CN110411661B - 转台重心与转轴中心偏离量测量结构及测量方法 - Google Patents

转台重心与转轴中心偏离量测量结构及测量方法 Download PDF

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CN110411661B CN201910618758.4A CN201910618758A CN110411661B CN 110411661 B CN110411661 B CN 110411661B CN 201910618758 A CN201910618758 A CN 201910618758A CN 110411661 B CN110411661 B CN 110411661B
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Abstract

本发明公开了一种转台重心与转轴中心偏离量测量结构及测量方法。测量结构包括测量主支撑，撑角一，撑角二，撑角三，电子秤一，电子秤二，电子秤三，水平尺一，水平尺二；撑角一、撑角二及撑角三分别各通过螺纹与测量主支撑连接，撑角一放置在电子秤一测量面中心位置，撑角二放置在电子秤二测量面中心位置，撑角三放置在电子秤三测量面中心位置。本发明结构合理、简单、紧凑，通过撑角质量测量差值计算转台重心与转轴中心偏离量，测量方法简便易行，成本低，使用方便，适于各种一维转台、特别是体积及质量巨大的转台使用。

Description

转台重心与转轴中心偏离量测量结构及测量方法
技术领域
本发明专利涉及一种转台重心与转轴中心偏离量测量结构，具体涉及一种一维转台重心与转轴中心线偏离量简易测量结构及测量方法。
背景技术
一维转台在设备工作转动时，为了保证运动的稳定性，要尽量使得重心与转轴中心偏离量小，所以为了要验证转台转动时的稳定性需要对转台重心与转轴中心偏离量进行测量。目前有专门的精密仪器设备对物体重心进行测量，但由于一维转台结构形式各异，体积、质量相差太大，用专门的仪器设备对其进行测量需要设计加工各种专用工装，且耗时耗力，成本昂贵，而且对于一些体积、质量特别大的转台则无能为力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的缺点，提供一种结构简单、成本低的一维转台重心与转轴中心线偏离量测量结构，同时提供一种操作简便易行的应用于所述重心测量结构的重心测量方法，适用于各种结构形式的一维转台，更加适合成熟市场化使用，实现转台重心与转轴中心偏离量快速测量。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种转台重心与转轴中心偏离量测量结构，包括测量主支撑1，撑角一2，撑角二3，撑角三4，电子秤一5，电子秤二6，电子秤三7，水平尺一8，水平尺二9；其特征在于：
所述的测量主支撑1包括支撑圆盘1-1，支撑条一1-2，支撑条二1-3，支撑条三1-4；其结构为：所述的支撑圆盘1-1为不锈钢材料的圆盘结构，厚度为10～30毫米之间，直径比被测转台安装面大100毫米；所述的支撑条一1-2、所述的支撑条二1-3及所述的支撑条三1-4为相同结构及材料，都采用槽铝或槽钢切割，一端倒角并加工出螺纹通孔；轴线一1-5为支撑圆盘1-1轴向几何中心线，支撑条一1-2、支撑条二1-3及支撑条三1-4分别各通过焊接或螺钉与支撑圆盘1-1固定连接，支撑条一1-2、支撑条二1-3及支撑条三1-4无倒角端面与所述的轴线一1-5距离相等，支撑条一1-2、支撑条二1-3及支撑条三1-4在支撑圆盘1-1底面圆形安装面上绕轴线一1-5成圆周三等分分布，投影面1-6为支撑圆盘1-1的上表面，轴线二1-7为支撑条一1-2长度方向在所述的投影面1-6上的中心线，轴线三1-8为支撑条二1-3长度方向在投影面1-6上的中心线，轴线四1-9为支撑条三1-4长度方向在投影面1-6上的中心线，所述的轴线二1-7与所述的轴线三1-8、所述的轴线三1-8与所述的轴线四1-9、所述的轴线二1-7与所述的轴线四1-9夹角都为120°。
所述的撑角一2、所述的撑角二3和所述的撑角三4为相同结构及材料，上端为螺纹杆，下端为圆盘支撑，螺纹杆和圆盘支撑采用万向节连接；撑角一2螺纹杆与所述的测量主支撑1的支撑条一1-2螺纹通孔通过螺纹连接，撑角一2螺纹杆与支撑条一1-2相对位置可以通过螺纹轴向调整并通过螺母固定，撑角一2放置在所述的电子秤一5测量面中心位置；撑角二3螺纹杆与所述的测量主支撑1的支撑条二1-3螺纹通孔通过螺纹连接，撑角二3螺纹杆与支撑条二1-3相对位置可以通过螺纹轴向调整并通过螺母固定，撑角二3放置在所述的电子秤二6测量面中心位置；撑角三4螺纹杆与所述的测量主支撑1的支撑条三1-4螺纹通孔通过螺纹连接，撑角三4螺纹杆与支撑条三1-4相对位置可以通过螺纹轴向调整并通过螺母固定，撑角三4放置在所述的电子秤三7测量面中心位置；所述的水平尺一8放置在测量主支撑1的支撑圆盘1-1上表面边缘位置，所述的水平尺二9放置在测量主支撑1的支撑圆盘1-1上表面边缘位置，水平尺一8与水平尺二9放置成相互垂直状态。
本发明还提供了一种转台重心与转轴中心偏离量测量结构的测量方法，转台10为待测转台，轴线五11为所述的转台10的转轴中心线，重心一12为转台10、所述的测量主支撑1、所述的撑角一2、所述的撑角二3及所述的撑角三4的整体重心，轴线六13为撑角一2螺纹杆轴向中心线，投影点一14为所述的重心一12空间坐标在所述的投影面1-6上投影为平面坐标后在所述的轴线二1-7上投影的投影点，投影点二15为重心一12空间坐标在投影面1-6上投影为平面坐标后在所述的轴线三1-8上投影的投影点，投影点三16为重心一12空间坐标在投影面1-6上投影为平面坐标后在所述的轴线四1-9上投影的投影点；转台重心偏离量测量方法包括以下步骤：
1)在没有放置待测转台的情况下对所述的撑角一2与所述的测量主支撑1的支撑条一1-2轴向相对位置、所述的撑角二3与所述的测量主支撑1的支撑条二1-3轴向相对位置、所述的撑角三4与所述的测量主支撑1的支撑条三1-4轴向相对位置分别进行轴向调整并通过螺母固定，使得所述的水平尺一8与所述的水平尺二9在两个垂直方向上的测量读数显示为水平状态；
2)移除水平尺一8与水平尺二9，在所述的测量主支撑1的支撑圆盘1-1底部通过螺钉固定安装若干个不锈钢材料的配重长条板，对测量主支撑1进行配重，使得此时所述的电子秤一5、所述的电子秤二6及所述的电子秤三7的称重读数相同，记录电子秤一5、电子秤二6及电子秤三7读数总和，即为测量主支撑1、撑角一2、撑角二3及撑角三4质量总和M2；
3)测量并记录待测转台即转台10质量M3，则有：
M1＝M2+M3 (1)
其中，M1为转台10、测量主支撑1、撑角一2、撑角二3及撑角三4质量总和；
4)安装待测转台，转台10通过螺钉与所述的测量主支撑1的支撑圆盘1-1固定安装，使得所述的转台10的轴线五11与所述的测量主支撑1的轴线一1-5重合；
5)记录所述的电子秤一5的称重读数，测量并记录所述的撑角一2的轴线六13与所述的转台10的轴线五11的距离，则有：
(M4-M1/3)·L1＝M1·L2 (2)
其中，M4为电子秤一5的称重读数，L1为撑角一2的轴线六13与转台10的轴线五11的距离，L2为所述的投影点一14与转台10的轴线五11的距离；
由公式(2)计算可以得出L2值；
同理，由所述的电子秤二6的称重读数及撑角二3螺纹杆轴向中心线与转台10的轴线五11的距离可以得出所述的投影点二15与转台10的轴线五11的距离，由所述的电子秤三7的称重读数及撑角三4螺纹杆轴向中心线与转台10的轴线五11的距离可以得出所述的投影点三16与转台10的轴线五11的距离，将投影点一14、投影点二15及投影点三16在投影面1-6上进行平面几何合成，可得出所述的重心一12与转台10的轴线五11的距离，即转台10、测量主支撑1、撑角一2、撑角二3及撑角三4重心与转轴中心线偏离量；
6)此时有：
M1·L3＝M3·L4 (3)
其中，L3为重心一12与转台10的轴线五11的距离，L4为转台10重心与转台10的轴线五11的距离；
由公式(3)计算得出L4值，即测量出转台10重心与转轴中心偏离量。
本发明具有如下优点：本发明结构合理、简单、紧凑，可靠性高，制造容易，安装简便，通过撑角质量测量差值计算转台重心与转轴中心偏离量，测量方法简便易行，成本低，使用方便，适于各种一维转台、特别是体积及质量巨大的转台使用。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的总体结构示意图。
图2是本发明的一个实施例的测量主支撑1的底部轴侧图。
图3是本发明的一个实施例的测量主支撑1的俯视图。
图4是图1所示实施例进行转台测量的前视图。
图5是图4的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明一个较好实施例，主要作进一步详细说明本发明的特点，而非用来限定本发明的范围：
参见图1，本转台重心与转轴中心偏离量测量结构，包括测量主支撑1，撑角一2，撑角二3，撑角三4，电子秤一5，电子秤二6，电子秤三7，水平尺一8，水平尺二9；其特征在于：
参见图2和图3，测量主支撑1包括支撑圆盘1-1，支撑条一1-2，支撑条二1-3，支撑条三1-4；其结构为：支撑圆盘1-1为不锈钢材料的圆盘结构，厚度为10毫米，直径为600毫米；支撑条一1-2、支撑条二1-3及支撑条三1-4为相同结构及材料，都采用U型槽铝切割，一端倒角并加工出螺纹通孔；轴线一1-5为支撑圆盘1-1轴向几何中心线，支撑条一1-2、支撑条二1-3及支撑条三1-4分别各通过焊接与支撑圆盘1-1固定连接，支撑条一1-2、支撑条二1-3及支撑条三1-4无倒角端面与轴线一1-5距离相等，为100毫米，支撑条一1-2、支撑条二1-3及支撑条三1-4在支撑圆盘1-1底面圆形安装面上绕轴线一1-5成圆周三等分分布，投影面1-6为支撑圆盘1-1的上表面，轴线二1-7为支撑条一1-2长度方向在投影面1-6上的中心线，轴线三1-8为支撑条二1-3长度方向在投影面1-6上的中心线，轴线四1-9为支撑条三1-4长度方向在投影面1-6上的中心线，轴线二1-7与轴线三1-8、轴线三1-8与轴线四1-9、轴线二1-7与轴线四1-9夹角都为120°。
撑角一2、撑角二3和撑角三4为相同结构及材料，上端为螺纹杆，下端为圆盘支撑，螺纹杆和圆盘支撑采用万向节连接；撑角一2螺纹杆与测量主支撑1的支撑条一1-2螺纹通孔通过螺纹连接，撑角一2螺纹杆与支撑条一1-2相对位置可以通过螺纹轴向调整并通过螺母固定，撑角一2放置在电子秤一5测量面中心位置；撑角二3螺纹杆与测量主支撑1的支撑条二1-3螺纹通孔通过螺纹连接，撑角二3螺纹杆与支撑条二1-3相对位置可以通过螺纹轴向调整并通过螺母固定，撑角二3放置在电子秤二6测量面中心位置；撑角三4螺纹杆与测量主支撑1的支撑条三1-4螺纹通孔通过螺纹连接，撑角三4螺纹杆与支撑条三1-4相对位置可以通过螺纹轴向调整并通过螺母固定，撑角三4放置在电子秤三7测量面中心位置；水平尺一8放置在测量主支撑1的支撑圆盘1-1上表面边缘位置，水平尺二9放置在测量主支撑1的支撑圆盘1-1上表面边缘位置，水平尺一8与水平尺二9放置成相互垂直状态。
本发明还提供了一种转台重心与转轴中心偏离量测量结构的测量方法，参见图4和图5，转台10为实施例待测转台，轴线五11为转台10的转轴中心线，重心一12为转台10、测量主支撑1、撑角一2、撑角二3及撑角三4的整体重心，轴线六13为撑角一2螺纹杆轴向中心线，投影点一14为重心一12空间坐标在投影面1-6上投影为平面坐标后在轴线二1-7上投影的投影点，投影点二15为重心一12空间坐标在投影面1-6上投影为平面坐标后在轴线三1-8上投影的投影点，投影点三16为重心一12空间坐标在投影面1-6上投影为平面坐标后在轴线四1-9上投影的投影点；转台重心偏离量测量方法包括以下步骤：
1)在没有放置待测转台的情况下对撑角一2与测量主支撑1的支撑条一1-2轴向相对位置、撑角二3与测量主支撑1的支撑条二1-3轴向相对位置、撑角三4与测量主支撑1的支撑条三1-4轴向相对位置分别进行轴向调整并通过螺母固定，使得水平尺一8与水平尺二9在两个垂直方向上的测量读数显示为水平状态；
2)移除水平尺一8与水平尺二9，在测量主支撑1的支撑圆盘1-1底部通过螺钉固定安装若干个不锈钢材料的配重长条板，对测量主支撑1进行配重，使得此时电子秤一5、电子秤二6及电子秤三7的称重读数相同，记录电子秤一5、电子秤二6及电子秤三7读数总和，即为测量主支撑1、撑角一2、撑角二3及撑角三4质量总和M2，为52.5千克；
3)测量并记录待测转台即转台10质量M3，为129千克，则有：
M1＝M2+M3 (1)
其中，M1为转台10、测量主支撑1、撑角一2、撑角二3及撑角三4质量总和，M1为181.5千克；
4)安装待测转台，转台10通过螺钉与测量主支撑1的支撑圆盘1-1固定安装，使得转台10的轴线五11与测量主支撑1的轴线一1-5重合；
5)记录电子秤一5的称重读数，测量并记录撑角一2的轴线六13与转台10的轴线五11的距离，则有：
(M4-M1/3)·L1＝M1·L2 (2)
其中，M4为电子秤一5的称重读数，为60.3千克，L1为撑角一2的轴线六13与转台10的轴线五11的距离，L1为500毫米，L2为投影点一14与转台10的轴线五11的距离；
由公式(2)计算可以得出L2值，L2为-0.551毫米，负值表示投影点一14在轴线二1-7反方向；
同理，由电子秤二6的称重读数及撑角二3螺纹杆轴向中心线与转台10的轴线五11的距离可以得出投影点二15与转台10的轴线五11的距离为0.275毫米，由电子秤三7的称重读数及撑角三4螺纹杆轴向中心线与转台10的轴线五11的距离可以得出投影点三16与转台10的轴线五11的距离为0.275毫米，将投影点一14、投影点二15及投影点三16在投影面1-6上进行平面几何合成，可得出重心一12与转台10的轴线五11的距离为0.826毫米，即转台10、测量主支撑1、撑角一2、撑角二3及撑角三4重心与转轴中心线偏离量；
6)此时有：
M1·L3＝M3·L4 (3)
其中，L3为重心一12与转台10的轴线五11的距离，L4为转台10重心与转台10的轴线五11的距离；
由公式(3)计算得出L4值为1.162毫米，即测量出转台10重心与转轴中心偏离量。

Claims (1)

1.一种基于转台重心与转轴中心偏离量测量结构的测量方法，所述的转台重心与转轴中心偏离量测量结构包括测量主支撑(1)，撑角一(2)，撑角二(3)，撑角三(4)，电子秤一(5)，电子秤二(6)，电子秤三(7)，水平尺一(8)，水平尺二(9)；其中：
所述的测量主支撑(1)包括支撑圆盘(1-1)，支撑条一(1-2)，支撑条二(1-3)，支撑条三(1-4)；其结构为：所述的支撑圆盘(1-1)为不锈钢材料的圆盘结构，厚度为10～30毫米之间，直径比被测转台安装面大100毫米；所述的支撑条一(1-2)、所述的支撑条二(1-3)及所述的支撑条三(1-4)为相同结构及材料，都采用槽铝或槽钢切割，一端倒角并加工出螺纹通孔；轴线一(1-5)为支撑圆盘(1-1)轴向几何中心线，支撑条一(1-2)、支撑条二(1-3)及支撑条三(1-4)分别各通过焊接或螺钉与支撑圆盘(1-1)固定连接，支撑条一(1-2)、支撑条二(1-3)及支撑条三(1-4)无倒角端面与所述的轴线一(1-5)距离相等，支撑条一(1-2)、支撑条二(1-3)及支撑条三(1-4)在支撑圆盘(1-1)底面圆形安装面上绕轴线一(1-5)成圆周三等分分布，投影面(1-6)为支撑圆盘(1-1)的上表面，轴线二(1-7)为支撑条一(1-2)长度方向在所述的投影面(1-6)上的中心线，轴线三(1-8)为支撑条二(1-3)长度方向在投影面(1-6)上的中心线，轴线四(1-9)为支撑条三(1-4)长度方向在投影面(1-6)上的中心线，所述的轴线二(1-7)与所述的轴线三(1-8)、所述的轴线三(1-8)与所述的轴线四(1-9)、所述的轴线二(1-7)与所述的轴线四(1-9)夹角都为120°；
所述的撑角一(2)、所述的撑角二(3)和所述的撑角三(4)为相同结构及材料，上端为螺纹杆，下端为圆盘支撑，螺纹杆和圆盘支撑采用万向节连接；撑角一(2)螺纹杆与所述的测量主支撑(1)的支撑条一(1-2)螺纹通孔通过螺纹连接，撑角一(2)螺纹杆与支撑条一(1-2)相对位置可以通过螺纹轴向调整并通过螺母固定，撑角一(2)放置在所述的电子秤一(5)测量面中心位置；撑角二(3)螺纹杆与所述的测量主支撑(1)的支撑条二(1-3)螺纹通孔通过螺纹连接，撑角二(3)螺纹杆与支撑条二(1-3)相对位置可以通过螺纹轴向调整并通过螺母固定，撑角二(3)放置在所述的电子秤二(6)测量面中心位置；撑角三(4)螺纹杆与所述的测量主支撑(1)的支撑条三(1-4)螺纹通孔通过螺纹连接，撑角三(4)螺纹杆与支撑条三(1-4)相对位置可以通过螺纹轴向调整并通过螺母固定，撑角三(4)放置在所述的电子秤三(7)测量面中心位置；所述的水平尺一(8)放置在测量主支撑(1)的支撑圆盘(1-1)上表面边缘位置，所述的水平尺二(9)放置在测量主支撑(1)的支撑圆盘(1-1)上表面边缘位置，水平尺一(8)与水平尺二(9)放置成相互垂直状态；
其特征在于：
转台(10)为待测转台，轴线五(11)为所述的转台(10)的转轴中心线，重心一(12)为转台(10)、所述的测量主支撑(1)、所述的撑角一(2)、所述的撑角二(3)及所述的撑角三(4)的整体重心，轴线六(13)为撑角一(2)螺纹杆轴向中心线，投影点一(14)为所述的重心一(12)空间坐标在所述的投影面(1-6)上投影为平面坐标后在所述的轴线二(1-7)上投影的投影点，投影点二(15)为重心一(12)空间坐标在投影面(1-6)上投影为平面坐标后在所述的轴线三(1-8)上投影的投影点，投影点三(16)为重心一(12)空间坐标在投影面(1-6)上投影为平面坐标后在所述的轴线四(1-9)上投影的投影点；测量方法包括以下步骤：
1)在没有放置待测转台的情况下对所述的撑角一(2)与所述的测量主支撑(1)的支撑条一(1-2)轴向相对位置、所述的撑角二(3)与所述的测量主支撑(1)的支撑条二(1-3)轴向相对位置、所述的撑角三(4)与所述的测量主支撑(1)的支撑条三(1-4)轴向相对位置分别进行轴向调整并通过螺母固定，使得所述的水平尺一(8)与所述的水平尺二(9)在两个垂直方向上的测量读数显示为水平状态；
2)移除水平尺一(8)与水平尺二(9)，在所述的测量主支撑(1)的支撑圆盘(1-1)底部通过螺钉固定安装若干个不锈钢材料的配重长条板，对测量主支撑(1)进行配重，使得此时所述的电子秤一(5)、所述的电子秤二(6)及所述的电子秤三(7)的称重读数相同，记录电子秤一(5)、电子秤二(6)及电子秤三(7)读数总和，即为测量主支撑(1)、撑角一(2)、撑角二(3)及撑角三(4)质量总和M2；
3)测量并记录待测转台即转台(10)质量M3，则有：
M1＝M2+M3 (1)
其中，M1为转台(10)、测量主支撑(1)、撑角一(2)、撑角二(3)及撑角三(4)质量总和；
4)安装待测转台，转台(10)通过螺钉与所述的测量主支撑(1)的支撑圆盘(1-1)固定安装，使得所述的转台(10)的轴线五(11)与所述的测量主支撑(1)的轴线一(1-5)重合；
5)记录所述的电子秤一(5)的称重读数M4，测量并记录所述的撑角一(2)的轴线六(13)与所述的转台(10)的轴线五(11)的距离L1，则可得出所述的投影点一(14)与转台(10)的轴线五(11)的距离L2，L2＝(M4-M1/3)×L1/M1；
同理，由所述的电子秤二(6)的称重读数及撑角二(3)螺纹杆轴向中心线与转台(10)的轴线五(11)的距离可以得出所述的投影点二(15)与转台(10)的轴线五(11)的距离，由所述的电子秤三(7)的称重读数及撑角三(4)螺纹杆轴向中心线与转台(10)的轴线五(11)的距离可以得出所述的投影点三(16)与转台(10)的轴线五(11)的距离，将投影点一(14)、投影点二(15)及投影点三(16)在投影面(1-6)上进行平面几何合成，可得出所述的重心一(12)与转台(10)的轴线五(11)的距离L3，即转台(10)、测量主支撑(1)、撑角一(2)、撑角二(3)及撑角三(4)重心与转轴中心线偏离量；
6)此时可以得出转台(10)重心与转台(10)的轴线五11的距离L4，L4＝M1·L3/M3，即测量出转台(10)重心与转轴中心偏离量。
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