CN108168487B - 一种臂式精密离心机动态半径测量机构 - Google Patents

一种臂式精密离心机动态半径测量机构 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种臂式精密离心机动态半径测量机构，属于精密仪器测量技术领域。所述机构包括中心柱体、活动标尺和等直杆等部件。所述机构适用于精密离心机动态半径的检测，解决了现有精密离心机动态半径测量装置前期处理工序复杂，难度高等问题。本发明提出的测量机构能够有效降低测量前期处理工序的复杂性和难度，节省测量时间和资源。同时，极大程度地降低了人为因素带来的安装风险。

Description

一种臂式精密离心机动态半径测量机构
技术领域
本发明涉及一种臂式精密离心机动态半径测量机构，属于精密仪器测量技术领域。
背景技术
精密离心机是宇航技术中为惯性仪器进行动态测试、校准和标定提供标准加速度场的专用大型精密测试设备。在精密离心机上进行大g值加速度计的全量程试验中，通常需要测量精密离心机的动态半径来完成加速度计的全量程试验。现有的精密离心机动态半径测量机构是在检测过程中，测量机构和测量机构上安装的检测探头静止不动，精密离心机旋转，通过测量旋转时精密离心机端部与检测探头之间的距离变化来实现精密离心机动态半径的测量。由于精密仪器测量要求非常高，因此，在使用这种测量机构测量之前需要将离心机的待测试面的光泽度和弧度进行精密研磨，使待测试面的光泽度和弧度符合检测探头的要求，同时，由于测量机构的检测探头直接对准旋转的精密离心机的待测试面，并且待测试面与被测机械件的距离非常近，因此，在安装过程中，经常出现精密离心机待测试面摩擦或撞毁检测探头的情况，造成测量机构的损坏，并且由于精密设备的非接触式精密微位移传感器价格昂贵，因此，现有的测量机构也容易造成极大的资源浪费。
发明内容
本发明针对基于微位移传感器的动态半径检测方式，为了解决该检测方式的现有精密离心机动态半径测量机构的被测机械件再加工的复杂性高、难度大，以及检测过程中易造成损坏的问题，提出了一种臂式精密离心机动态半径测量机构，所采取的技术方案如下：
一种臂式精密离心机动态半径测量机构，所述精密离心机大臂两端的负载舱上设有回转台，所述机构包括中心柱体1、活动标尺2和等直杆3；所述中心柱体1设置位置与所述精密离心机的大臂a的主轴轴线重合；所述中心柱体1的轴心到所述大臂a两端的负载舱b的垂直距离相等；所述等直杆3水平设置于所述大臂a上方，其中，所述等直杆3的一端通过端部支撑柱5固定安装于大臂a其中一端回转台c上，另一端朝向所述中心柱体1；所述等直杆3朝向所述中心柱体1的通过紧定螺钉8安装有可沿等直杆3轴向方向微调伸缩的活动标尺2；所述活动标尺2向外伸缩的一端的端部上设有动态微位移测量部件。
进一步地，所述等直杆3采用空心等直杆；所述等直杆3的长度为3m，采用温度系数小的金属材料制成。
进一步地，所述动态微位移测量部件包括圆弧形被测机械件6和微位移传感器4；所述中心柱体1采用中心支架，用于支撑微位移传感器4；其中，所述圆弧形被测机械件6固定安装于所述活动标尺2靠近所述中心支架的一端上；所述微位移传感器4固定安装于所述中心支架的面向所述圆弧形被测机械件6的一侧侧壁上；所述微位移传感器4包括探头、信号电缆、信号处理电路和输出电缆；所述微位移传感器4的探头对准圆弧形被测机械件6，所述信号电缆直接与所述信号处理电路相连。
进一步地，所述中心支架采用圆柱型柱体结构；所述圆弧形被测机械件6的弧度与所述中心支架的外表面弧度及圆弧方向相同。
进一步地，所述圆弧形被测机械件6的弧形内表面对应于微位移传感器4的探头，并与所述探头之间设置有1mm距离的间隙。
进一步地，所述端部支撑柱5上设有回转台滑环；所述精密离心机的大臂电机处设有主轴滑环。
进一步地，所述动态微位移测量部件包括微位移传感器4；所述中心柱体1采用中心测量柱；所述微位移传感器4固定安装于所述活动标尺2靠近所述中心测量柱的一端上；所述微位移传感器4包括探头、信号电缆、信号处理电路和输出电缆；所述微位移传感器4的探头对准中心测量柱的侧壁；所述信号电缆从所述等直杆3的中空腔中走线经过回转台滑环和主轴滑环引出与所述信号处理电路相连。
进一步地，所述微位移传感器4的探头与所述中心测量柱的侧壁之间设置有1mm距离的间隙。
进一步地，所述等直杆3的下方设有1个或多个支撑装置7；所述支撑装置7与所述大臂a垂直；所述支撑装置7的一端活动安装与所述等直杆3的底部；所述支撑装置7的另一端固定安装与所述大臂a的上表面。
进一步地，所述支撑装置7采用直线轴承实现支撑。
本发明有益效果：
本发明提出的一种臂式精密离心机动态半径测量机构克服了传统基于微位移传感器方式实现精密离心机测量机构设置于精密离心机外侧的技术偏见，而是将检测装置和检测探头全部安装于精密离心机本体之上。本发明提出的一种臂式精密离心机动态半径测量机构包括两种结构：一种结构是微位移传感器固定安装于中心测量柱上；另一种结构是微位移传感器设置于活动标尺上。
对于微位移传感器设置于活动标尺上的动态半径测量机构：其不需要对面积较大的精密离心机待测试面进行精密研磨，只需要对体积和表面积很小的中心测量柱进行加工即可，极大程度上降低了测量前期的部件加工难度和复杂度，简化了测量前期的准备工序和难度，节约的试验时间和试验成本。同时，检测过程中，中心测量柱在所述精密离心机上固定不动，检测探头随着精密离心机的转动而转动，并且其与中心测量柱之间的距离随着精密离心机动态半径的变化而变化，通过此变化来进行精密离心机动态半径的测量。这样，避免了传统测量机构通过直接测量检测探头与精密离心机待测试面之间的距离造成精密离心机待测试面摩擦或撞坏检测探头的情况，极大程度上避免了检测探头的损坏，极大程度上减少资金和资源的浪费。进而消除了更换检测探头和维修测量机构的时间，极大程度上提高了试验效率，节省了试验成本和试验时间。
对于微位移传感器固定安装于中心测量柱上的结构：其不需要对面积较大的精密离心机待测试面进行精密研磨，只需要对体积和表面积很小的圆弧形被测机械件进行精密研磨即可，其中，所述圆弧形被测机械件的精密研磨面积只为离心机待测试面精密研磨面积的1/4，极大程度上降低了测量前期的部件加工难度和复杂度，简化了测量前期的准备工序和难度，节约的试验时间和试验成本。同时，由于所述圆弧形被测机械件的体积较小，所以极大程度上降低了圆弧形被测机械件与检测探头之间的摩擦或撞毁的情况，极大程度上避免了检测探头的损坏，极大程度上减少资金和资源的浪费。进而消除了更换检测探头和维修测量机构的时间，极大程度上提高了试验效率，节省了试验成本和试验时间。
此外，本发明提出的一种臂式精密离心机动态半径测量机构通过将检测探头设置于精密离心机之上随其转动的方式，提高了测量机构的检测精度和准确度，降低了测量试验过程中的误差。
附图说明
图1为本发明实施例1所述精密离心机测量机构的主视结构示意图。
图2为本发明实施例1所述精密离心机测量机构的俯视结构示意图。
图3为本发明实施例2所述精密离心机测量机构的主视结构示意图。
图4为本发明实施例2所述精密离心机测量机构的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。
实施例1：
本实施例提出一种臂式精密离心机动态半径测量机构，如图1和图2所示，所述精密离心机大臂两端的负载舱上设有回转台，所述机构包括中心柱体1、活动标尺2和等直杆3；所述中心柱体1设置位置与所述精密离心机的大臂a的主轴轴线重合；所述中心柱体1的轴心到所述大臂a两端的负载舱b的垂直距离相等；所述等直杆3水平设置于所述大臂a上方，其中，所述等直杆3的一端通过端部支撑柱5固定安装于大臂a其中一端回转台c上，另一端朝向所述中心柱体1；所述等直杆3朝向所述中心柱体1的通过紧定螺钉8安装有可沿等直杆3轴向方向微调伸缩的活动标尺2；所述活动标尺2向外伸缩的一端的端部上设有动态微位移测量部件。其中，所述等直杆3采用空心等直杆；所述等直杆3的长度为3m，采用温度系数小的金属材料制成。
所述动态微位移测量部件包括圆弧形被测机械件6和微位移传感器4；所述中心柱体1采用中心支架，用于支撑微位移传感器4；其中，所述圆弧形被测机械件6固定安装于所述活动标尺2靠近所述中心支架的一端上；所述微位移传感器4固定安装于所述中心支架的面向所述圆弧形被测机械件6的一侧侧壁上；所述微位移传感器4包括探头、信号电缆、信号处理电路和输出电缆；所述所述微位移传感器4的探头对准圆弧形被测机械件6，所述信号电缆直接直接与所述信号处理电路相连。
所述中心支架采用圆柱型柱体结构；所述圆弧形被测机械件6的弧度与所述中心支架的外表面弧度及圆弧方向相同。所述圆弧形被测机械件6的弧形内表面对应于微位移传感器4的探头，并与所述探头之间设置有1mm距离的间隙。
所述等直杆3的下方设有1个支撑装置7；所述支撑装置7与所述大臂a垂直；所述支撑装置7的一端活动安装与所述等直杆3的底部；所述支撑装置7的另一端固定安装与所述大臂a的上表面。所述支撑装置7采用直线轴承。
本实施例提出的一种臂式精密离心机动态半径测量机构不需要对面积较大的精密离心机待测试面进行精密研磨，只需要对体积和表面积很小的圆弧形被测机械件进行精密研磨即可，其中，所述圆弧形被测机械件的精密研磨面积只为离心机待测试面精密研磨面积的1/4，极大程度上降低了测量前期的部件加工难度和复杂度，简化了测量前期的准备工序和难度，节约的试验时间和试验成本。同时，由于所述圆弧形被测机械件的体积较小，所以极大程度上降低了圆弧形被测机械件与检测探头之间的摩擦或撞毁的情况，极大程度上避免了检测探头的损坏，极大程度上减少资金和资源的浪费。进而消除了更换检测探头和维修测量机构的时间，极大程度上提高了试验效率，节省了试验成本和试验时间。
此外，本发明提出的一种臂式精密离心机动态半径测量机构通过将检测探头设置于精密离心机之上随其转动的方式，提高了测量机构的检测精度和准确度，降低了测量试验过程中的误差。
实施例2
本实施例提出的一种臂式精密离心机动态半径测量机构，如图3和图4所示，所述精密离心机大臂两端的负载舱上设有回转台，所述机构包括中心柱体1、活动标尺2和等直杆3；所述中心柱体1设置位置与所述精密离心机的大臂a的主轴轴线重合；所述中心柱体1的轴心到所述大臂a两端的负载舱b的垂直距离相等；所述等直杆3水平设置于所述大臂a上方，其中，所述等直杆3的一端通过端部支撑柱5固定安装于大臂a其中一端回转台c上，另一端朝向所述中心柱体1；所述等直杆3朝向所述中心柱体1的通过紧定螺钉8安装有可沿等直杆3轴向方向微调伸缩的活动标尺2；所述活动标尺2向外伸缩的一端的端部上设有动态微位移测量部件。其中，所述等直杆3采用空心等直杆；所述等直杆3的长度为3m，采用温度系数小的金属材料制成。所述端部支撑柱5上设有回转台滑环；所述精密离心机的大臂电机处设有主轴滑环。
所述动态微位移测量部件包括微位移传感器4；所述中心柱体1采用中心测量柱；所述微位移传感器4固定安装于所述活动标尺2靠近所述中心测量柱的一端上；所述微位移传感器4包括探头、信号电缆、信号处理电路和输出电缆；所述微位移传感器4的探头对准中心测量柱的侧壁；所述信号电缆从所述等直杆3的中空腔中走线经过回转台滑环和主轴滑环引出与所述信号处理电路相连。所述微位移传感器4的探头与所述中心测量柱的侧壁之间设置有1mm距离的间隙。
所述等直杆3的下方设有3个支撑装置7；所述支撑装置7与所述大臂a垂直；所述支撑装置7的一端活动安装与所述等直杆3的底部；所述支撑装置7的另一端固定安装与所述大臂a的上表面。所述支撑装置7采用直线轴承。
本实施例提出的一种臂式精密离心机动态半径测量机构不需要对面积较大的精密离心机待测试面进行精密研磨，只需要对体积和表面积很小的中心测量柱进行加工即可，极大程度上降低了测量前期的部件加工难度和复杂度，简化了测量前期的准备工序和难度，节约的试验时间和试验成本。同时，检测过程中，中心测量柱在所述精密离心机上固定不动，检测探头随着精密离心机的转动而转动，并且其与中心测量柱之间的距离随着精密离心机动态半径的变化而变化，通过此变化来进行精密离心机动态半径的测量。这样，避免了传统测量机构通过直接测量检测探头与精密离心机待测试面之间的距离造成精密离心机待测试面摩擦或撞坏检测探头的情况，极大程度上避免了检测探头的损坏，极大程度上减少资金和资源的浪费。进而消除了更换检测探头和维修测量机构的时间，极大程度上提高了试验效率，节省了试验成本和试验时间。
此外，本发明提出的一种臂式精密离心机动态半径测量机构通过将检测探头设置于精密离心机之上随其转动的方式，提高了测量机构的检测精度和准确度，降低了测量试验过程中的误差。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.一种臂式精密离心机动态半径测量机构，所述精密离心机大臂两端的负载舱上设有回转台，其特征在于，所述机构包括中心柱体(1)、活动标尺(2)和等直杆(3)；所述中心柱体(1)设置位置与所述精密离心机的大臂(a)的主轴轴线重合；所述中心柱体(1)的轴心到所述大臂(a)两端的负载舱(b)的垂直距离相等；所述等直杆(3)水平设置于所述大臂(a)上方，其中，所述等直杆(3)的一端通过端部支撑柱(5)固定安装于大臂(a)其中一端回转台(c)上，另一端朝向所述中心柱体(1)；所述等直杆(3)朝向所述中心柱体(1)通过紧定螺钉(8)安装有可沿等直杆(3)轴向方向微调伸缩的活动标尺(2)；所述活动标尺(2)向外伸缩的一端的端部上设有动态微位移测量部件；所述动态微位移测量部件包括圆弧形被测机械件(6)和微位移传感器(4)；所述中心柱体(1)采用中心支架，用于支撑微位移传感器(4)；其中，所述圆弧形被测机械件(6)固定安装于所述活动标尺(2)靠近所述中心支架的一端上；所述微位移传感器(4)固定安装于所述中心支架的面向所述圆弧形被测机械件(6)的一侧侧壁上；所述微位移传感器(4)包括探头、信号电缆、信号处理电路和输出电缆；所述微位移传感器(4)的探头对准圆弧形被测机械件(6)，所述信号电缆直接与所述信号处理电路相连，所述圆弧形被测机械件的精密研磨面积只为离心机待测试面精密研磨面积的1/4；所述圆弧形被测机械件(6)的弧形内表面对应于微位移传感器(4)的探头，并与所述探头之间设置有1mm距离的间隙；或所述动态微位移测量部件包括微位移传感器(4)；所述中心柱体(1)采用中心测量柱；所述微位移传感器(4)固定安装于所述活动标尺(2)靠近所述中心测量柱的一端上；所述微位移传感器(4)包括探头、信号电缆、信号处理电路和输出电缆；所述微位移传感器(4)的探头对准中心测量柱的侧壁；所述信号电缆从所述等直杆(3)的中空腔中走线经过回转台滑环和主轴滑环引出与所述信号处理电路相连；所述微位移传感器(4)的探头与所述中心测量柱的侧壁之间设置有1mm距离的间隙。
2.根据权利要求1所述臂式精密离心机动态半径测量机构，其特征在于，所述等直杆(3)采用空心等直杆；所述等直杆(3)的长度为3m，采用温度系数小的金属材料制成。
3.根据权利要求2所述臂式精密离心机动态半径测量机构，其特征在于，所述中心支架采用圆柱型柱体结构；所述圆弧形被测机械件(6)的弧度与所述中心支架的外表面弧度及圆弧方向相同。
4.根据权利要求2所述臂式精密离心机动态半径测量机构，其特征在于，所述端部支撑柱(5)上设有回转台滑环；所述精密离心机的大臂电机处设有主轴滑环。
5.根据权利要求1或2所述臂式精密离心机动态半径测量机构，其特征在于，所述等直杆(3)的下方设有1个或多个支撑装置(7)；所述支撑装置(7)与所述大臂(a)垂直；所述支撑装置(7)的一端活动安装于所述等直杆(3)的底部；所述支撑装置(7)的另一端固定安装于所述大臂(a)的上表面。
6.根据权利要求5所述臂式精密离心机动态半径测量机构，其特征在于，所述支撑装置(7)采用直线轴承。
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