振动传感器从所述传感器保持器掉落；

由所述传感器接触/释放机构朝着待测量的对象的测量表面移动所述传感器保持器，使得所述磁体首先附连到所述测量表面并且所述振动传感器与所述测量表面接触；以及

将所述传感器保持器移动到所述测量表面一侧以仅仅使所述传感器保持器下降并且使所述振动传感器的所述法兰形突起与所述传感器保持器的所述突出接合部分彼此脱离；以及

执行所述测量表面的振动的测量。