CN109115404A - 气浮轴承测量转动惯量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种气浮轴承测量转动惯量装置，属于测试设备领域，包括气浮凹球体、气浮凸球体、摆动气浮支撑和平面气浮构件，气浮凹球体的上端面为球体结构，气浮凸球体设在气浮凹球体上且二者之间为气浮面，气浮凹球体为空腔结构，摆动气浮支撑设在气浮凹球体内部，且上端与气浮凸球体底部固定连接，平面气浮构件与气浮凹球体固定连接，平面气浮构件的一端穿过气浮凹球体后与摆动气浮支撑的侧面对应设置且二者之间为气浮面，气浮凹球体侧面设有驱动摆动气浮支撑左右摆动的摆动发生器和测量驱动摆动气浮支撑的摆动周期的摆动周期测量装置。本发明利用球形和平面气浮零件实现气浮摆动，具有加工简单，结构简洁，高精度的特点。
Description
技术领域
本发明属于测试设备领域，涉及气浮轴承测量转动惯量装置。
背景技术
转动惯量测试装置，广泛应用于卫星、空间站、火箭、导弹、飞机及飞机发动机等飞行器，广泛应用于火车、汽车等交通工具，转动惯量测试对提高以上产品的质量、创造优秀产品是必不可少的。转动惯量测试一般采用扭摆法，就是让负载扭摆或摆动，通过测量周期计算出转动惯量，气浮轴承可以提供几乎没有摩擦力的摆动或扭动运动，干扰力矩可以小于10E-3Nm，使空气轴承承载。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种提高转动惯量测量精度，结构简单的气浮轴承测量转动惯量装置。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明为气浮轴承测量转动惯量装置，包括气浮凹球体、气浮凸球体、摆动气浮支撑和平面气浮构件，所述气浮凹球体的上端面为球体结构，所述气浮凸球体设在气浮凹球体上且二者之间为气浮面，所述气浮凹球体为空腔结构，所述摆动气浮支撑设在气浮凹球体内部，且上端与气浮凸球体底部固定连接，所述平面气浮构件与气浮凹球体固定连接，所述平面气浮构件的一端穿过气浮凹球体后与摆动气浮支撑的侧面对应设置且二者之间为气浮面，所述气浮凹球体侧面设有驱动摆动气浮支撑左右摆动的摆动发生器和测量驱动摆动气浮支撑的摆动周期的摆动周期测量装置。
进一步的，所述气浮凸球体下端面与气浮凹球体上端面贴合且贴合面为球形。
进一步的，所述气浮凸球体上设有出气孔，出气孔与外部的供气装置连接实现出气孔的排气。
进一步的，所述气浮凹球体两侧设有安装台，所述摆动气浮支撑与两侧的平面气浮构件平行设置且不接触，所述气浮凸球体摆动轴线经过气浮凸球体和气浮凹球体的球心，并垂直摆动气浮支撑和平面气浮构件。
进一步的，所述摆动发生器前端可伸缩，为伸缩杆结构，所述摆动发生器相对气浮凹球体沿自身轴线相对滑动，所述周期测量器原理为，当摆动气浮支撑经过周期测量器时，遮挡周期测量器光信号，使周期测量器光信号转换为电信号并记录摆动周期。
进一步的，所述气浮凸球体上端面为平面，所述气浮凸球体上端面设有惯量标定件。
进一步的，所述气浮凹球体底部设有底座。
进一步的，所述摆动周期测量装置位于平面气浮构件下方，并与摆动气浮支撑摆动方向垂直。
相对于现有技术，本发明具有以下优点和积极效果：
1、本发明中气浮凸球体和气浮凹球体形成气浮轴承，实现几乎没有摩擦力的摆动或扭动运动，极大的减少摆动和扭动的衰减，提高周期测量精度，提高转动惯量测量精度。
2、本发明中摆动发生器前端可以推出并收回，收回后不影响摆动气浮支撑左右摆动，摆动连续发生。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的气浮轴承测量转动惯量装置的结构示意图；
图2为本发明的气浮轴承测量转动惯量装置的仰视图。
图3为本发明的气浮轴承测量转动惯量装置的剖面图。
附图标记说明：
1-气浮凸球体；2-气浮凹球体；3-摆动气浮支撑；4-平面气浮构件；5-摆动周期测量装置；6-摆动发生器；7-惯量标定件；8-安装台；9-底座。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1、图2和图3所示，气浮轴承测量转动惯量装置，包括气浮凹球体2、气浮凸球体1、摆动气浮支撑3和平面气浮构件4，气浮凹球体2的上端面为球体结构，气浮凸球体1设在气浮凹球体2上且二者之间为气浮面，气浮凹球体2为空腔结构，摆动气浮支撑3设在气浮凹球体2内部，且上端与气浮凸球体1底部固定连接，平面气浮构件4与气浮凹球体2固定连接，平面气浮构件4的一端穿过气浮凹球体2后与摆动气浮支撑3的侧面对应设置且二者之间为气浮面，气浮凹球体2侧面设有驱动摆动气浮支撑3左右摆动的摆动发生器6和测量驱动摆动气浮支撑3的摆动周期的摆动周期测量装置5，在气浮摆动基础上，利用钟摆原理，通过测试摆动周期，测量并计算出被测物转动惯量。
优选的，气浮凸球体1下端面与气浮凹球体2上端面贴合且贴合面为球形，气浮凸球体1可以在气浮凹球体2上做个方向的转动和摆动。
优选的，气浮凸球体1上设有出气孔，出气孔与外部的供气装置连接实现出气孔的排气。
优选的，气浮凹球体2两侧设有安装台8，摆动气浮支撑3与两侧的平面气浮构件4平行设置且不接触，气浮凸球体1摆动轴线经过气浮凸球体1和气浮凹球体2的球心，并垂直摆动气浮支撑3和平面气浮构件4，摆动气浮支撑3与平面气浮构件4之间气浮面互相平行，形成气浮摆动台。
优选的，摆动发生器6前端可伸缩，推动摆动气浮支撑3后收回，摆动发生器6为伸缩杆，相对气浮凹球体2沿自身轴线相对滑动，不影响摆动，摆动可以连续发生，周期测量器5原理为，当摆动气浮支撑3经过周期测量器5时，遮挡周期测量器5光信号，使周期测量器5光信号转换为电信号并记录摆动周期。
优选的，气浮凸球体1上端面为平面，气浮凸球体1上端面设有惯量标定件7，提高转动惯量测量精度。
优选的，气浮凹球体2底部设有底座9，使测量装置更加稳固。
优选的，摆动周期测量装置5位于平面气浮构件4下方，并与摆动气浮支撑3摆动方向垂直，测量摆动气浮支撑摆动周期。
本发明中通入气浮，气浮凸球体1与气浮凹球体2为气浮球轴承，之间形成气浮，摆动气浮支撑3与平面气浮构件4之间形成平面气浮，且两面的气浮面相互平行，摆动发生器6接触摆动气浮支撑3并向前推出一小段，同时摆动气浮支撑3带动气浮凸球体1，动气浮凸球体1在气浮凹球体2上摆动，摆动发生器6前端收回，摆动连续发生，摆动气浮支撑3在摆动周期测量器5前左右摆动，摆动周期测量器5测量摆动周期并记录，通过测试摆动周期，并用标准转动惯量标定，测量并计算出被测物转动惯量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.气浮轴承测量转动惯量装置，其特征在于：包括气浮凹球体(2)、气浮凸球体(1)、摆动气浮支撑(3)和平面气浮构件(4)，所述气浮凹球体(2)的上端面为球体结构，所述气浮凸球体(1)设在气浮凹球体(2)上且二者之间为气浮面，所述气浮凹球体(2)为空腔结构，所述摆动气浮支撑(3)设在气浮凹球体(2)内部，且上端与气浮凸球体(1)底部固定连接，所述平面气浮构件(4)与气浮凹球体(2)固定连接，所述平面气浮构件(4)的一端穿过气浮凹球体(2)后与摆动气浮支撑(3)的侧面对应设置且二者之间为气浮面，所述气浮凹球体(2)侧面设有驱动摆动气浮支撑(3)左右摆动的摆动发生器(6)和测量驱动摆动气浮支撑(3)的摆动周期的摆动周期测量装置(5)。
2.根据权利要求1所述的气浮轴承测量转动惯量装置，其特征在于：所述气浮凸球体(1)下端面与气浮凹球体(2)上端面贴合且贴合面为球形。
3.根据权利要求1所述的气浮轴承测量转动惯量装置，其特征在于：所述气浮凸球体(1)上设有出气孔，出气孔与外部的供气装置连接实现出气孔的排气。
4.根据权利要求1所述的气浮轴承测量转动惯量装置，其特征在于：所述气浮凹球体(2)两侧设有安装台(8)，所述摆动气浮支撑(3)与两侧的平面气浮构件(4)平行设置且不接触，所述气浮凸球体(1)摆动轴线经过气浮凸球体(1)和气浮凹球体(2)的球心，并垂直摆动气浮支撑(3)和平面气浮构件(4)。
5.根据权利要求1所述的气浮轴承测量转动惯量装置，其特征在于：所述摆动发生器(6)前端可伸缩。
6.根据权利要求1所述的气浮轴承测量转动惯量装置，其特征在于：所述气浮凸球体(1)上端面为平面，所述气浮凸球体(1)上端面设有惯量标定件(7)。
7.根据权利要求1所述的气浮轴承测量转动惯量装置，其特征在于：所述气浮凹球体(2)底部设有底座(9)。
8.根据权利要求1所述的气浮轴承测量转动惯量装置，其特征在于：所述摆动周期测量装置(5)位于平面气浮构件(4)下方，并与摆动气浮支撑(3)摆动方向垂直。
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