CN105181196B - 流体摩擦力矩的测量装置 - Google Patents

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本发明提供一种流体摩擦力矩的测量装置包括用于获取悬浮状态下液体转动角的内筒和用于为内筒提供悬浮状态的外筒；外筒的一端封闭另一端为敞口，其内充满液体，外筒绕其轴线转动；内筒伸入外筒的敞口端内，并在外筒内绕其轴线转动，内筒顶面上的内筒转动轴与扭矩传感器测试连接。该装置避免了其他因素对测量结果准确性的干扰。从而保证了测量准确性。

Description

流体摩擦力矩的测量装置
技术领域
本发明涉及流体性能测试技术领域，特别的涉及一种流体摩擦力矩的测量装置。
背景技术
液浮式稳定平台悬浮在液体中，流体摩擦力矩是稳定平台的主要干扰源，其大小直接影响液浮式稳定平台的稳定精度。如果能准确获取所用流体的摩擦力，则可通过在稳定平台上产生相应的反作用力将该摩擦力平衡除去。而目前，为了得到流体摩擦力的大小，主要是基于理论和仿真计算，然而在实际计算过程中，边界条件的设置、流体模型的选取等与实际情况难以完全一致，因而稳定后的平台精度较差，又无法用于验证。
现有技术中对于各类流体的摩擦力缺乏准确的测试装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流体摩擦力矩的测量装置，本发明主要解决了现有技术红中缺乏对液体摩擦力矩能仅需准确测量装置的技术问题。
本发明提供一种流体摩擦力矩的测量装置，包括用于获取悬浮状态下液体转动角的内筒和用于为内筒提供悬浮状态的外筒；外筒的一端封闭另一端为敞口，其内充满液体，外筒绕其轴线转动；内筒伸入外筒的敞口端内，并在外筒内绕其轴线转动，内筒顶面上的内筒转动轴与扭矩传感器测试连接。
进一步地，还包括第一支撑板、第二支撑板和多根用于将第一支撑板支撑于第二支撑板上的第一支撑杆，内筒转动轴转动安装于第一支撑板内，外筒底面上的外筒驱动轴转动安装于第二支撑板内；第一支撑杆的一端固定连接于第一支撑板上，另一端固定连接于第二支撑板上。
进一步地，还包括用于驱动外筒转动的外筒电机，外筒电机的输出轴与安装于外筒驱动轴相连接。
进一步地，还包括第三支撑板和多根第二支撑杆，外筒电机安装于第三支撑板上；第二支撑杆的一端固定于第二支撑板上，另一端固定于第三支撑板上。
进一步地，还包括内筒轴座，内筒轴座安装于第一支撑板内，内筒转动轴转动安装于内筒轴座内。
进一步地，还包括外筒轴座，外筒轴座固定安装于第二支撑板内，外筒驱动轴转动安装于外筒轴座中。
本发明的优点：
本发明提供的流体摩擦力矩的测量装置该装置在盛满液体的外筒中设置内筒，根据内筒在无动力源的情况下，转动的各项参数的测量，可以得出该流体对内筒的摩擦力矩。该装置避免了其他因素对测量结果准确性的干扰。从而保证了测量准确性。
参考根据本发明的流体摩擦力矩的测量装置的各种实施例的如下描述将使得本发明的上述和其他方面显而易见。
附图说明
现在将参考附图更详细地解释本发明，其中：
图1是本发明的优选实施例的流体摩擦力矩的测量装置主视示意图；
图2是图1的剖视的示意图；
图3是本发明的优选实施例的外筒立体的示意图；
图4是本发明的优选实施例的内筒主视局部剖视示意图；
图5是图4的俯视示意图。
图例说明：
100、扭矩传感器支座；210、第一支撑板；211、第一支撑杆；220、第二支撑板；221、第二支撑杆；230、第三支撑板；310、内筒轴座；311、内筒；314、内筒连接板；321、外筒；320、外筒轴座；323、外筒电机；324、外筒驱动轴。
具体实施方式
本发明提供了一种流体摩擦力矩的测量装置。本文中液浮状态是指物体悬浮于液体中时的状态。
参见图1，包括用于获取悬浮状态下液体转动角的内筒311和用于为内筒311提供悬浮状态的外筒321，外筒321的一端封闭另一端为敞口，其内充满液体，外筒321绕其轴线转动；内筒311伸入外筒321的敞口端内，并在外筒321内绕其轴线转动，内筒311与扭矩传感器测试连接。通过在外筒321内注入液体后，将内筒311伸入外筒321中，内筒311的外壁与外筒321内的液体相接触。从而使得外筒321转动时，带动其内的液体运动时，进一步可带动内筒311转动。通过可测试内筒311运动状态的扭矩传感器，测试液体运动的情况。从而通过与扭矩传感器相连接的控制装置，将内筒311在流体摩擦力作用下转动的角度，换算为该流体对其他物体产生的摩擦力。该装置结构简单，测试精度高，可以用于测量各种流体的摩擦力。
该测试装置包括外筒321和伸入外筒321敞口端内的内筒311。内筒311与外筒321的侧壁相互间隔设置，以便与容纳流体充斥其中。内筒311的底面与外筒321的底面间隔设置。内筒311可在外筒321内绕内筒311轴线自由旋转。外筒321也可绕其轴线转动。内筒311的顶面上设有可安装扭矩传感器的扭矩传感器支座100。扭矩传感器用于采集内筒311的转动角度的一系列信号。
优选的，参见图2，内筒311顶面上安装有内筒驱动轴，内筒驱动轴与扭矩传感器连接。从而使得内筒311的转动角度等一系列参数可以由扭矩传感器检测到。
参见图3，外筒321底面封闭，顶面为敞口，外筒321通过与其底面相连接的外筒驱动轴324带动旋转。外筒驱动轴324的轴线与外筒321的轴线相重合。参见图1～2，外筒321底面上的外筒驱动轴324与外筒电机323的输出轴相连接。外筒321在外筒电机323的驱动下沿其自身轴线旋转。
参见图4～5，内筒311顶面上设有内筒连接板314。用于增强内筒311的形状稳定性。防止其在使用过程中变形。优选的，为了减轻整体重量，内筒连接板314为设有6根肋条的镂空板。以增加设备的轻便性能。显然的，内筒311和外筒321均需得到稳定的支撑，同时二者的转动在支撑的同时，不应受到限制。因而在实现对内筒311和外筒321支撑时，仅需对其二者的轴仅需支撑即可，需避免对二者侧壁和顶、底面的运动限制。
参见图1～2，为了便于固定内筒311和外筒321，还包括第一支撑板210、第二支撑板220和第一支撑杆211。第一支撑板210和第二支撑板220间隔设置。套装有内筒311的外筒321容纳与第一支撑板210与第二支撑板220之间。第一支撑板210的四周安装多根第一支撑杆211。第一支撑杆211的一端固定连接于第一支撑板210的四周，另一端固定连接于第二支撑板220的四周。各支撑杆和支撑板之间通过螺母固定。内筒311顶面上安装的扭矩传感器支座100伸出第一支撑板210外。扭矩传感器支座100的底面安装于第一支撑板210的顶面上。内筒311的驱动轴活动设置于第一支撑板210中。可以通过设置轴座等方式实现二者的活动连接。外筒321底面上的转动轴安装于外筒轴座320内。外筒轴座320安装于第二支撑板220上。外筒321的转动轴活动安装于第二支撑板220中。从而将外筒321支撑住的同时，不对外筒321的主动产生限制。这种安装方式可以为常规方式。
优选的，内筒311的转动轴安装于内筒轴座310内。内筒轴座310安装于第一支撑板210内。
优选的，还包括第二支撑杆221和第三支撑板230。第二支撑杆221的一端安装于第二支撑板220的四周，第二支撑杆221的另一端安装于第三支撑板230上。外筒电机323安装于第二支撑板220和第三支撑板230之间的空间中。从而实现了对外筒电机323的保护。
使用时，外筒321内装满液体，之后外筒电机323开启，外筒321随外筒电机323旋转并带动其中的液体转动。由于外筒321内的液体与内筒311的外壁相接触，外筒321内的液体的运动。液体运动后，液体对内筒311外壁产生摩擦力，从而带动内筒311转动；内筒311转动时，与之相连的扭矩传感器可对转动中内筒311转动的角度进行测量并记录。
本发明提供的流体摩擦力矩的测量装置经过试验验证，可以有效测量物体在液体中旋转时所受的流体摩擦力矩。
本领域技术人员将清楚本发明的范围不限制于以上讨论的示例，有可能对其进行若干改变和修改，而不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围。尽管己经在附图和说明书中详细图示和描述了本发明，但这样的说明和描述仅是说明或示意性的，而非限制性的。本发明并不限于所公开的实施例。
通过对附图，说明书和权利要求书的研究，在实施本发明时本领域技术人员可以理解和实现所公开的实施例的变形。在权利要求书中，术语“包括”不排除其他步骤或元素，而不定冠词“一个”或“一种”不排除多个。在彼此不同的从属权利要求中引用的某些措施的事实不意味着这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求书中的任何参考标记不构成对本发明的范围的限制。

Claims (1)

1.一种流体摩擦力矩的测量装置，其特征在于，包括用于获取悬浮状态下液体转动角的内筒(311)和用于为所述内筒(311)提供悬浮状态的外筒(321)；
所述外筒(321)的一端封闭另一端为敞口，其内充满所述液体，所述外筒(321)绕其轴线转动；
所述内筒(311)伸入所述外筒(321)的敞口端内，并在所述外筒(321)内绕其轴线转动，所述内筒(311)顶面上的内筒转动轴与扭矩传感器测试连接；
还包括第一支撑板(210)、第二支撑板(220)和多根用于将所述第一支撑板(210)支撑于所述第二支撑板(220)上的第一支撑杆(211)，所述内筒转动轴转动安装于所述第一支撑板(210)内，所述外筒(321)底面上的外筒驱动轴(324)转动安装于所述第二支撑板(220)内；
所述第一支撑杆(211)的一端固定连接于所述第一支撑板(210)上，另一端固定连接于所述第二支撑板(220)上；
还包括用于驱动所述外筒(321)转动的外筒电机(323)，所述外筒电机(323)的输出轴与安装于所述外筒驱动轴(324)相连接；还包括第三支撑板(230)和多根第二支撑杆(221)，所述外筒电机(323)安装于所述第三支撑板(230)上；
所述第二支撑杆(221)的一端固定于所述第二支撑板(220)上，另一端固定于所述第三支撑板(230)上；
还包括内筒轴座(310)，所述内筒轴座(310)安装于所述第一支撑板(210)内，所述内筒转动轴转动安装于所述内筒轴座(310)内；
还包括外筒轴座(320)，所述外筒轴座(320)固定安装于所述第二支撑板(220)内，所述外筒驱动轴(324)转动安装于所述外筒轴座(320)中；
内筒(311)与外筒(321)的侧壁相互间隔设置。
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