CN105157984A - 一种实验室发动机全自动化对中装置及台架 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实验室发动机全自动化对中装置及台架，其中下底座装在车架上，其上安有滑动架，并通过滑动架驱动装置驱动在下底座上做直线移动；上底座安在下底座滑动架上，其上装有滑动架并通过滑动架驱动装置驱动在上底座上做直线移动；上底座滑动架的移动方向与下底座滑动架的移动方向相互垂直；垂直支撑臂固定在上底座的滑动架上，其上安装有垂直升降装置；该垂直升降装置与安装有实验发动机的发动机支撑架相接；发动机飞轮盘测量感应部件与实验发动机的飞轮盘相连，其设有接收器；测距控制机构与测功机的飞轮盘相连，其设有对应的信号发射器。本发明能够提高生产效率，减轻劳动负荷，节省实验成本，降低人工误差，提高实验发动机的对中精度。

Description

一种实验室发动机全自动化对中装置及台架

技术领域

本发明涉及发动机测试技术领域，尤其涉及一种实验室发动机全自动化对中装置及台架。

背景技术

随着汽车产业的蓬勃发展，各大汽车厂商生产汽车更新换代的速度越来越快，对发动机的研发速度也不断加快，相应发动机的开发要经历各种各样的实验验证项目，确定产品可靠后才进入市场。

在对发动机进行实验时，必须保证发动机与测功机等设备连接快速而且稳定，然而要保证二者快速连接，需要首先能够做到发动机与测功机的快速且精准的对中，即调节发动机曲轴飞轮端与测功机曲轴同轴，且发动机飞轮端面与测功机端面保持平行。

传统的对中方法是首先采用吊葫芦将将实验发动机吊起上台架；然后采用钢管或榔头敲击支撑架，使发动机进行前后左右上下的移动，达到与测功机对中的目的；实验结束后又采用吊葫芦等辅助装置将发动机卸下。

传统对中方法存在如下弊端：

采用吊葫芦吊装实验发动机上台架和卸落过程中，由于发动机没有安装各种吊耳，会对发动机机体一些零部件产生影响，有的甚至在台架还没有上之前就已经把发动机的油底壳、进气歧管等塑料件破坏。而且在吊装的过程中，还存在安全隐患。

在台架上通过敲击方法移动发动机过程中，需要往往复复持续几十次才能达到与测功机对中的结果，这样不仅浪费了大量的时间用于台架对中，也推迟了发动机的测试时间，降低了工作效率，加大了实验员的工作强度；而且很难保证发动机的实验结果精度。

发动机实验做完后，又要采用吊葫芦等辅助装置将发动机卸下，会再一次对发动机机体产生影响，在对发动机进行拆检的时候会产生误差，不能确定是实验过程中对发动机产生的影响还是在上下发动机台架时候吊葫芦吊带产生的。

总之，传统的对中方法中存在容易破损实验发动机零部件、工作效率低下、安全性低、实验结果精度很难保证的技术问题。

发明内容

为克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种实验室发动机全自动化对中装置及台架，本发明能够提高发动机上台架的效率与安全，高效快速地实现发动机与测功机对中，从而能够保证发动机的实验结果精度高，加快了新型发动机上市时间。

为实现本发明的目的，本发明提供一种实验室发动机全自动化对中装置，其包括：

车架、下底座、滑动架驱动装置、滑动架、上底座、垂直支撑臂、垂直升降装置、发动机支撑架、实验发动机、发动机飞轮盘测量感应部件、测距控制机构和测功机；

下底座装配在车架上，其上安装有滑动架，并通过滑动架驱动装置驱动在下底座上做直线移动；

上底座安装在下底座的滑动架上，其上装有滑动架并通过滑动架驱动装置驱动在上底座上做直线移动；

所述上底座上的滑动架的直线移动方向与下底座上的滑动架的直线移动方向相互垂直；

垂直支撑臂固定在上底座的滑动架上，其上安装有垂直升降装置；该垂直升降装置与安装有实验发动机的发动机支撑架相接；

发动机飞轮盘测量感应部件与实验发动机的飞轮盘相连，其中设有接收器；测距控制机构与测功机的飞轮盘相连，其中设有对应的信号发射器。

更进一步地，所述实验发动机全自动化对中装置还包括：

紧固支撑机构；

所述紧固支撑机构设置在垂直支撑臂上端且其中心穿过发动机支撑架的垂直部分，通过螺栓紧固所述发动机支撑架。

更进一步地，所述下底座包括：

下底座螺纹孔、下底座T形槽、下底座圆形槽、下底座引导面和下底座矩形槽；

下底座通过下底座螺纹孔用螺栓固定于车架上；下底座引导面设置在下底座的上面，每组下底座引导面之间形成下底座矩形槽；下底座引导面上开设有下底座T形槽，供滑动架通过螺栓安装并沿着其直线移动；下底座圆形槽开设在下底座上，供步进电机通过紧固件固定。

更进一步地，所述上底座包括：

上底基座、上底座圆形槽、上底座T形槽、上底座矩形槽、上底座螺纹沉孔和上底座引导面；

上底座引导面为两个，平行设置在上底基座上，其之间形成上底座矩形槽；上底座圆形槽分别设置在上底基座靠近端头的位置，供步进电机通过紧固件固定；上底座T形槽上，供滑动架通过螺栓安装并沿着其直线移动；上底座通过上底座螺纹沉孔和螺栓与下底座上的滑动架固定。

更进一步地，所述滑动架驱动装置包括：

步进电机、丝杠法兰和丝杠；

丝杠的一端通过丝杠法兰连接步进电机的输出主轴；另一端旋入滑动架内传递步进电机的运动给滑动架。

更进一步地，所述垂直支撑臂包括：

支撑臂底座、支撑臂下轴承座、支撑臂竖架、支撑臂矩形槽和支撑臂上轴承座；

支撑臂底座上开设有支撑臂底座螺纹孔，通过螺栓固定在上底座的滑动架上；

支撑臂竖架呈倒U型设置在支撑臂底座上；其内侧设置有支撑臂下轴承座和支撑臂上轴承座；且在处于支撑臂下轴承座和支撑臂上轴承座之间的位置开有支撑臂矩形槽，供垂直升降装置安装；支撑臂竖架的上端的中心设置有支撑臂螺纹孔供发动机支撑架的垂直部分穿过。

更进一步地，所述垂直升降装置包括：

锥形齿轮传动轴、下滚子轴承、大锥形齿轮、小锥形齿轮、支撑臂步进电机和上滚子轴承；

所述下滚子轴承和上滚子轴承分别与所述支撑臂下轴承座和支撑臂上轴承座配合安装；支撑臂步进电机安装在支撑臂螺纹孔内通过螺栓固定；小锥形齿轮的中心轴连接支撑臂步进电机的输出主轴；大锥形齿轮与小锥形齿轮配合；锥形齿轮传动轴由上滚子轴承和下滚子轴承支撑，其一端安装在大锥形齿轮中，另一端设置有轴内螺纹，该轴内螺纹与发动机支撑架的垂直部分相配合。

更进一步地，所述发动机支撑架包括：

发动机支撑架安装板、发动机支撑架上螺纹杆、发动机支撑架下螺纹杆和发动机支撑架螺纹安装孔；

所述发动机支撑架安装板通过所述发动机支撑架螺纹安装孔和螺栓安装实验发动机；发动机支撑架上螺纹杆的一端设置在发动机支撑架安装板的底部，另一端与发动机支撑架下螺纹杆相连；发动机支撑架下螺纹杆通过锥形齿轮传动轴的轴内螺纹配合与锥形齿轮传动轴相连。

本发明还提供一种实验发动机台架，其特征在于，所述实验发动机台架包括：

车架、下底座、滑动架驱动装置、滑动架、上底座、垂直支撑臂、垂直升降装置、发动机支撑架、实验发动机、发动机飞轮盘测量感应部件、测距控制机构和测功机；

下底座装配在车架上，其上安装有滑动架，并通过滑动架驱动装置驱动在下底座上做直线移动；

上底座安装在下底座的滑动架上，其上装有滑动架并通过滑动架驱动装置驱动在上底座上做直线移动；

所述上底座上的滑动架的直线移动方向与下底座上的滑动架的直线移动方向相互垂直；

垂直支撑臂固定在上底座的滑动架上，其上安装有垂直升降装置；该垂直升降装置与安装有实验发动机的发动机支撑架相接；

发动机飞轮盘测量感应部件与实验发动机的飞轮盘相连，其中设有接收器；测距控制机构与测功机的飞轮盘相连，其中设有对应的信号发射器。

更进一步地，所述一种实验发动机台架还包括：

紧固支撑机构；

所述紧固支撑机构设置在垂直支撑臂上端且其中心穿过发动机支撑架的垂直部分，并通过螺栓紧固所述发动机支撑架。

本发明的有益效果在于：

通过本发明，能够快速高效的实现实验发动机与测功机对中，使实验发动机与测功机主轴自动保持同轴度和平面度，解放了实验发动机的手工上台架，大大缩短了实验发动机的对中时间，缩短了发动机实验周期，提高了生产效率，加快了新型发动机的上市时间，有着重要的经济效益；而且减轻了劳动负荷，节省了实验成本；还能够降低人工误差，提高实验发动机的对中精度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中的车架的结构示意图；

图3是本发明中的下底座的结构示意图；

图4是本发明中下底座、滑动架驱动装置和滑动架的装配结构示意图；

图5是本发明中的滑动架的结构示意图；

图6是本发明中的上底座的结构示意图；

图7是本发明的上底座与滑动架驱动装置和滑动架的装配结构示意图；

图8是本发明中的垂直调整机构的装配示意图；

图9是本发明中的垂直支撑臂的结构示意图；

图10是本发明中的紧固支撑机构的结构示意图；

图11是本发明中的发动机支撑架的结构示意图；

图12是本发明中测距控制机构与测功机之间的装配结构示意图；

图13是本发明中的测距控制机构的结构示意图；

图14是本发明中的发动机飞轮盘测量感应部件的结构示意图。

附图中：

车轮1、车架2、下底座3、滑动架驱动装置4、滑动架5、上底座6、垂直支撑臂7、垂直升降装置8、紧固支撑机构9、发动机支撑架10、实验发动机11、发动机飞轮盘测量感应部件12、测距控制机构13、测功机14；

车身2-1、车身螺纹孔2-2、扶手2-3、底面矩形槽2-4；

下底座螺纹孔3-1、下底座T形槽3-2、下底座圆形槽3-3、下底座引导面3-4、下底座矩形槽3-5；

步进电机固定螺栓组4-1、步进电机4-2、丝杠法兰4-3、丝杠4-4；

引导滑块5-1、引导滑块螺纹孔5-2、引导滑块丝杠孔5-3、引导滑块矩形块5-4和引导滑块T形槽5-5；

上底基座6-1、上底座圆形槽6-2、上底座T形槽6-3、上底座矩形槽6-4、上底座螺纹沉孔6-5；上底座引导面6-6；

支撑臂底座7-1、支撑臂底座螺纹孔7-2、支撑臂下轴承座7-3、支撑臂下轴承口7-4、支撑臂加强筋7-5、支撑臂竖架7-6、支撑臂矩形槽7-7、支撑臂上轴承座7-8、支撑臂螺纹孔7-9；

锥形齿轮传动轴8-1、下滚子轴承8-2、大锥形齿轮8-3、小锥形齿轮8-4、支撑臂步进电机8-5、上滚子轴承8-6；

紧固支撑机构紧固盘9-1、紧固支撑机构螺栓9-2、紧固支撑机构紧固块9-3、紧固支撑机构内螺纹9-4；

发动机支撑架安装板10-1、发动机支撑架上螺纹杆10-2、发动机支撑架下螺纹杆10-3；发动机支撑架螺纹安装孔10-4；

测距控制组信号发射器11-1、测距控制组测量杆11-2、测距控制组测量杆螺纹11-3、测距控制组测量杆螺母11-4、测距控制组测量杆上下调节槽12-1、测距控制组测量杆调节杆12-2、测距控制组法兰螺纹孔12-3、测距控制组法兰盘12-4、测距控制组法兰螺栓组12-5；

测功机飞轮盘14-1；

信号接收器15、测距信号左接收器15-1、测距信号右接收器15-2、测距信号上接收器15-3和测距信号下接收器15-4；飞轮16、飞轮盘测量感应盘16-1、飞轮盘测量感应传动轴螺纹孔16-2和飞轮盘测量感应螺纹孔16-3。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的具体实施方案进行详细说明。

实施例一

本发明提供一种实验室发动机全自动化对中装置，其能够使实验中的发动机飞轮端与测功机主轴通过电磁传感器测距来控制步进电机的步距来实现全自动化对中。其结构如图1所示，包括：车轮1、车架2、下底座3、滑动架驱动装置4、滑动架5、上底座6、垂直支撑臂7、垂直升降装置8、紧固支撑机构9、发动机支撑架10、实验发动机11(图中未示出)、发动机飞轮盘测量感应部件12(图中未示出)、测距控制机构13和测功机14。

车轮1安装在车架2底部；

下底座3装配在车架2上，其上安装有滑动架5，滑动架5通过滑动架驱动装置4驱动，在下底座槽内实现直线移动；

上底座6安装在下底座3的滑动架5上，其上也装有滑动架5并且该滑动架5通过滑动架驱动装置4驱动，在上底座槽内实现直线移动。上底座6上的滑动架5的移动方向与下底座3上的滑动架5的移动方向相互垂直。

上述垂直支撑臂7、垂直升降装置8、紧固支撑机构9、发动机支撑架10构成垂直调整机构，用来调整实验发动机上下位置。其中垂直支撑臂7固定在上底座6的滑动架5上，随着上底座进行直线移动；垂直支撑臂7上安装有垂直升降装置8；该垂直升降装置8与发动机支撑架10相接；发动机支撑架10顶部安装有实验发动机11。为了防止实验发动机上下攒动可以进一步地通过紧固支撑机构9紧固该发动机支撑架10。

发动机飞轮盘测量感应部件12与实验发动机11的飞轮盘相连；测距控制机构13与测功机14的飞轮盘相连。发动机飞轮盘测量感应部件12中设有接收器，测距控制机构13中设有对应的信号发射器。

测距控制机构13根据实验发动机飞轮盘端面与测功机主轴、测功机端面的前后左右上下差，产生感应信号，并感应到的信号通过发射器发出；发动机飞轮盘测量感应部件12接收测距控制机构13发出的信号，经过信号处理，产生的脉冲信号发给滑动架驱动装置4和垂直升降装置8的驱动装置，来调整各个滑动架5的位置以及垂直升降装置8的高度，从而控制实验发动机11的前后左右上下的位置，从而使实验发动机11的主轴与测功机14的主轴同轴，同时保证实验发动机11的飞轮端面与测功机端平行。

上述车架2的详细结构如图2所示，包括：车身2-1、车身螺纹孔2-2、扶手2-3、底面矩形槽2-4。

车身螺纹孔2-2为四个，均匀设置在车身2-1上；扶手2-3设置在车身2-1的一侧，通过焊接与车身2-1连接，用于推动整个装置；底面矩形槽2-4为前后两组，其内设置有螺纹，通过内螺钉固定车身前后的两组车轮1，当实验发动机上台架时通过车轮紧锁机构紧锁该车轮1，能够防止整个车架2滑动。

上述下底座3为两组，平行固定于车架2上。其结构详见图3，包括：下底座螺纹孔3-1、下底座T形槽3-2、下底座圆形槽3-3、下底座引导面3-4、下底座矩形槽3-5。

下底座3上设置有四个耳板，该耳板上设置有下底座螺纹孔3-1；通过下底座螺纹孔3-1与车身2-1上的车身螺纹孔2-2配合并通过螺栓紧固，将下底座3固定于车架2上。下底座引导面3-4有前后两组，分别设置在下底座3的上面，每组下底座引导面3-4之间形成下底座矩形槽3-5。下底座引导面3-4上开设有下底座T形槽3-2，用来通过螺栓固定滑动架5。下底座圆形槽3-3开设在下底座3上，用来通过紧固件固定下底座上的步进电机。

上述下底座3、滑动架驱动装置4和滑动架5的装配结构如图4所示，其中的滑动架驱动装置4包括：步进电机固定螺栓组4-1、步进电机4-2、丝杠法兰4-3、丝杠4-4。

步进电机4-2通过步进电机固定螺栓组4-1固定在下底座3上的下底座圆形槽3-3内，可以根据实验发动机的大小，调整步进电机4-4在下底座3上的位置。丝杠4-4的一端通过丝杠法兰4-3连接步进电机4-2的输出主轴；另一端旋入滑动架5内，传递步进电机4-2的运动给滑动架5。滑动架5安装在下底座3上，并可沿着下底座T形槽3-2直线移动。通过这样的结构设置使步进电机的旋转运动转化为直线运动，从而控制滑动架5的左右运动。

上述滑动架5的结构如图5所示，包括引导滑块5-1、引导滑块螺纹孔5-2、引导滑块丝杠孔5-3、引导滑块矩形块5-4和引导滑块T形槽5-5。

其中引导滑块5-1中靠近四个角位置处开设引导滑块螺纹孔5-2，其与下底座T形槽3-2配合使用，并通过螺栓将滑动架4-5固定于下底座3上；引导滑块矩形块5-4在引导滑块5-1的底部，其容纳在下底座3中的下底座矩形槽3-5内；引导滑块矩形块5-4内开设有引导滑块丝杠孔5-3，用于旋入丝杠4-4；引导滑块5-1上开设有引导滑块T形槽5-5，用于固定安装发动机支撑臂7，用螺栓通过此槽连接。

由上述可以看出，下底座通过步进电机带动丝杠来控制滑动架左右移动，从而调整实验发动机的左右位置；当实验发动机左右位置调整满足一定精度的时候，固定下底座T形槽内的螺栓，使下底座上的滑动架与下底座固定。

上述上底座6的结构如图6所示，该上底座6包括：上底基座6-1、上底座圆形槽6-2、上底座T形槽6-3、上底座矩形槽6-4、上底座螺纹沉孔6-5；上底座引导面6-6。

上底座引导面6-6为两个，平行设置在上底基座6-1上，其之间形成上底座矩形槽6-4；上底座T形槽6-3开设在上底座引导面6-6上；上底座圆形槽6-2有前后两组，分别设置在上底基座6-1靠近端头的位置；上底座螺纹沉孔6-5设置在一组上底座圆形槽6-2之间。上底基座6-1上的上底座螺纹沉孔6-5通过螺栓与下底座3上的引导滑块5-1的引导滑块T形槽5-5固定。

上述上底座6与滑动架驱动装置4和滑动架5的装配结构如图7所示，可以看出：

步进电机4-2通过步进电机固定螺栓组4-1固定在上底座6上的上底座圆形槽6-2内(可以根据实验发动机的大小，调整步进电机4-2在上底基座6-1上的位置)；丝杠4-4的一端旋入滑动架5的引导滑块丝杠孔5-3内，另一端通过丝杠法兰4-3与步进电机4-2的输出轴连接，传递步进电机4-2的运动给滑动架4-5。通过这样的结构设置使步进电机的旋转运动转化为直线运动。滑动架5安装在上底座6上，并可沿着上底座T形槽6-3直线移动。

由上述可以看出，上底座通过步进电机带动丝杠来控制滑动架前后移动，从而调整实验发动机的前后位置；当实验发动机前后位置调整满足一定精度的时候，固定上底座T形槽内的螺栓，使上底座上的滑动架与上底座固定。

上述垂直支撑臂7、垂直升降装置8、紧固支撑机构9、发动机支撑架10构成垂直调整机构，其装配结构如图8所示：

垂直支撑臂7安装在上底座6上的滑动架5上，垂直升降装置8装配在垂直支撑臂7上；发动机支撑架10呈“T型”布置，其垂直部分与垂直升降装置8的升降杆相接，水平部分用来安装实验发动机；紧固支撑机构9设置在垂直支撑臂7上端且其中心穿过发动机支撑架10的垂直部分；通过垂直升降装置8中的锥形齿轮传动机构带动发动机支撑架10上下移动，从而控制实验发动机的上下位置。

上述垂直支撑臂7用于安装固定垂直升降装置8和发动机支撑架10，其结构详见图9，包括：支撑臂底座7-1、支撑臂底座螺纹孔7-2、支撑臂下轴承座7-3、支撑臂下轴承口7-4、支撑臂加强筋7-5、支撑臂竖架7-6、支撑臂矩形槽7-7、支撑臂上轴承座7-8、支撑臂螺纹孔7-9。

支撑臂底座7-1上开设有支撑臂底座螺纹孔7-2，支撑臂底座7-1通过螺栓穿过支撑臂底座螺纹孔7-2并进入引导滑块T形槽5-5与上底座6的引导滑块5-1固定在一起。

支撑臂竖架7-6呈倒U型设置在支撑臂底座7-1上，且底部设置支撑臂加强筋7-5加固；支撑臂竖架7-6的内侧设置有支撑臂下轴承座7-3和支撑臂上轴承座7-8，其中支撑臂下轴承口7-4用于方便装入轴承；支撑臂矩形槽7-7在支撑臂竖架7-6内侧且处于支撑臂下轴承座7-3和支撑臂上轴承座7-8之间的位置。支撑臂竖架7-6的上端的中心设置有支撑臂螺纹孔7-9，用于穿过发动机支撑架10的垂直部分。

垂直升降装置8的结构仍然参考图8，包括锥形齿轮传动轴8-1、下滚子轴承8-2、大锥形齿轮8-3、小锥形齿轮8-4、支撑臂步进电机8-5、上滚子轴承8-6。

下滚子轴承8-2与在支撑臂矩形槽7-7内的支撑臂下轴承座7-3配合安装，上滚子轴承8-6与支撑臂上轴承座7-8配合安装；支撑臂步进电机8-5安装在支撑臂螺纹孔7-2内通过螺栓固定。小锥形齿轮8-4的中心轴通过键连接支撑臂步进电机8-5的输出主轴；大锥形齿轮8-3与小锥形齿轮8-4配合；锥形齿轮传动轴8-1由上滚子轴承8-6和下滚子轴承8-2支撑，其一端安装在大锥形齿轮8-3的中心孔中，另一端设置有轴内螺纹8-7，该轴内螺纹8-7与发动机支撑架10的垂直部分相配合。

上述紧固支撑机构9的结构如图10，其包括紧固支撑机构紧固盘9-1、紧固支撑机构螺栓9-2、紧固支撑机构紧固块9-3。

紧固支撑机构紧固盘9-1的中心设置紧固支撑机构内螺纹9-4；紧固支撑机构内螺纹9-4外的凹槽内均匀布置三个紧固支撑机构紧固块9-3；紧固支撑机构螺栓9-2穿过紧固支撑机构紧固盘9-1的螺孔且端部顶住紧固支撑机构紧固块9-3。

发动机支撑架10的结构如图11所示，其包括：发动机支撑架安装板10-1、发动机支撑架上螺纹杆10-2、发动机支撑架下螺纹杆10-3；发动机支撑架螺纹安装孔10-4。

发动机支撑架安装板10-1设置有四个发动机支撑架螺纹安装孔10-4，用于安装实验发动机；发动机支撑架上螺纹杆10-2的一端设置在发动机支撑架安装板10-1的底部，另一端与发动机支撑架下螺纹杆10-3相连。发动机支撑架下螺纹杆10-3通过锥形齿轮传动轴8-1的轴内螺纹8-7配合与锥形齿轮传动轴8-1相连。可以看出，发动机支撑架10通过发动机支撑架下螺纹杆10-3与锥形齿轮传动轴8-1相连，将锥形齿轮传动机构8的旋转运动转化为发动机支撑架10的上下直线运动。

发动机支撑架上螺纹杆10-2穿过支撑臂竖架7-6的支撑臂螺纹孔7-9，且通过紧固支撑机构9紧固。紧固支撑机构紧固盘9-1与发动机支撑架上螺纹杆10-2配合安装，通过紧固支撑机构螺栓9-2、紧固支撑机构紧固块9-3、紧固支撑机构内螺纹9-4夹紧发动机支撑架10，使得发动机支撑架10保持竖直静止不动。

由上述可以看出，锥形齿轮传动机构通过上、下滚子轴承固定在垂直支撑臂内，锥形齿轮传动轴8-1与大锥形齿轮8-3和发动机支撑架10装配，传递支撑臂步进电机8-5的运动，带动发动机支撑架10的上下运动，从而控制实验发动机的上下位置。当实验发动机曲轴与测功机主轴同轴度在一定精度范围内和飞轮端面端面和测功机端面平面度满足精度时，拧紧紧固支撑机构9，使发动机支撑架10固定不动，保持实验发动机上下不移动。

上述测距控制机构13与测功机14之间的装配情况如图12所示，测距控制机构13通过法兰与测功机14上的测功机飞轮盘14-1连接。

上述测距控制机构13的结构如图13所示，其包括测距控制组信号发射器11-1、测距控制组测量杆11-2、测距控制组测量杆螺纹11-3、测距控制组测量杆螺母11-4、测距控制组测量杆上下调节槽12-1、测距控制组测量杆调节杆12-2、测距控制组法兰螺纹孔12-3、测距控制组法兰盘12-4、测距控制组法兰螺栓组12-5。

测距控制组测量杆11-2的一端安装有测距控制组信号发射器11-1，另一端设置测距控制组测量杆螺纹11-3；通过该测距控制组测量杆螺纹11-3与测距控制组测量杆螺母11-4配合，测距控制组测量杆11-2安装在测距控制组测量杆调节杆12-2的测距控制组测量杆上下调节槽12-1内并固定；通过测距控制组测量杆上下调节槽12-1设置的不同位置，可以调节测距控制组测量杆11-2的上下高度。测距控制组测量杆调节杆12-2的另一端与测距控制组法兰盘12-4固定在一起。测距控制组法兰盘12-4上设置有测距控制组法兰螺纹孔12-3，并通过测距控制组法兰螺栓组12-5与测功机14上的测功机飞轮盘14-1连接。

上述发动机飞轮盘测量感应部件12的结构详见图14，其包括：信号接收器15和飞轮16。飞轮16与实验发动机的飞轮安装在一起；信号接收器15嵌入在飞轮16上，用来接收测距控制组信号发射器11-1发来的信号，并将该信号传给控制步进电机的控制端。

其中信号接收器15包括测距信号左接收器15-1、测距信号右接收器15-2、测距信号上接收器15-3和测距信号下接收器15-4；飞轮16包括飞轮盘测量感应盘16-1、飞轮盘测量感应传动轴螺纹孔16-2和飞轮盘测量感应螺纹孔16-3；

飞轮盘测量感应盘16-1通过飞轮盘测量感应传动轴螺纹孔16-2和飞轮盘测量感应螺纹孔16-3与实验发动机的飞轮盘通过螺栓连接。

测距信号左接收器15-1、测距信号右接收器15-2、测距信号上接收器15-3、测距信号下接收器15-4相隔90度，均匀设置在飞轮16上，用以接收测距控制组信号发射器11-1的测距信号，并产生脉冲信号控制下底座、上底座、垂直支撑臂各步进电机的正转和反转，来分别调整下底座前后移动，上底座左右移动，垂直支撑架上的发动机支撑架的上下移动，使实验发动机主轴与测功机主轴保持同轴以及使实验发动机飞轮与测功机飞轮保持平面度，通过程序控制，如果误差在设定的范围内，测距控制组信号发射器11-1停止工作，信号接收器15也停止工作，所有步进电机停止。

如图1-图14所示，本发明的工作原理如下：

将实验发动机放在已将上述装置安装好后的发动机支撑架10上，通过橡胶座用螺栓将发动机与发动机支撑架10固定，通过螺栓将飞轮盘测量感应盘16-1与发动机飞轮盘连接；测距控制组信号发射器11-1通过测距控制组法兰盘12-4与测功机飞轮盘14-1连接；

旋转测功机飞轮盘14-1，测距控制组信号发射器11-1产生的信号被信号接收器15接收，信号接收器15接收并产生脉冲信号控制各个步进电机，使实验发动机进行前后左右上下移动，使实验发动机主轴与测功机主轴的同轴度，以及发动机飞轮端与测功机飞轮端保持平面度在一定的精度范围内，通过程序控制，如果误差在设定的范围内，测距控制组信号发射器11-1停止工作，信号接收器15也停止工作，所有步进电机停止，然后拧紧各个部位螺栓，包括车身与下底座的螺栓、下底座上的滑动架与下底座之间配合的螺栓、上底座上的滑动架与上底座的螺栓、紧固支撑机构上的螺栓，保证刚性连接，至此全自动化地完成了实验发动机与测功机的对中。

实施例二

本发明还提供一种本发明还提供一种实验发动机台架，其包括：

车架2、下底座3、滑动架驱动装置4、滑动架5、上底座6、垂直支撑臂7、垂直升降装置8、发动机支撑架10、实验发动机11、发动机飞轮盘测量感应部件12、测距控制机构13和测功机14；

车轮1安装在车架2底部；

下底座3装配在车架2上，其上安装有滑动架5，滑动架5通过滑动架驱动装置4驱动，在下底座槽内实现直线移动；

上底座6安装在下底座3的滑动架5上，其上也装有滑动架5并且该滑动架5通过滑动架驱动装置4驱动，在上底座槽内实现直线移动。上底座6上的滑动架5的移动方向与下底座3上的滑动架5的移动方向相互垂直。

上述垂直支撑臂7、垂直升降装置8、紧固支撑机构9、发动机支撑架10构成垂直调整机构，用来调整实验发动机上下位置。其中垂直支撑臂7固定在上底座6的滑动架5上，随着上底座进行直线移动；垂直支撑臂7上安装有垂直升降装置8；该垂直升降装置8与发动机支撑架10相接；发动机支撑架10顶部安装有实验发动机11。为了防止实验发动机上下攒动可以进一步地通过紧固支撑机构9紧固该发动机支撑架10。

实施例二中的相关部件与实施例一中的相关部件的详细构成与功能相同，这里不再详细描述。

通过本发明，能够快速高效的使实验发动机与测功机对中，使实验发动机与测功机主轴自动保持同轴度和平面度，解放了实验发动机的手工上台架，大大缩短了实验发动机的对中时间，缩短了发动机实验周期，提高了生产效率，加快了新型发动机的上市时间，有着重要的经济效益；而且减轻了劳动负荷，节省了实验成本；还能够降低人工误差，提高实验发动机的对中精度。

本发明特别适合在各大汽车公司发动机研发部门、各汽车发动机研究机构、各高校内燃机实验室部门对实验发动机上台架全自动化对中。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (10)

1.一种实验发动机全自动化对中装置，其特征在于，所述实验发动机全自动化对中装置包括：

车架(2)、下底座(3)、滑动架驱动装置(4)、滑动架(5)、上底座(6)、垂直支撑臂(7)、垂直升降装置(8)、发动机支撑架(10)、实验发动机(11)、发动机飞轮盘测量感应部件(12)、测距控制机构(13)和测功机(14)；

下底座(3)装配在车架(2)上，其上安装有滑动架(5)，并通过滑动架驱动装置(4)驱动在下底座上做直线移动；

上底座(6)安装在下底座(3)的滑动架(5)上，其上装有滑动架(5)并通过滑动架驱动装置(4)驱动在上底座上做直线移动；

所述上底座(6)上的滑动架(5)的直线移动方向与下底座(3)上的滑动架(5)的直线移动方向相互垂直；

垂直支撑臂(7)固定在上底座(6)的滑动架(5)上，其上安装有垂直升降装置(8)；该垂直升降装置(8)与安装有实验发动机(11)的发动机支撑架(10)相接；

发动机飞轮盘测量感应部件(12)与实验发动机(11)的飞轮盘相连，其中设有接收器；测距控制机构(13)与测功机(14)的飞轮盘相连，其中设有对应的信号发射器。

2.根据权利要求1所述的实验发动机全自动化对中装置，其特征在于，所述实验发动机全自动化对中装置还包括：

紧固支撑机构(9)；

所述紧固支撑机构(9)设置在垂直支撑臂(7)上端且其中心穿过发动机支撑架(10)的垂直部分，通过螺栓紧固所述发动机支撑架(10)。

3.根据权利要求1所述的实验发动机全自动化对中装置，其特征在于，下底座(3)包括：

下底座螺纹孔(3-1)、下底座T形槽(3-2)、下底座圆形槽(3-3)、下底座引导面(3-4)和下底座矩形槽(3-5)；

下底座(3)通过下底座螺纹孔(3-1)用螺栓固定于车架(2)上；下底座引导面(3-4)设置在下底座(3)的上面，每组下底座引导面3-4)之间形成下底座矩形槽(3-5)；下底座引导面(3-4)上开设有下底座T形槽(3-2)，供滑动架(5)通过螺栓安装并沿着其直线移动；下底座圆形槽(3-3)开设在下底座(3)上，供步进电机通过紧固件固定。

4.根据权利要求1所述的实验发动机全自动化对中装置，其特征在于，所述上底座(6)包括：

上底基座(6-1)、上底座圆形槽(6-2)、上底座T形槽(6-3)、上底座矩形槽(6-4)、上底座螺纹沉孔(6-5)和上底座引导面(6-6)；

上底座引导面(6-6)为两个，平行设置在上底基座(6-1)上，其之间形成上底座矩形槽(6-4)；上底座圆形槽(6-2)分别设置在上底基座(6-1)靠近端头的位置，供步进电机通过紧固件固定；上底座T形槽(6-3)开设在上底座引导面(6-6)上，供滑动架(5)通过螺栓安装并沿着其直线移动；上底座(6)通过上底座螺纹沉孔(6-5)和螺栓与下底座(3)上的滑动架(5)固定。

5.根据权利要求3或4所述的实验发动机全自动化对中装置，其特征在于，所述滑动架驱动装置(4)包括：

步进电机(4-2)、丝杠法兰(4-3)和丝杠(4-4)；

丝杠(4-4)的一端通过丝杠法兰(4-3)连接步进电机(4-2)的输出主轴；另一端旋入滑动架(5)内传递步进电机(4-2)的运动给滑动架(5)。

6.根据权利要求5所述的实验发动机全自动化对中装置，其特征在于，所述垂直支撑臂(7)包括：

支撑臂底座(7-1)、支撑臂下轴承座(7-3)、支撑臂竖架(7-6)、支撑臂矩形槽(7-7)和支撑臂上轴承座(7-8)；

支撑臂底座(7-1)上开设有支撑臂底座螺纹孔(7-2)，通过螺栓固定在上底座(6)的滑动架(5)上；

支撑臂竖架(7-6)呈倒U型设置在支撑臂底座(7-1)上；其内侧设置有支撑臂下轴承座(7-3)和支撑臂上轴承座(7-8)；且在处于支撑臂下轴承座(7-3)和支撑臂上轴承座(7-8)之间的位置开有支撑臂矩形槽(7-7)，供垂直升降装置(8)安装；支撑臂竖架(7-6)的上端的中心设置有支撑臂螺纹孔(7-9)供发动机支撑架(10)的垂直部分穿过。

7.根据权利要求6所述的实验发动机全自动化对中装置，其特征在于，所述垂直升降装置(8)包括：

锥形齿轮传动轴(8-1)、下滚子轴承(8-2)、大锥形齿轮(8-3)、小锥形齿轮(8-4)、支撑臂步进电机(8-5)和上滚子轴承(8-6)；

所述下滚子轴承(8-2)和上滚子轴承(8-6)分别与所述支撑臂下轴承座(7-3)和支撑臂上轴承座(7-8)配合安装；支撑臂步进电机(8-5)安装在支撑臂螺纹孔(7-2)内通过螺栓固定；小锥形齿轮(8-4)的中心轴连接支撑臂步进电机(8-5)的输出主轴；大锥形齿轮(8-3)与小锥形齿轮(8-4)配合；锥形齿轮传动轴(8-1)由上滚子轴承(8-6)和下滚子轴承(8-2)支撑，其一端安装在大锥形齿轮(8-3)中，另一端设置有轴内螺纹(8-7)，该轴内螺纹(8-7)与发动机支撑架(10)的垂直部分相配合。

8.根据权利要求7所述的实验发动机全自动化对中装置，其特征在于，所述发动机支撑架(10)包括：

发动机支撑架安装板(10-1)、发动机支撑架上螺纹杆(10-2)、发动机支撑架下螺纹杆(10-3)和发动机支撑架螺纹安装孔(10-4)；

所述发动机支撑架安装板(10-1)通过所述发动机支撑架螺纹安装孔(10-4)和螺栓安装实验发动机；发动机支撑架上螺纹杆(10-2)的一端设置在发动机支撑架安装板(10-1)的底部，另一端与发动机支撑架下螺纹杆(10-3)相连；发动机支撑架下螺纹杆(10-3)通过锥形齿轮传动轴(8-1)的轴内螺纹(8-7)配合与锥形齿轮传动轴(8-1)相连。

9.一种实验发动机台架，其特征在于，所述实验发动机台架包括：

车架(2)、下底座(3)、滑动架驱动装置(4)、滑动架(5)、上底座(6)、垂直支撑臂(7)、垂直升降装置(8)、发动机支撑架(10)、实验发动机(11)、发动机飞轮盘测量感应部件(12)、测距控制机构(13)和测功机(14)；

下底座(3)装配在车架(2)上，其上安装有滑动架(5)，并通过滑动架驱动装置(4)驱动在下底座上做直线移动；

上底座(6)安装在下底座(3)的滑动架(5)上，其上装有滑动架(5)并通过滑动架驱动装置(4)驱动在上底座上做直线移动；

所述上底座(6)上的滑动架(5)的直线移动方向与下底座(3)上的滑动架(5)的直线移动方向相互垂直；

垂直支撑臂(7)固定在上底座(6)的滑动架(5)上，其上安装有垂直升降装置(8)；该垂直升降装置(8)与安装有实验发动机(11)的发动机支撑架(10)相接；

发动机飞轮盘测量感应部件(12)与实验发动机(11)的飞轮盘相连，其中设有接收器；测距控制机构(13)与测功机(14)的飞轮盘相连，其中设有对应的信号发射器。

10.根据权利要求9所述的一种实验发动机台架，其特征在于，所述一种实验发动机台架还包括：

紧固支撑机构(9)；

所述紧固支撑机构(9)设置在垂直支撑臂(7)上端且其中心穿过发动机支撑架(10)的垂直部分，并通过螺栓紧固所述发动机支撑架(10)。