CN111811711A - 舱门展开力矩自动测量装置 - Google Patents

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Abstract

一种舱门展开力矩自动测量装置，包括：自上而下设置的舱门、底座和导轨机构，以及立柱、测量机构和滑动机构，其中：滑动机构活动设置于导轨机构上，立柱设置于滑动机构上并分别与舱门和底座相连，测量机构设置于底座上，两端分别与立柱和舱门相连；测量机构包括：自上而下依次设置的第一电机、柔性材质、上滑块、下滑块、力传感器和Z型支架；导轨机构包括：纵向导轨、齿条和底板；滑动机构包括：滑台和设置于滑台上的横向导轨、第二电机；本发明通过力传感器实时监测维持自动展开舱门以准静态旋转至不同角度时所需要的力和力矩的大小，测得在不同时刻舱门的旋转力矩大小，操作和测量原理简单，引入误差小，测量结果准确，适用范围广。

Description

舱门展开力矩自动测量装置
技术领域
本发明涉及的是一种工业自动化领域的技术，具体是一种舱门展开力矩自动测量装置。
背景技术
为了满足真空、水下等特种工作环境的自动化需求，飞机、潜艇等设备的舱门均具备自动展开的功能。由于自动展开舱门上经常排布有管道，电缆等产生阻尼，阻碍舱门自动展开。为了保证舱门的顺利展开，需要保证舱门展开至任何一个角度时驱动力矩足以克服阻力矩，从而将舱门顺利展开，但是舱门的实际驱动力矩的自动测量往往是校核工作中的难点，有些舱门需要在高温高压等条件下进行，无法人工干预，尤其是对舱门展开过程中任意角度时的力矩测量难度很大，而对于体积较大，转动惯量较大的舱门，在人工无法干预的情况下，舱门的自动关闭以及力矩的多次测量的难度更大。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种舱门展开力矩自动测量装置，通过强制舱门在极低转速运动达到准静止状态，同时使用力传感器实时监测维持自动展开舱门以准静态旋转至不同角度时所需要的力和力矩的大小，通过力矩平衡原理测得在不同时刻舱门的旋转力矩大小；还具有将测量装置与舱门脱开的功能，能保证舱门能随时实现自由展开，操作和测量原理简单，安全性高，适用范围广，引入误差小，测量结果准确。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：自上而下设置的舱门、底座和导轨机构，以及立柱、测量机构和滑动机构，其中：滑动机构活动设置于导轨机构上，立柱设置于滑动机构上并分别与舱门和底座相连，测量机构设置于底座上，两端分别与立柱和舱门相连。
所述的导轨机构包括：纵向导轨、齿条和底板，其中：底板设置于底座下，纵向导轨设置于底板上并与滑动机构通过设置于纵向导轨上的齿条活动连接。
所述的测量机构包括：自上而下依次设置的第一电机、柔性材质、上滑块、下滑块、力传感器和Z型支架，其中：Z型支架设置于舱门上并将舱门平面平移一段距离以便连接的同时利于舱门自动关闭功能的实现，力传感器设置于Z型支架上并通过柔性材质与立柱相连，上滑块和下滑块设置于立柱内并通过柔性材质分别与第一电机和力传感器相连。
所述的滑动机构包括：滑台和设置于滑台上的横向导轨、第二电机，其中：滑台设置于导轨机构上，立柱活动设置于滑台上。
所述的横向导轨上设有用于与立柱活动连接的丝杆螺母副。
所述的第二电机上设有用于与导轨机构相配合的齿轮，其中：齿轮设置于滑台底部。
所述的立柱内设有用于容纳上滑块和下滑块的内槽。
技术效果
与现有技术相比，本发明通过舱门在准静止状态使用力传感器实时监测维持自动展开舱门以准静态旋转至不同角度时所需要的力和力矩的大小，通过力矩平衡原理测得在不同时刻舱门的旋转力矩大小；稳定性强，安全性高，操作和测量原理简单，引入误差小，测量结果准确；通过选用特种零件或者机构，可以保证测量机构在非常规温度以及压力下也可以正常工作，适用范围广。
附图说明
图1为本发明总体结构示意图；
图2为本发明俯视图；
图3为本发明测量装置三维示意图；
图4为本发明滑动装置三维示意图；
图5为本发明测量装置脱开示意图；
图中：舱门1、底座2、导轨机构3、立柱4、测量机构5、滑动机构6、纵向导轨7、齿条8、底板9、第一电机10、纤维线11、上滑块12、下滑块13、力传感器14、Z型支架15、滑台16、横向导轨17、第二电机18、丝杆螺母副19、齿轮20、内槽21。
具体实施方式
如图1所示，为本实施例涉及的一种舱门展开力矩自动测量装置，其中包含：自上而下设置的舱门1、底座2和导轨机构3，以及立柱4、测量机构5和滑动机构6，其中：滑动机构6活动设置于导轨机构3上，立柱4设置于滑动机构6上并分别与舱门1和底座2相连，测量机构5设置于底座2上，两端分别与立柱4和舱门1相连。
所述的导轨机构3包括：纵向导轨7、齿条8和与用于防止纵向导轨7变形的底板9，其中：底板9设置于底座2下，纵向导轨7设置于底板9上并与滑台16通过设置于纵向导轨7上的齿条8活动连接。
所述的纵向导轨7为两条半圆形导轨，齿条8为半圆形齿条。
所述的测量机构6包括：自上而下依次设置的第一电机10、纤维线11、上滑块12、下滑块13、力传感器14和Z型支架15，当舱门1被立柱4强制进行准静态转动的时候，力传感器14就会测出将舱门1强迫进行准静态运动所需的力的大小，其中：Z型支架15设置于舱门1上，力传感器14设置于Z型支架15上并通过纤维线11与立柱4相连，上滑块12和下滑块13设置于立柱4内并通过纤维线11分别与第一电机10和力传感器14相连，第一电机10驱动固定在第一电机10输出端的纤维线11将下滑块沿着立柱4中内槽向上滑动，带动通过纤维线11连接有力传感器14的上滑块12运动至脱离立柱，使立柱4与舱门1之间的连接断开，即实现测量机构6的脱离。
所述的滑动机构6包括：滑台16和设置于滑台16上的横向导轨17、第二电机18，其中：滑台16设置于纵向导轨7上，立柱4活动设置于滑台16上。
所述的横向导轨17上设有用于与立柱4活动连接的丝杆螺母副19，立柱4可沿着横向导轨17在丝杠螺母副19的驱动下运动。
所述的第二电机18上设有用于与纵向导轨7相配合的齿轮20，其中：齿轮20设置于滑台16底部并与齿条8啮合。
所述的立柱4内设有用于容纳上滑块12和下滑块13的内槽。
所述的第二电机驱动齿轮沿着齿条运动，驱动滑台沿着半圆形纵向导轨运动，使得支柱随之沿半圆形运动，起到限制舱门展开速度的作用。当测量装置与舱门脱离后，滑台上的丝杠螺母副由第二电机驱动立柱沿着横向导轨运动，使立柱移出固定在舱门上的Z型支架的扫掠范围，舱门可以无障碍地自由展开。
为了保证导轨机构3在温度以及压力变化下变形影响测量结果，将导轨机构3嵌入底板9内，利用底板9限制导轨机构3的变形并维持导轨机构3的形状防止失效。为了实现舱门1的自动关闭功能，使用双层滑块保证测量机构5与舱门1之间的顺利脱离。
与现有技术相比，本装置实现了舱门力矩的自动测量，在高低温以及高低压条件下也可正常实现功能，同时保证较高的测量精度。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (6)

1.一种舱门展开力矩自动测量装置，其特征在于，包括：自上而下设置的舱门、底座和导轨机构，以及立柱、测量机构和滑动机构，其中：滑动机构活动设置于导轨机构上，立柱设置于滑动机构上并分别与舱门和底座相连，测量机构设置于底座上，两端分别与立柱和舱门相连；
所述的测量机构包括：自上而下依次设置的第一电机、柔性材质、上滑块、下滑块、力传感器和Z型支架，其中：Z型支架设置于舱门上并将舱门平面平移一段距离以便连接的同时利于舱门自动关闭功能的实现，力传感器设置于Z型支架上并通过柔性材质与立柱相连，上滑块和下滑块设置于立柱内并通过柔性材质分别与第一电机和力传感器相连。
2.根据权利要求1所述的舱门展开力矩自动测量装置，其特征是，所述的导轨机构包括：纵向导轨、齿条和底板，其中：底板设置于底座下，纵向导轨设置于底板上并与滑动机构通过设置于纵向导轨上的齿条活动连接。
3.根据权利要求1所述的舱门展开力矩自动测量装置，其特征是，所述的滑动机构包括：滑台和设置于滑台上的横向导轨、第二电机，其中：滑台设置于导轨机构上，立柱活动设置于滑台上。
4.根据权利要求3所述的舱门展开力矩自动测量装置，其特征是，所述的横向导轨上设有用于与立柱活动连接的丝杆螺母副。
5.根据权利要求3所述的舱门展开力矩自动测量装置，其特征是，所述的第二电机上设有用于与导轨机构相配合的齿轮，其中：齿轮设置于滑台底部。
6.根据权利要求1所述的舱门展开力矩自动测量装置，其特征是，所述的立柱内设有用于容纳上滑块和下滑块的内槽。
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