CN105203243A - 一种阻尼器的动态力矩的测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻尼器的动态力矩的测量装置及其测量方法，所述的一种阻尼器的动态力矩的测量装置，包括：固定基座；设于固定基座上的阻尼器；与所述阻尼器的旋转轴连接固定的第一转向轮；设于固定基座上的第二转向轮；以及牵引绳，所述牵引绳的一端与第一转向轮连接固定，另一端绕过第二转向轮并向下伸出，所述牵引绳与所述第二转向轮形成相对滑动。采用本发明可简单、快捷、精确地测量出转轴式阻尼器的动态力矩的大小，解决了传统技术上转轴式阻尼器动态力矩不易测量的问题，从而方便对阻尼器的质量进行精确控制，为后续相关测试提供准确的数据；且本发明的测量装置结构简单，设计合理，操作方便。

Description

一种阻尼器的动态力矩的测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及阻尼器领域，尤其涉及的是一种阻尼器的动态力矩的测量装置及其测量方法。

背景技术

洗衣机门盖转轴处通常需要安装阻尼器，以便减缓门盖自由下落的速度。阻尼器的阻尼值的大小会影响到门盖下落的时间，因此需要对阻尼器的阻尼值进行测量，以便更精确合理地控制门盖下落时间。

现有针对阻尼器阻尼值大小的测量通常为静态力矩的测量，而实际使用过程中，真正影响门盖下落时间的为动态力矩。阻尼器的静态力矩与动态力矩并不完全相同，采用静态力矩代替动态力矩作为阻尼器的阻尼值，会造成门盖下落时间与理论值不符，影响到相关测试结果，最终可能导致影响客户使用,造成使用不方便。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种阻尼器的动态力矩的测量装置及其测量方法，其可简单、快捷、精确地测量出转轴式阻尼器的动态力矩的大小，解决了传统技术上转轴式阻尼器动态力矩不易测量的问题，从而方便对阻尼器的质量进行精确控制，为后续相关测试提供准确的数据。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种阻尼器的动态力矩的测量装置，包括：

固定基座；

设于固定基座上的阻尼器；

与所述阻尼器的旋转轴连接固定的第一转向轮；

设于固定基座上的第二转向轮；

以及牵引绳，所述牵引绳的一端与第一转向轮连接固定，另一端绕过第二转向轮并向下伸出，所述牵引绳与所述第二转向轮形成相对滑动。

所述的一种阻尼器的动态力矩的测量装置中，进一步包括一用于测量第一转向轮转动角度的角度测量装置。

所述的一种阻尼器的动态力矩的测量装置中，所述角度测量装置为刻度盘，所述刻度盘固定于第一转向轮上并随第一转向轮的转动而转动。

所述的一种阻尼器的动态力矩的测量装置中，所述固定基座上设置一标记线，所述标记线与第一转向轮圆心位于同一竖直线上。

所述的一种阻尼器的动态力矩的测量装置中，所述刻度盘沿圆周方向上间隔设有360个刻度线，相邻刻度线之间的弧度相等，每个刻度线上设有相对应的刻度值。

所述的一种阻尼器的动态力矩的测量装置中，进一步包括一计时器，所述计时器设于固定基座上。

一种如上述任一项的阻尼器的动态力矩的测量装置的测量方法，包括以下步骤：

A．对牵引绳施加一个向下的恒定的力F_拉，牵引绳带动第一转向轮转动；

B．获取第一转向轮的转动角度α以及牵引绳的运动时间T；

C．根据转动角度α以及运动时间T，计算出阻尼器的阻尼力大小F。

所述的阻尼器的动态力矩的测量装置的测量方法中，步骤A中对牵引绳施加一个恒力F_拉看作是悬挂一个重物，则F_拉=G，其中，G为重物的重力。

所述的阻尼器的动态力矩的测量装置的测量方法中，步骤B具体包括以下步骤：

B1．在第一转向轮开始转动前，读取标记线对应的刻度盘上的刻度值α₁；在第一转向轮停止转动后，再次读取此位置对应的刻度值α₂，通过α₁与α₂获得第一转向轮的转动角度α；

B2．当牵引绳开始运动时，计时器开始计时，当运动停止后，获取计时器上的时间，则计时器上的时间为牵引绳的运动时间T。

所述的阻尼器的动态力矩的测量装置的测量方法中，步骤C具体包括以下步骤：

C1．计算出重物下落的高度H，其计算公式如下：

H=2αR，

其中，α为第一转向轮的转动角度，单位为弧度，R为第一转向轮的半径；

C2．计算出重物运动过程中的加速度a，其计算公式如下：

a=2αR/T²，

其中，α为第一转向轮的转动角度，单位为弧度，R为第一转向轮的半径，T为运动时间；

C3．计算出重物的质量m，其计算公式如下：

m=F_拉/g，

其中，F_拉为对牵引绳施加的一个向下的恒定的力，g为重力加速度；

C4．计算出阻尼器的阻尼力的大小F，其计算公式如下：

F=F_拉-2F_拉αR/gT²，

其中，F_拉为对牵引绳施加的一个向下的恒定的力，g为重力加速度，α为第一转向轮的转动角度，单位为弧度，R为第一转向轮的半径，T为运动时间。

本发明所提供的一种阻尼器的动态力矩的测量装置及其测量方法，由于采用了本发明的测量装置，能够简单、快捷、精确地测量出转轴式阻尼器的动态力矩的大小，解决了传统技术上转轴式阻尼器动态力矩不易测量的问题，从而方便对阻尼器的质量进行精确控制，为后续相关测试提供准确的数据；且本发明的测量装置结构简单，设计合理，操作方便。

附图说明

图1是本发明中的一种阻尼器的动态力矩的测量装置的结构示意图；

图2是本发明中的一种阻尼器的动态力矩的测量装置的另一角度结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1、图2所示，图1是本发明中的一种阻尼器的动态力矩的测量装置的结构示意图；图2是本发明中的一种阻尼器的动态力矩的测量装置的另一角度结构示意图。其中，本发明提供了一种阻尼器的动态力矩的测量装置，包括：固定基座10；设于固定基座10上的阻尼器20；与所述阻尼器20的旋转轴21连接固定的第一转向轮30；设于固定基座10上的第二转向轮40；以及牵引绳50，所述牵引绳50的一端与第一转向轮30连接固定，所述牵引绳50的另一端绕过第二转向轮40并向下伸出，所述牵引绳50与所述第二转向轮40形成相对滑动。

其中，所述第二转向轮40用于将阻尼器20的阻尼力转换成牵引绳50向上的拉力，从而只要计算出牵引绳50的拉力的大小即可得出阻尼器20的阻尼力的大小，从而可简单、快捷、精确地测量出转轴式阻尼器的动态力矩的大小，解决了传统技术上转轴式阻尼器动态力矩不易测量的问题，方便对阻尼器的质量进行精确控制，为后续相关测试提供准确的数据；且本发明的测量装置结构简单，设计合理，操作方便。

测试过程中，当对牵引绳50向下伸出的那一端施加一个向下的恒定的力时，牵引绳50会从静止开始向下作匀加速运动，在牵引绳50的带动下，第一转向轮30会转动，从而带动阻尼器20的转动轴21转动。

优选的，所述测量装置进一步包括一用于测量第一转向轮30转动角度的角度测量装置（图中为示）。具体而言，在本实施例中，所述角度测量装置为刻度盘，所述刻度盘固定于第一转向轮30上并随第一转向轮30的转动而转动。

优选的，所述刻度盘沿圆周方向上间隔设有360个刻度线（图中未示）。相邻刻度线之间的弧度相等，每个刻度线上设有相对应的刻度值。所述刻度值可以为角度或者弧度的数值。当所述刻度值为角度值时，单位为1°。

优选的，可在固定基座10上设置一标记线，所述标记线与第一转向轮圆心位于同一竖直线上，当需要测量第一转向轮30的转动角度时，可通过在第一转向轮30开始转动前，读取此标记线对应的刻度值，第一转向轮30停止转动后，再次读取此位置对应的刻度值，根据读取的两个刻度值从而可算出第一转向轮30的转动角度。

利用角度测量装置来测量第一转向轮30的转动角度，目的是为了计算出牵引绳50的下落高度，应当说明的是，牵引绳50的下落高度还可以通过其它方式获取，例如可以通过在第一转向轮30上设置位移传感器，通过位移传感器获得第一转向轮30转过的位移，其即为牵引绳50下落的高度。

优选的，所述测量装置进一步包括一计时器（图中为示），所述计时器设于固定基座10上。所述计时器通过感应信号感应到牵引绳下落的动作，此时，计时器开启计时，当停止下落，计时器停止计时，从而可以得到运动时间。

优选的，在本实施例中，所述阻尼器20通过固定螺钉60固定于固定基座10上。所述固定支座10上设有轴承70，所述第二转向轮40通过紧定螺钉80与轴承70锁紧固定。

本发明还提供了一种阻尼器的动态力矩的测量装置的测量方法，包括以下步骤：

S10．对牵引绳施加一个向下的恒定的力F_拉，牵引绳带动第一转向轮转动；

其中，步骤S10中对牵引绳施加一个恒定的力F_拉可以看作是在牵引绳上悬挂一个重物，因此F_拉=G，其中，G为重物的重力。

在进行步骤S10前，还可以包括一预先检测步骤，来确定对牵引绳施加恒定的力F_拉的取值范围，避免由于施加的力过大而损坏阻尼器或者因施加的力过小而造成阻尼器无法转动的情况发生。

由于阻尼器的静态力矩与动态力矩差别不大，因此预先检测步骤中可通过采用现有测量静态力矩的方法测量出阻尼器的静态力矩，从而可简单快捷地判断拉力F_拉的取值范围。

S20．获取第一转向轮的转动角度α以及牵引绳的运动时间T；

所述第一转向轮的转动角度α为第一转向轮从开始转动到停止转动所转动的角度，所述运动时间T是牵引绳从静止状态开始下落到下落停止所用的时间。

优选的，步骤S20具体包括以下步骤：

S21．在第一转向轮开始转动前，读取标记线对应的刻度盘上的刻度值α₁；在第一转向轮停止转动后，再次读取此位置对应的刻度值α₂，通过α₁与α₂获得第一转向轮的转动角度α。

应当说明的是，所述转动角度α为α₂以及α₁的差的绝对值，所述的刻度值可以是度数也可以为弧度值。

S22．当牵引绳开始运动时，计时器开始计时，当运动停止后，获取计时器上的时间，则计时器上的时间为牵引绳的运动时间T。

所述计时器通过感应信号感应到牵引绳下落的动作，此时，计时器开启计时，当停止下落，计时器停止计时，从而得到运动时间T。

S30．根据转动角度α以及运动时间T，计算出阻尼器的阻尼力大小F。

优选的，步骤S30具体包括以下步骤：

S31．计算出重物下落的高度H，其计算公式如下：

H=2αR，

其中，α为第一转向轮的转动角度，单位为弧度，R为第一转向轮的半径；

应当说明的是，在其它实施例中，所述α还可以为角度值。所述第一转向轮的半径R可以直接通过刻度尺量取。

所述牵引绳下落的高度H的获取也可以通过在固定基座上设有刻度尺，通过读出牵引绳在开始运动状态前牵引绳对应刻度尺上的读数，运动停止后，再次读出牵引绳对应刻度尺上的读数，通过两个读数的差来确定牵引绳下落的高度H的大小，或者将以上两种方法结合使用，通过将获得的牵引绳下落的高度H进行比较，从而可减少误差，使得测量数据更加准确。

S32．计算出重物运动过程中的加速度a，其计算公式如下：

a=2αR/T²，

其中，α为第一转向轮的转动角度，单位为弧度，R为第一转向轮的半径，T为运动时间。

其中，由于H=aT²，因此可以推出a=H/T²，又由于H=2αR，因此，可以得出：a=2αR/T²。

S33．计算出重物的质量m，其计算公式如下：

m=F_拉/g，

其中，F_拉为对牵引绳施加的一个向下的恒定的力，g为重力加速度。

由于恒定的力F_拉可以看作是在牵引绳上悬挂一个重物，因此F_拉=G=mg，因而可以推出m=G/g=F_拉/g。

S34．计算出阻尼器的阻尼力的大小F，其计算公式如下：

F=F_拉-2F_拉αR/gT²，

其中，F_拉为对牵引绳施加的一个向下的恒定的力，g为重力加速度，α为第一转向轮的转动角度，单位为弧度，R为第一转向轮的半径，T为运动时间。

阻尼器的阻尼力的大小F的计算原理如下：

F_拉=G（1）

G=mg（2）

H=2αR（3）

H=aT²（4）

F_拉-F=ma（5）

联合式(1)、(2)、(3)、（4）及（5）可得到如下公式：

F=F_拉-2F_拉αR/gT²（6）

因此，从式（6）可以看出，只要测量出F_拉、第一转向轮的半径R、第一转向轮转动角度α以及运动时间T即可测量出阻尼器的阻尼力。其中，F_拉的测量可以通过在牵引绳上悬挂一弹簧压力计并对弹簧压力计施加一个向下的力来实现。

本发明的一个具体实施例中，对牵引绳施加的一个向下的恒定的力是通过直接在牵引绳上悬挂一重物来实现的，其阻尼器的阻尼力的大小F的计算公式如下：

F=mg-2mαR/T²，

其中，m为重物的质量，g为重力加速度，α为第一转向轮的转动角度，单位为弧度，R为第一转向轮的半径，T为运动时间。

阻尼器的阻尼力的大小F的计算原理如下：

F_拉=G（1）

G=mg（2）

F=F_拉-2F_拉αR/gT²（6）

联合式(1)、(2)及（6）可得到如下公式：

F=mg-2mαR/T²（7）

因此，从式（7）可以看出，只要测量出重物的质量m、第一转向轮的半径R、第一转向轮转动角度α以及运动时间T即可简单快捷地测量出阻尼器的阻尼力。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种阻尼器的动态力矩的测量装置，其特征在于，包括：

固定基座；

设于固定基座上的阻尼器；

与所述阻尼器的旋转轴连接固定的第一转向轮；

设于固定基座上的第二转向轮；

以及牵引绳，所述牵引绳的一端与第一转向轮连接固定，另一端绕过第二转向轮并向下伸出，所述牵引绳与所述第二转向轮形成相对滑动。

2.根据权利要求1所述的一种阻尼器的动态力矩的测量装置，其特征在于，进一步包括一用于测量第一转向轮转动角度的角度测量装置。

3.根据权利要求2所述的一种阻尼器的动态力矩的测量装置，其特征在于，所述角度测量装置为刻度盘，所述刻度盘固定于第一转向轮上并随第一转向轮的转动而转动。

4.根据权利要求3所述的一种阻尼器的动态力矩的测量装置，其特征在于，所述固定基座上设置一标记线，所述标记线与第一转向轮圆心位于同一竖直线上。

5.根据权利要求3所述的一种阻尼器的动态力矩的测量装置，其特征在于，所述刻度盘沿圆周方向上间隔设有360个刻度线，相邻刻度线之间的弧度相等，每个刻度线上设有相对应的刻度值。

6.根据权利要求1所述的一种阻尼器的动态力矩的测量装置，其特征在于，进一步包括一计时器，所述计时器设于固定基座上。

7.一种如权利要求1至6任一项所述的阻尼器的动态力矩的测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

A．对牵引绳施加一个向下的恒定的力F_拉，牵引绳带动第一转向轮转动；

B．获取第一转向轮的转动角度α以及牵引绳的运动时间T；

C．根据转动角度α以及运动时间T，计算出阻尼器的阻尼力大小F。

8.根据权利要求7所述的阻尼器的动态力矩的测量装置的测量方法，其特征在于，步骤A中对牵引绳施加一个恒力F_拉看作是悬挂一个重物，则F_拉=G，其中，G为重物的重力。

9.根据权利要求7所述的阻尼器的动态力矩的测量装置的测量方法，其特征在于，步骤B具体包括以下步骤：

B1．在第一转向轮开始转动前，读取标记线对应的刻度盘上的刻度值α₁；在第一转向轮停止转动后，再次读取此位置对应的刻度值α₂，通过α₁与α₂获得第一转向轮的转动角度α；

B2．当牵引绳开始运动时，计时器开始计时，当运动停止后，获取计时器上的时间，则计时器上的时间为牵引绳的运动时间T。

10.根据权利要求8所述的阻尼器的动态力矩的测量装置的测量方法，其特征在于，步骤C具体包括以下步骤：

C1．计算出重物下落的高度H，其计算公式如下：

H=2αR，

其中，α为第一转向轮的转动角度，单位为弧度，R为第一转向轮的半径；

C2．计算出重物运动过程中的加速度a，其计算公式如下：

a=2αR/T²，

其中，α为第一转向轮的转动角度，单位为弧度，R为第一转向轮的半径，T为运动时间；

C3．计算出重物的质量m，其计算公式如下：

m=F_拉/g，

其中，F_拉为对牵引绳施加的一个向下的恒定的力，g为重力加速度；

C4．计算出阻尼器的阻尼力的大小F，其计算公式如下：

F=F_拉-2F_拉αR/gT²，

其中，F_拉为对牵引绳施加的一个向下的恒定的力，g为重力加速度，α为第一转向轮的转动角度，单位为弧度，R为第一转向轮的半径，T为运动时间。