CN109406028A - 一种人形杆扭转力矩测试装置 - Google Patents

一种人形杆扭转力矩测试装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109406028A
CN109406028A CN201811270152.8A CN201811270152A CN109406028A CN 109406028 A CN109406028 A CN 109406028A CN 201811270152 A CN201811270152 A CN 201811270152A CN 109406028 A CN109406028 A CN 109406028A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bearing
gear
main shaft
screw
humanoid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811270152.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109406028B (zh
Inventor
杨慧
马文静
张群
王岩
刘永斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui University
Original Assignee
Anhui University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui University filed Critical Anhui University
Priority to CN201811270152.8A priority Critical patent/CN109406028B/zh
Publication of CN109406028A publication Critical patent/CN109406028A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109406028B publication Critical patent/CN109406028B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0028Force sensors associated with force applying means
    • G01L5/0042Force sensors associated with force applying means applying a torque

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种人形杆扭转力矩测试装置,它涉及一种能够依靠自身弹性变形储存弹性应变能实现展开和锁定的超弹性人形杆在发生扭转时的力矩和角度测试装置,为超弹性人形杆在工程上的应用提供了理论实验基础。该装置通过将人形杆两端分别固定在装置两侧夹持端上,一侧夹持端与导轨连接在一起,使人形杆扭转时该端部具有移动自由度,另一侧夹持端与齿轮减速箱相连,由该端输入动力,通过角度和力矩传感器可实现对人形杆的扭转力矩和角度的测量。齿轮箱通过两对直齿齿轮啮合和一对锥齿轮啮合。本发明通过夹持端的松紧装置可实现不同圆心角、不同粘结区域宽度的人形杆的进行扭转力矩性能实验。实现了扭转实验中角度和扭矩的精确测量。

Description

一种人形杆扭转力矩测试装置
技术领域
本发明涉及一种人形杆扭转力矩测试装置,属于空间可折展机构中超弹性伸杆技术领域。
背景技术
超弹性杆用于支持大口径航天器结构,如太阳帆、光电板、天线等,在航天领域具有广泛的应用前景。充分了解超弹性杆的力学性能有利于超弹性杆在实际中的应用。在保证结构性能良好的前提下,尽量减少材料的使用,从而大大提升材料的利用率。本发明采用的人形杆结构由碳纤维复合材料经特殊工艺制成,其截面为人形,具有良好的抗弯、抗扭性能。由于人形杆结构、性能的特殊,需要一定的测试装置精确地测量出其相关力学性能。目前的扭转测量机构通过中性轴的转动或拍照测算人形杆扭转实验中转动的角度。这种测量方法简单易操作,但是存在测量误差大的问题,无法提供精准的实验数据。
发明内容
本发明的目的是为超弹性人形杆在实际中的应用提供理论基础,精准测量人形杆扭转实验中的各参数,进而提供的一种人形杆扭转力矩测试装置。
本发明采用的技术方案是:一种人形杆扭转力矩测试装置,包括齿轮传动装置、夹持装置、角度测量装置和测试台辅助支撑装置。所述齿轮传动装置包括第一主轴、第一轴承、第一齿轮、第一定位销、第二主轴、第二轴承、第二齿轮、第二定位销、第三齿轮、第一套筒、第三轴承、第三主轴、第四轴承、第四齿轮、第二套筒、第五齿轮、第三套筒、第五轴承、第四主轴、第六轴承、第四套筒、第六齿轮、第五套筒及轴承端盖;所述夹持装置包括夹持端、阻尼块、联轴块、第三定位销、第一螺钉、第二螺钉、人形杆、扭矩传感器、第一联轴器、第五主轴、第六主轴、第七轴承及第六套筒;所述角度测量装置包括电位计、连接块、角块、第三螺钉、第四螺钉及第二联轴器;所述测试台辅助支撑装置包括箱体、旋钮、手轮、第五螺钉、第六螺钉、底板及第七螺钉;所述第一齿轮安装在第一主轴上,所述第一主轴一端与第一轴承连接,所述第一齿轮另一端通过第一定位销定位,所述第一轴承安装在箱体对应的预留孔中,所述第一主轴伸出箱体部分与旋钮连接,所述第二主轴一端与第二轴承连接,所述第二主轴另一端通过第一套筒与第三轴承连接,所述第二轴承、第三轴承分别安装在箱体对应的预留孔中,所述第二齿轮与第一齿轮啮合,所述第二齿轮一端通过第二定位销定位,所述第二齿轮、第三齿轮安装在第二主轴上,所述第三主轴一端与第四轴承连接,所述第三主轴另一端通过第三套筒与第五轴承连接,所述第四轴承、第五轴承分别安装在箱体对应的预留孔中,所述第三齿轮与第四齿轮啮合,所述第四齿轮、第五齿轮安装在第三主轴上,所述第四主轴两端分别通过第四套筒、第五套筒与第六轴承连接,所述第六轴承分别安装在箱体对应的预留孔中,所述第六齿轮与第五齿轮啮合,所述第六齿轮安装在第四主轴上,所述第四主轴一端伸出箱体部分通过第一联轴器与扭矩传感器连接;所述第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承、第五轴承及第六轴承通过不同型号的轴承端盖定位并与箱体连接;所述夹持端、阻尼块、联轴块通过第一螺钉连接为一体,所述夹持端上、下部分通过第二螺钉连接,所述人形杆两端分别与左、右夹持端连接,所述扭矩传感器两端通过第一联轴器分别与第四主轴、第五主轴连接,所述第五主轴、第六主轴一端通过第三定位销定位在联轴块的对应预留孔中,所述第七轴承安装在第五主轴、第六主轴上,所述第七轴承通过第六套筒定位在底板的对应预留孔中;所述电位计与第二联轴器连接,所述电位计安装在连接块上,所述连接块通过第三螺钉连接固定在角块上,所述角块通过第四螺钉安装在底板对应的预留U型孔槽中;所述组成箱体的箱体板通过第五螺钉连接组装为一体,所述箱体通过第六螺钉安装在底板上,所述两种型号的手轮分别替换安装在第三主轴、第四主轴伸出箱体部分,所述底板底座部分和两端支撑部分通过第七螺钉连接为一体。
其中,所述齿轮传动装置还包括一个齿轮箱,齿轮箱实现了减速与转向,齿轮箱安装在底板上。
其中,所述夹持装置中的夹持端可调整夹持不同尺寸的人形杆。
其中,所述角度测量装置通过电位计进行角度测量。
其中,所述装置通过扭矩传感器进行扭矩测量。
其中,所述齿轮传动装置可通过旋钮和两种不同型号的手轮实现多种方案的扭转输入,考虑齿轮加工及安装因素,旋钮无法完成扭矩输入时,选择将对应型号的手轮安装在第三主轴或第四主轴上进行扭矩输入。
本发明与现有技术相比具有以下优点:通过此装置测量能够为超弹性人形杆在实际中的应用提供理论基础。本发明设计巧妙,通过齿轮箱齿轮传动装置实现了三级减速以及动力方向的90°变化,以达到更高的测量精度。本发明实现了扭转实验中角度和扭矩的精确测量,能够提供准确的实验数据。本发明通过夹持端的松紧装置可实现不同圆心角、粘结区域宽度人形杆的扭转实验,即可使用本发明进行控制变量实验。本发明实现了多种方案的扭矩输入,为实验的测量提供预备方案。
附图说明
图1是本发明整体结构立体示意图(视角一);
图2是本发明整体结构立体示意图(视角二、局部视图);
图3是人形杆截面图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。
具体实施方式一:结合说明书附图1~图2对本发明装置的实施方式进行说明。本实施方式是本机构包括以下部分:齿轮传动装置1、夹持装置2、角度测量装置3和测试台辅助支撑装置4;
所述齿轮传动装置1包括第一主轴101、第一轴承102、第一齿轮103、第一定位销104、第二主轴105、第二轴承106、第二齿轮107、第二定位销108、第三齿轮109、第一套筒110、第三轴承111、第三主轴112、第四轴承113、第四齿轮114、第二套筒115、第五齿轮116、第三套筒117、第五轴承118、第四主轴119、第六轴承120、第四套筒121、第六齿轮122、第五套筒123及轴承端盖124;
所述夹持装置2包括夹持端201、阻尼块202、联轴块203、第三定位销204、第一螺钉205、第二螺钉206、人形杆207、扭矩传感器208、第一联轴器209、第五主轴210、第六主轴211、第七轴承212及第六套筒213;
所述角度测量装置3包括电位计301、连接块302、角块303、第三螺钉304、第四螺钉305及第二联轴器306;
所述测试台辅助支撑装置4包括箱体401、旋钮402、手轮403、第五螺钉404、第六螺钉405、底板406及第七螺钉407;
所述第一齿轮103安装在第一主轴101上,所述第一主轴101一端与第一轴承102连接,所述第一齿轮103另一端通过第一定位销104定位,所述第一轴承102安装在箱体401对应的预留孔中,所述第一主轴101伸出箱体部分与旋钮402连接,所述第二主轴106一端与第二轴承106连接,所述第二主轴106另一端通过第一套筒110与第三轴承111连接,所述第二轴承106、第三轴承111分别安装在箱体401对应的预留孔中,所述第二齿轮107与第一齿轮103啮合,所述第二齿轮107一端通过第二定位销108定位,所述第二齿轮107、第三齿轮109安装在第二主轴105上,所述第三主轴112一端与第四轴承113连接,所述第三主轴112另一端通过第三套筒117与第五轴承116连接,所述第四轴承113、第五轴承118分别安装在箱体401对应的预留孔中,所述第三齿轮109与第四齿轮114啮合,所述第四齿轮114、第五齿轮116安装在第三主轴112上,所述第四主轴119两端分别通过第四套筒121、第五套筒123与第六轴承120连接,所述第六轴承120分别安装在箱体401对应的预留孔中,所述第六齿轮122与第五齿轮116啮合,所述第六齿轮122安装在第四主轴119上,所述第四主轴119一端伸出箱体部分通过第一联轴器209与扭矩传感器208连接;所述第一轴承102、第二轴承106、第三轴承111、第四轴承113、第五轴承118及第六轴承120通过不同型号的轴承端盖124定位并与箱体401连接;所述夹持端201、阻尼块202、联轴块203通过第一螺钉205连接为一体,所述夹持端201上、下部分通过第二螺钉206连接,所述人形杆207两端分别与左、右夹持端201连接,所述扭矩传感器208两端通过第一联轴器209分别与第四主轴119、第五主轴210连接,所述第五主轴210、第六主轴211一端通过第三定位销204定位在联轴块203的对应预留孔中,所述第七轴承212安装在第五主轴210、第六主轴211上,所述第七轴承212通过第六套筒213定位在底板406的对应预留孔中;所述电位计301与第二联轴器306连接,所述电位计301安装在连接块302上,所述连接块302通过第三螺钉304连接固定在角块303上,所述角块303通过第四螺钉305安装在底板406对应的预留U型孔槽中;所述组成箱体401的箱体板通过第五螺钉404连接组装为一体,所述箱体401通过第六螺钉405安装在底板406上,所述两种型号的手轮403分别替换安装在第三主轴112、第四主轴119伸出箱体部分,所述底板406底座部分和两端支撑部分通过第七螺钉407连接为一体。
具体实施方式二:所述齿轮传动装置1还包括一个齿轮箱125,齿轮箱实现了减速与转向,齿轮箱125安装在底板406上。
具体实施方式三:所述夹持装置2中的夹持端201可调整夹持不同尺寸的人形杆。
具体实施方式四:所述角度测量装置3通过电位计301进行角度测量。
具体实施方式五:所述装置通过扭矩传感器208进行扭矩测量。
具体实施方式六:所述齿轮传动装置1可通过旋钮402和两种不同型号的手轮403实现多种方案的扭转输入。考虑齿轮加工及安装等因素,旋钮402无法完成扭矩输入时,选择将对应型号的手轮403安装在第三主轴112或第四主轴119上进行扭矩输入。
其工作原理为:
参见附图1至附图2,本测量机构由齿轮传动装置1、夹持装置2、角度测量装置3和测试台辅助支撑装置4组成,能够完成人形杆的扭转及相关数据测量功能。
通过齿轮传动装置使外力转向90°加载在夹持装置的联轴块,从而加载在夹持装置所夹持的人形杆上实现人形杆的扭转;通过齿轮传动装置1:60减速比,实现更高精度测量;夹持装置左端通过角块连接安装在U型槽孔中的内六角螺钉,人形杆扭转时保留轴向自由度;人形杆扭转实验中,每改变外力输入即可通过电位计精密测量扭转角度;安装在夹持装置与齿轮传动装置之间的扭矩传感器可测量出人形杆上的扭矩。

Claims (6)

1.一种人形杆扭转力矩测试装置,包括齿轮传动装置(1)、夹持装置(2)、角度测量装置(3)和测试台辅助支撑装置(4),其特征在于:所述齿轮传动装置(1)包括第一主轴(101)、第一轴承(102)、第一齿轮(103)、第一定位销(104)、第二主轴(105)、第二轴承(106)、第二齿轮(107)、第二定位销(108)、第三齿轮(109)、第一套筒(110)、第三轴承(111)、第三主轴(112)、第四轴承(113)、第四齿轮(114)、第二套筒(115)、第五齿轮(116)、第三套筒(117)、第五轴承(118)、第四主轴(119)、第六轴承(120)、第四套筒(121)、第六齿轮(122)、第五套筒(123)及轴承端盖(124);所述夹持装置(2)由夹持端(201)、阻尼块(202)、联轴块(203)、第三定位销(204)、第一螺钉(205)、第二螺钉(206)、人形杆(207)、扭矩传感器(208)、第一联轴器(209)、第五主轴(210)、第六主轴(211)、第七轴承(212)及第六套筒(213)组成;所述角度测量装置(3)由电位计(301)、连接块(302)、角块(303)、第三螺钉(304)、第四螺钉(305)及第二联轴器(306)组成;所述测试台辅助支撑装置(4)由箱体(401)、旋钮(402)、手轮(403)、第五螺钉(404)、第六螺钉(405)、底板(406)及第七螺钉(407)组成;所述第一齿轮(103)安装在第一主轴(101)上,所述第一主轴(101)一端与第一轴承(102)连接,所述第一齿轮(103)另一端通过第一定位销(104)定位,所述第一轴承(102)安装在箱体(401)对应的预留孔中,所述第一主轴(101)伸出箱体部分与旋钮(402)连接,所述第二主轴(106)一端与第二轴承(106)连接,所述第二主轴(106)另一端通过第一套筒(110)与第三轴承(111)连接,所述第二轴承(106)、第三轴承(111)分别安装在箱体(401)对应的预留孔中,所述第二齿轮(107)与第一齿轮(103)啮合,所述第二齿轮(107)一端通过第二定位销(108)定位,所述第二齿轮(107)、第三齿轮(109)安装在第二主轴(105)上,所述第三主轴(112)一端与第四轴承(113)连接,所述第三主轴(112)另一端通过第三套筒(117)与第五轴承(116)连接,所述第四轴承(113)、第五轴承(118)分别安装在箱体(401)对应的预留孔中,所述第三齿轮(109)与第四齿轮(114)啮合,所述第四齿轮(114)、第五齿轮(116)安装在第三主轴(112)上,所述第四主轴(119)两端分别通过第四套筒(121)、第五套筒(123)与第六轴承(120)连接,所述第六轴承(120)分别安装在箱体(401)对应的预留孔中,所述第六齿轮(122)与第五齿轮(116)啮合,所述第六齿轮(122)安装在第四主轴(119)上,所述第四主轴(119)一端伸出箱体部分通过第一联轴器(209)与扭矩传感器(208)连接;所述第一轴承(102)、第二轴承(106)、第三轴承(111)、第四轴承(113)、第五轴承(118)及第六轴承(120)通过不同型号的轴承端盖(124)定位并与箱体(401)连接;所述夹持端(201)、阻尼块(202)、联轴块(203)通过第一螺钉(205)连接为一体,所述夹持端(201)上、下部分通过第二螺钉(206)连接,所述人形杆(207)两端分别与左、右夹持端(201)连接,所述扭矩传感器(208)两端通过第一联轴器(209)分别与第四主轴(119)、第五主轴(210)连接,所述第五主轴(210)、第六主轴(211)一端通过第三定位销(204)定位在联轴块(203)的对应预留孔中,所述第七轴承(212)安装在第五主轴(210)、第六主轴(211)上,所述第七轴承(212)通过第六套筒(213)定位在底板(406)的对应预留孔中;所述电位计(301)与第二联轴器(306)连接,所述电位计(301)安装在连接块(302)上,所述连接块(302)通过第三螺钉(304)连接固定在角块(303)上,所述角块(303)通过第四螺钉(305)安装在底板(406)对应的预留U型孔槽中;所述组成箱体(401)的箱体板通过第五螺钉(404)连接组装为一体,所述箱体(401)通过第六螺钉(405)安装在底板(406)上,所述两种型号的手轮(403)分别可替换安装在第三主轴(112)、第四主轴(119)伸出箱体部分,所述底板(406)底座部分和两端支撑部分通过第七螺钉(407)连接为一体。
2.根据权利要求1所述一种人形杆扭转力矩测试装置,其特征在于:所述齿轮传动装置(1)还包括一个齿轮箱(125),齿轮箱实现了减速与转向,齿轮箱(125)安装在底板(406)上。
3.根据权利要求1所述一种人形杆扭转力矩测试装置,其特征在于:所述夹持装置(2)中的夹持端(201)可调整夹持不同尺寸的人形杆。
4.根据权利要求1所述一种人形杆扭转力矩测试装置,其特征在于:所述角度测量装置(3)通过电位计(301)进行角度测量。
5.根据权利要求1所述一种人形杆扭转力矩测试装置,其特征在于:所述装置通过扭矩传感器(208)进行扭矩测量。
6.根据权利要求1所述一种人形杆扭转力矩测试装置,其特征在于:所述齿轮传动装置(1)可通过旋钮(402)和两种不同型号的手轮(403)实现多种方案的扭转输入,考虑齿轮加工及安装因素,旋钮(402)无法完成扭矩输入时,选择将对应型号的手轮(403)安装在第三主轴(112)或第四主轴(119)上进行扭矩输入。
CN201811270152.8A 2018-10-29 2018-10-29 一种人形杆扭转力矩测试装置 Expired - Fee Related CN109406028B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811270152.8A CN109406028B (zh) 2018-10-29 2018-10-29 一种人形杆扭转力矩测试装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811270152.8A CN109406028B (zh) 2018-10-29 2018-10-29 一种人形杆扭转力矩测试装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109406028A true CN109406028A (zh) 2019-03-01
CN109406028B CN109406028B (zh) 2020-07-14

Family

ID=65469806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811270152.8A Expired - Fee Related CN109406028B (zh) 2018-10-29 2018-10-29 一种人形杆扭转力矩测试装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109406028B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102933406A (zh) * 2009-10-30 2013-02-13 沃尔沃集团北美有限公司 具有y梁式控制臂的扭转梁悬架
CN103411715A (zh) * 2013-07-11 2013-11-27 河南科技大学 一种力矩电机阻力矩测试系统
CN203718087U (zh) * 2014-01-06 2014-07-16 西安航天动力试验技术研究所 贮箱加注用通气嘴连接器
CN106383059A (zh) * 2016-11-18 2017-02-08 盐城工学院 原位扭转测试平台及其观测系统
CN107576487A (zh) * 2017-08-07 2018-01-12 中国空间技术研究院 一种弹性驱动元件收拢及展开性能测试装置
CN108327932A (zh) * 2018-01-31 2018-07-27 安徽大学 一种带有径向预紧的人型杆单侧驱动机构

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102933406A (zh) * 2009-10-30 2013-02-13 沃尔沃集团北美有限公司 具有y梁式控制臂的扭转梁悬架
CN103411715A (zh) * 2013-07-11 2013-11-27 河南科技大学 一种力矩电机阻力矩测试系统
CN203718087U (zh) * 2014-01-06 2014-07-16 西安航天动力试验技术研究所 贮箱加注用通气嘴连接器
CN106383059A (zh) * 2016-11-18 2017-02-08 盐城工学院 原位扭转测试平台及其观测系统
CN107576487A (zh) * 2017-08-07 2018-01-12 中国空间技术研究院 一种弹性驱动元件收拢及展开性能测试装置
CN108327932A (zh) * 2018-01-31 2018-07-27 安徽大学 一种带有径向预紧的人型杆单侧驱动机构

Also Published As

Publication number Publication date
CN109406028B (zh) 2020-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105277375B (zh) 一种电动轮综合性能试验台
CN204405278U (zh) 一种弹簧刚度测量装置
CN102156047B (zh) 风力发电机组试验台模拟加载装置
CN206479410U (zh) 一种拉压力施加装置
CN102401764A (zh) 模型加载装置
CN107607400A (zh) 橡胶类材料双轴拉伸试验机
CN201725480U (zh) 三自由度机电运动平台
CN106525413B (zh) 一种汽车橡胶衬套疲劳试验装置
CN104122093A (zh) 一种电动舵机弹性扭矩加载装置
CN105526904B (zh) 一种飞机舵面偏角测量装置
CN104048790A (zh) 对偶正交六维力传感器及测量方法
CN106448414A (zh) 连杆机构实验系统
CN102183893B (zh) 一种低频大挠度可调惯性负载模拟件
CN103971567A (zh) 脊柱生物力学模拟试验仪
CN109406028A (zh) 一种人形杆扭转力矩测试装置
CN204008309U (zh) 一种拉压-扭转复合加载试验机
CN108026996A (zh) 弹性机构
CN109029883B (zh) 一种弹簧刚度测量试验装置
CN208547550U (zh) 汽车减震器系统的焊口疲劳试验装置
CN106769050A (zh) 用于测量机床主轴的轴承组刚度的测量装置
CN207351614U (zh) 一种汽车自动变速箱阀体测试机与阀体快速夹紧装置
CN217237448U (zh) 一种折叠屏转轴扭力试验机
Xing et al. Closed-form solutions for eigenbuckling of rectangular Mindlin plate
CN206573291U (zh) 用于测量机床主轴的轴承组刚度的测量装置
CN210896120U (zh) 多功能研究型力学综合测试分析平台

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200714