CN104374404A - 一种测试工件螺旋摆动性能的测试装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了测试工件螺旋摆动性能的测试装置和方法，该装置包括：动力机构、支架、内旋转架、外旋转架和多个传动齿轮；多个传动齿轮至少包括：第一传动齿轮和第二传动齿轮；外旋转架沿X轴延伸的左右两侧有第二连接轴和第一传动轴，外旋转架通过第一传动轴和第二连接轴安装在支架上；动力机构与第一传动轴连接；内旋转架上下两侧有第三传动轴和第四连接轴，通过第三传动轴和第四连接轴安装在外旋转架内；内旋转架内设置有固定待测工件的固定部件；第一传动齿轮套装在第二连接轴上，第二传动齿轮套装在第三传动轴上，且第一传动齿轮和第二传动齿轮直接啮合或通过其他传动齿轮啮合以实现工件螺旋摆动性能测试。该测试装置结构简单且稳定，成本低。

Description

一种测试工件螺旋摆动性能的测试装置和方法

技术领域

本发明涉及工件产品的性能测试领域，具体涉及一种测试工件螺旋摆动性能的测试装置和方法。

背景技术

目前，陀螺仪在手机等电子产品上的应用越来越多，同时对陀螺仪的质量可靠性和稳定性要求也越来越高，然而现有测试方法和装置在进行陀螺仪的性能测试时一般是将陀螺仪工件固定在一个由X轴、Y轴、Z轴三个旋转动力轴组成的装置上，通过这三个轴的同时旋转实现对工件螺旋摆动测试功能，但是这种测试装置既要求有基本的承载能力，还要有一定的旋转范围和速度范围，以及良好的速度稳定性和定位精度，结构复杂、成本高。

发明内容

本发明提供了一种测试工件螺旋摆动性能的测试装置和方法，以解决现有的测试装置结构复杂、成本高的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种测试工件螺旋摆动性能的测试装置，该测试装置包括：

动力机构、支架、内旋转架、外旋转架以及多个传动齿轮；多个传动齿轮至少包括：第一传动齿轮和第二传动齿轮；

外旋转架的沿X轴方向延伸的左、右两侧面还分别安装有第二连接轴和第一传动轴；

外旋转架通过第一传动轴和第二连接轴安装在支架上，并能够相对于支架旋转；动力机构与第一传动轴连接，能够驱动第一传动轴旋转；

内旋转架的沿Y轴方向延伸的上、下两侧面还分别安装有第三传动轴和第四连接轴，内旋转架通过第三传动轴和第四连接轴安装在外旋转架内，并能够相对于外旋转架旋转；

内旋转架内设置有用于固定待测工件的固定部件；

第一传动齿轮安装在第一传动轴或第二连接轴上且相对于支架固定设置；第二传动齿轮固定套装在第三传动轴上，且第一传动齿轮和第二传动齿轮直接啮合或者通过设置在外旋转架的沿Y轴方向延伸的上侧面以及沿X轴方向延伸的左侧面的其他传动齿轮间接啮合。

可选地，动力机构包括：步进电机、同步带、第一同步带轮和第二同步带轮；

步进电机的输出端连接有第一同步带轮；

第二同步带轮与第一传动轴连接；

第一同步带轮和第二同步带轮之间通过同步带连接；

步进电机通过第一同步带轮、第二同步带轮以及同步带驱动第一传动轴旋转。

可选地，多个传动齿轮为2N个，该2N个传动齿轮之间相互啮合；其中，N为自然数。

可选地，第二连接轴固定安装于外旋转架上且转动安装于支架上，第一传动齿轮空套安装于第二连接轴上且通过定位销固定于支架上；或者，第二连接轴与外旋转架转动连接且与支架固定连接，第一传动齿轮固定套装在所述第二连接轴上。

可选地，第一传动齿轮空套安装在第一传动轴上，且通过定位销固定于支架上。

可选地，第一传动齿轮和所述第二传动齿轮通过设置在外旋转架的沿Y轴方向延伸的上侧面以及沿X轴方向延伸的左侧面的其他传动齿轮间接啮合，其他传动齿轮包括：

设于外旋转架左侧面的与第一传动齿轮轴向平行且依次啮合的若干纵向齿轮；

设于外旋转架上侧面的与第二传动齿轮轴向平行且依次啮合的若干横向齿轮；

若干纵向齿轮的最末一个与所述若干横向齿轮的最末一个均为同时具有圆柱齿轮和锥齿轮的双联齿轮，两者之间通过各自的锥齿轮相啮合。

可选地，用于固定待测工件的固定部件设置在内旋转架的中间位置；外旋转架的形状为正方形。

可选地，待测工件为陀螺仪。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种测试工件螺旋摆动性能的测试方法，利用如本发明一个方面所述的测试装置对待测工件进行螺旋摆动性能测试。

可选地，该方法包括：动力机构通电旋转，并通过与外旋转架连接的第一传动轴和第二连接轴将旋转传递给外旋转架，带动外旋转架同步旋转；

外旋转架旋转的同时，与内旋转架连接的第二传动齿轮相对安装在第二连接轴或第一传动轴上的第一传动齿轮旋转，并将旋转传递给第三传动轴，进而带动内旋转架相对于外旋转架旋转，实现对固定在内旋转架内的待测工件的螺旋摆动性能测试。

通过本发明的这种测试装置可以实现对待测工件的螺旋摆动性能准确测试，并且该测试装置结构简单、稳定，成本低，能够有效降低测试成本。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的一种测试工件螺旋摆动性能的测试装置的立体图；

图2是本发明一个实施例提供的一种测试工件螺旋摆动性能的测试装置的主视图；

图3是本发明一个实施例提供的一种测试工件螺旋摆动性能的测试装置的俯视图；

图4是本发明一个实施例提供的一种测试工件螺旋摆动性能的测试装置的侧视图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：对工件进行螺旋摆动性能测试复杂的测试装置进行改进，提供一种结构简单，成本低的测试装置。

图1是本发明一个实施例提供的一种测试工件螺旋摆动性能的测试装置，图2是本发明一个实施例提供的一种测试工件螺旋摆动性能的测试装置的主视图；图3是本发明一个实施例提供的一种测试工件螺旋摆动性能的测试装置的俯视图，图4是本发明一个实施例提供的一种测试工件螺旋摆动性能的测试装置的侧视图。下面结合附图1-4对本发明的这种测试装置进行具体说明。参见图1-图4，该测试装置包括：

动力机构、支架13、内旋转架5、外旋转架6以及多个传动齿轮(图1中示出了6个传动齿轮，分别为：传动齿轮7-12)；多个传动齿轮至少包括：第一传动齿轮12和第二传动齿轮7；

外旋转架6的沿X轴方向延伸的左、右两侧面还分别安装有第二连接轴18和第一传动轴16；

外旋转架6通过第一传动轴16和第二连接轴18活动安装在支架13上，并能够相对于支架13旋转；

动力机构与第一传动轴16连接，能够驱动第一传动轴16旋转；

内旋转架5的沿Y轴方向延伸的上、下两侧面还分别安装有第三传动轴19和第四连接轴17，内旋转架5通过第三传动轴19和第四连接轴17活动安装在外旋转架6内，并能够相对于外旋转架6旋转；

内旋转架5内设置有用于固定待测工件14的固定部件；

第一传动齿轮12安装在第一传动轴或第二连接轴上且相对于支架固定设置，第二传动齿轮7固定套装在第三传动轴上，且第一传动齿轮12和第二传动齿轮7通过设置在外旋转架6的沿Y轴方向延伸的上侧面以及沿X轴方向延伸的左侧面的其他传动齿轮(传动齿轮8-11)间接啮合；

当动力机构带动第一传动轴16旋转时，外旋转架6同步旋转，外旋转架6旋转的同时，与内旋转架5连接的第二传动齿轮7相对安装在第二连接轴18上的第一传动齿轮12旋转，并将旋转传递给第三传动轴19，进而带动内旋转架5相对于外旋转架6旋转，实现待测工件14螺旋摆动性能的测试。

在本实施例中，参见图1，第一传动齿轮是安装在第二连接轴上的，第一传动齿轮12安装在第二连接轴18上的方式有两种：第一种方式是，第二连接轴18与外旋转架6固定连接、与支架13转动连接的情况，第一传动齿轮12空套安装于第二连接轴18上，且通过定位销固定于支架13上。第二种方式是，第二连接轴18转动连接于外旋转架6、与支架13固定连接的情况，第一传动齿轮12可以固定套装在第二连接轴18上。

此外，第一传动齿轮12还可以空套安装在第一传动轴16上，且通过定位销固定于支架13上。

在本实施例中，参见图1，动力机构包括：步进电机1、同步带3、第一同步带轮2和第二同步带轮4；

步进电机1的输出端连接有第一同步带轮2；

第一传动轴16连接有第二同步带轮4；

第一同步带轮2和第二同步带轮4之间通过同步带3连接。

本发明提供的这种测试装置通过齿轮的啮合交叉传动实现了对待测工件的螺旋摆动性能测试，结构稳定，有效降低生产成本。

需要说明的是，参见图1，在本发明的一个实施例中，传动齿轮的数量为6个，第一传动齿轮12和第二传动齿轮7之间设置有多个其他齿轮，分别为：设于外旋转架6左侧面的与第一传动齿轮12轴向平行且依次啮合的两个纵向齿轮(传动齿轮10和传动齿轮11)；

设于外旋转架6上侧面的与第二传动齿轮7轴向平行且依次啮合的两个横向齿轮(传动齿轮8和传动齿轮9)；

两个纵向齿轮的最末一个(传动齿轮10)与两个横向齿轮的最末一个(传动齿轮9)均为同时具有圆柱齿轮和锥齿轮的双联齿轮，两者之间通过各自的锥齿轮相啮合。在本发明的其他实施例中，传动齿轮的数量可以设置为2N个，N为自然数，该2N个传动齿轮分别安装在外旋转架6的上侧面和左侧面，例如，在该测试装置中设置两个传动齿轮，分别为第一传动齿轮12和第二传动齿轮7，这样两个传动齿轮之间直接啮合传动。在本发明的其他实施例中，可以根据实际应用需要设置传动齿轮的数量，只要保证外旋转架6旋转能够通过传动齿轮间的啮合传动同步传递到内旋转架5，带动内旋转架5相对于外旋转架6旋转即可。

并且，在本实施例中，动力机构包括一个步进电机，实现了对工件进行空间螺旋性能测试时的单动力测试，与其他测试装置中的双动力或多动力相比，简化了结构同时保证了测试装置的正常运转。此外，在其他实施例中，可以选用气动马达代替步进电机提供能量，具体的动力提供装置不限于本实施例中的步进电机。

本实施例中，参见图1，步进电机1、第一同步带轮2、同步带3、第二同步带轮4、相互连接组成本测试装置的动力机构。内旋转架5、外旋转架6、第二传动齿轮7、传动齿轮8、传动齿轮9、传动齿轮10、传动齿轮11、第一传动齿轮12与支架13组成测试机构，实现对待测工件14的螺旋摆动测试，支架13固定安装在底板15上。第二传动齿轮7与内旋转架5连接，传动齿轮8，传动齿轮9，传动齿轮10，传动齿轮11与外旋转架6连接，第二传动齿轮12通过第二连接轴18固定在支架13上。第二传动齿轮7、传动齿轮8、传动齿轮9、传动齿轮10、传动齿轮11与第一传动齿轮12之间相互啮合传动。参见图1，外旋转架6的形状为正方形，以更方便在其上安装传动齿轮，内旋转架5也是正方形，在其他实施例中，内旋转架5的形状可以是和支架13的U型形状类似，不限于本实施例中的正方形。

参见图1，该测试装置的具体测试过程为：动力电机1通电旋转，通过第一同步带轮2，同步带3，第二同步带轮4以及与第二同步带轮4和外旋转架6连接的第一传动轴16将转动传递给外旋转架6，实现外旋转架6的360°旋转。

外旋转架6旋转的同时，连接在外旋转架6上的传动齿轮11相对于固定在支架13上的第一传动齿轮12旋转，同时通过传动齿轮10、传动齿轮9和传动齿轮8将旋转传递给与内旋转架5连接的第二传动齿轮7，从而通过第二传动齿轮7带动内旋转架5做360°旋转，经过以上过程就实现了固定在内旋转架5上的工件14的空间螺旋摆动测试。

参见图1，内旋转架5内设置有用于固定待测部件14的固定部件，且该固定部件优选地设置在内旋转架的中间位置，以在内旋转架和外旋转架旋转时的保持平衡，确保测试结果的准确性。

在本实施例中，待测工件14是陀螺仪，通过该测试装置对陀螺仪的空间螺旋摆动性能进行测试，同时，也可以将本发明的这种测试装置应用于测试其他需要进行空间螺旋摆动性能测试的工件，例如手机扬声器，在出厂前进行的摆动测试。

根据本发明的另一个方面，提供了一种测试工件螺旋摆动性能的测试方法，利用如本发明一个方面所述的测试装置对待测工件进行螺旋摆动性能测试。

其中，该方法包括：将动力机构通电旋转，并通过与外旋转架连接的第一传动轴和第二连接轴将旋转传递给外旋转架，带动外旋转架同步旋转；

外旋转架旋转的同时，与内旋转架连接的第二传动齿轮相对安装在第二连接轴或第一传动轴上的第一传动齿轮旋转，并将旋转传递给第三传动轴，进而带动内旋转架相对于外旋转架旋转，实现对固定在内旋转架内的待测工件的螺旋摆动性能测试。

需要说明的是，本发明的测试方法是和前述测试装置部分对应的，测试工件螺旋摆动性能的测试方法的具体实现步骤可以参见前述测试工件螺旋摆动性能的测试装置部分的相应说明，在此不再赘述。

综上所述，本发明的这种测试工件螺旋摆动性能的测试装置结构简单稳定并且成本低，测试方法新颖。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种测试工件螺旋摆动性能的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括：动力机构、支架、内旋转架、外旋转架以及多个传动齿轮；所述多个传动齿轮至少包括：第一传动齿轮和第二传动齿轮；

所述外旋转架的沿X轴方向延伸的左、右两侧面还分别安装有第二连接轴和第一传动轴；所述外旋转架通过第一传动轴和第二连接轴安装在所述支架上，并能够相对于所述支架旋转；

所述动力机构与第一传动轴连接，能够驱动所述第一传动轴旋转；

所述内旋转架的沿Y轴方向延伸的上、下两侧面还分别安装有第三传动轴和第四连接轴，所述内旋转架通过所述第三传动轴和第四连接轴安装在外旋转架内，并能够相对于所述外旋转架旋转；

所述内旋转架内设置有用于固定待测工件的固定部件；

所述第一传动齿轮安装在所述第一传动轴或所述第二连接轴上且相对于所述支架固定设置；所述第二传动齿轮固定套装在所述第三传动轴上，且所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮直接啮合或者通过设置在所述外旋架的沿Y轴方向延伸的上侧面以及沿X轴方向延伸的左侧面的其他传动齿轮间接啮合。

2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述动力机构包括：步进电机、同步带、第一同步带轮和第二同步带轮；

所述步进电机的输出端连接有第一同步带轮；

所述第二同步带轮与所述第一传动轴连接；

所述第一同步带轮和第二同步带轮之间通过所述同步带连接；

所述步进电机通过所述第一同步带轮、第二同步带轮以及同步带驱动所述第一传动轴旋转。

3.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述多个传动齿轮为2N个，该2N个传动齿轮之间相互啮合；其中，N为自然数。

4.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述第二连接轴固定安装于所述外旋转架上且转动安装于所述支架上，所述第一传动齿轮空套安装于所述第二连接轴上且通过定位销固定于所述支架上；或者，所述第二连接轴与外旋转架转动连接且与所述支架固定连接，所述第一传动齿轮固定套装在所述第二连接轴上。

5.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述第一传动齿轮空套安装在所述第一传动轴上，且通过定位销固定于所述支架上。

6.如权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮通过设置在所述外旋架的沿Y轴方向延伸的上侧面以及沿X轴方向延伸的左侧面的其他传动齿轮间接啮合，所述其他传动齿轮包括：

设于所述外旋转架左侧面的与第一传动齿轮轴向平行且依次啮合的若干纵向齿轮；

设于所述外旋转架上侧面的与第二传动齿轮轴向平行且依次啮合的若干横向齿轮；

所述若干纵向齿轮的最末一个与所述若干横向齿轮的最末一个均为同时具有圆柱齿轮和锥齿轮的双联齿轮，两者之间通过各自的锥齿轮相啮合。

7.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述用于固定待测工件的固定部件设置在所述内旋转架的中间位置；

所述外旋转架的形状为正方形。

8.如权利要求1-7中任一项所述的测试装置，其特征在于，所述待测工件为陀螺仪。

9.一种测试工件螺旋摆动性能的测试方法，其特征在于，利用如权利要求1-7中任一项所述的测试装置对待测工件进行螺旋摆动性能测试。

10.如权利要求9所述的测试方法，其特征在于，该方法包括：

动力机构通电旋转，并通过与外旋转架连接的第一传动轴和第二连接轴将旋转传递给外旋转架，带动外旋转架同步旋转；

外旋转架旋转的同时，与内旋转架连接的第二传动齿轮相对安装在第二连接轴或第一传动轴上的第一传动齿轮旋转，并将旋转传递给第三传动轴，进而带动内旋转架相对于外旋转架旋转，实现对固定在内旋转架内的待测工件的螺旋摆动性能测试。