CN112595602A - 一种陀螺挠性接头刚度检测装置及方法 - Google Patents

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佐大伟
常志英
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Abstract

本发明公开了一种陀螺挠性接头刚度检测装置及方法，检测装置包括经纬仪、反光镜、反光镜固定板、垂直工装、分度转台、自准直仪及砝码；检测对象为挠性接头；挠性接头转轴装夹在分度转台上；竖直工装间隙配合于挠性接头工艺孔内；检测时，砝码加装在挠性接头端部，用于挠性接头产生偏移；反光镜通过反光镜固定板固定于挠性接头中心螺纹孔内；经纬仪或者自准直仪放置于反光镜正前方，经纬仪用于校准竖直工装保持垂直，自准直仪用于测量加装砝码后挠性接头的偏移角度；根据砝码施加的力矩和偏移角度得到挠性接头的刚度。本发明采用非接触式测量，可有效避免挠性接头划伤等问题。

Description

一种陀螺挠性接头刚度检测装置及方法
技术领域
本发明属于挠性陀螺仪零件测量技术领域，具体涉及一种陀螺挠性接头刚度检测装置及方法。
背景技术
挠性陀螺仪有一个高度旋转的刚体转子，转子有挠性接头支撑，去除了支撑轴承上的摩擦干扰力矩。挠性陀螺仪具有体积小、重量轻、可靠性高、成本低、能够消除支撑摩擦等特点，一直广泛用于航海、航天、航空、军事等领域。挠性陀螺仪主要由陀螺转子、挠性接头、驱动电机、信号器和力矩器五大部分组成。其中挠性接头指标的差异直接决定着挠性陀螺的性能指标，在实际生产过程中接头细颈的壁厚通常是通过反复的研磨工艺来达到理论壁厚从而满足挠性接头的刚度要求，测量工作较为繁重。为了解决上述问题，需要一套使用方便、测量精度高的装置来满足测量要求。
目前已知的挠性接头刚度测量是采用接触式测量方式，由于挠性接头部件对表面质量要求非常严格，表面的粗糙度等指标均有严格要求，更不允许存在划伤等缺陷。接触式测量，存在测量探头划伤挠性接头的风险，常规检测又较难达到高精度刚度性能指标测量的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种陀螺挠性接头刚度检测装置及方法，采用非接触式测量，可有效避免挠性接头划伤等问题。
本发明采取的技术方案如下：
一种陀螺挠性接头刚度检测方法，所述检测装置包括经纬仪、反光镜、反光镜固定板、垂直工装、分度转台、自准直仪及砝码；检测对象为挠性接头；
所述挠性接头转轴装夹在分度转台上；所述竖直工装间隙配合于挠性接头工艺孔内；检测时，所述砝码加装在挠性接头端部，用于挠性接头产生偏移；
反光镜通过反光镜固定板固定于挠性接头中心螺纹孔内；所述经纬仪或者自准直仪放置于反光镜正前方，所述经纬仪用于校准竖直工装保持垂直，所述自准直仪用于测量加装砝码后挠性接头的偏移角度；
根据砝码施加的力矩和所述偏移角度得到挠性接头的刚度。
进一步地，所述砝码通过绳索悬挂于挠性接头端部。
进一步地，砝码施加的力矩由绳索和砝码的总质量乘以挠性接头细颈中心到砝码所在面的距离得到。
一种陀螺挠性接头刚度检测方法，采用上述的检测装置，检测方法步骤如下：
步骤1：将挠性接头转轴装夹在分度转台上；将反光镜通过反光镜固定板固定在挠性接头中心螺纹孔内；转动分度转台，使挠性接头工艺孔竖直向上；将竖直工装间隙配合于挠性接头工艺孔内；
步骤2：将经纬仪置于反光镜正前方，调整经纬仪水平，使用经纬仪将竖直工装校准垂直；如果竖直工装不垂直，则转动分度转台，调整至垂直；
步骤3：将经纬仪替换为自准直仪，调整自准直仪，使自准直仪自身十字丝与反光镜反射的十字丝像重合；
步骤4：将砝码加装在挠性接头端部，记录挠性接头偏移角度；
步骤5：根据砝码施加的力矩和所述偏移角度得到挠性接头的刚度值。
进一步地，所述步骤5之后还包括：得到一个刚度值后，将分度转台转动90°，重复步骤2～步骤5，测量得到四个方向的挠性接头刚度值；然后对四个方向的刚度值取平均值，得到最终挠性接头的刚度值。
进一步地，所述步骤4中，砝码通过绳索悬挂于挠性接头端部。
进一步地，所述步骤5中砝码施加的力矩由绳索和砝码的总质量乘以挠性接头细颈中心到砝码所在面的距离得到。
有益效果：
1、本发明采用非接触式测量，借助挠性接头固有的安装孔，可有效避免挠性接头划伤等问题；使用自准直仪，可避免人眼对准时产生的误差，使用经纬仪，可使挠性接头细颈处于严格垂直方向，测量更准确，都极大的提高了测量精度。而且本装置操作方便、测量误差小、稳定性高，可适用于不同型号挠性接头的测量，适用范围广泛，实用性强。
2、本发明利用多次测量得到的刚度值再进行平均，使得最终挠性接头的刚度值更为准确。
附图说明
图1为经纬仪调试装配图；
图2为自准直仪调试装配图；
其中，1-反光镜、2-反光镜固定板、3-挠性接头、4-竖直工装、5-经纬仪、6-分度转台、7-自准直仪、8-砝码、9-工艺孔。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种陀螺挠性接头刚度检测装置，包括经纬仪5、反光镜1、反光镜固定板2、竖直工装4、分度转台6、自准直仪7及砝码8；检测对象为挠性接头3。挠性接头3端面内孔为中心螺纹孔，挠性接头3上还有工艺孔9。
挠性接头3转轴装夹在分度转台6上；竖直工装4间隙配合于挠性接头3工艺孔9内；检测时，砝码8通过绳索悬挂于挠性接头3端部，用于挠性接头3产生偏移。
反光镜1通过反光镜固定板2固定于挠性接头3中心螺纹孔内，反光镜1粘贴在反光镜固定板2正面，反光镜固定板2固定于挠性接头3中心螺纹孔内。如图1所示，经纬仪5放置于反光镜1正前方，经纬仪5用于校准竖直工装4保持垂直；如图2所示，自准直仪7放置于反光镜1正前方，自准直仪7用于测量悬挂砝码8后挠性接头3的偏移角度。
进行检测时，步骤如下：
步骤1：将挠性接头3转轴装夹在分度转台6上；粘有反光镜1的反光镜固定板2固定在挠性接头3中心螺纹孔内；转动分度转台6，使挠性接头3工艺孔9竖直向上；将竖直工装4间隙配合于挠性接头3的工艺孔9内；
步骤2：将经纬仪5置于反光镜1正前方，调整经纬仪5水平，使用经纬仪5将竖直工装4校准垂直；如果竖直工装4不垂直，则转动分度转台6，调整至垂直；
步骤3：将经纬仪5替换为自准直仪7，调整自准直仪7，使自准直仪7自身十字丝与反光镜1反射的十字丝像重合；
步骤4：将固定有砝码8的绳索在挠性接头3端部，此时自准直仪7中十字丝发生偏移，记录挠性接头3偏移角度θ；
步骤5：根据砝码8施加的力矩和所述偏移角度得到挠性接头3的刚度值，即挠性接头3刚度K＝mL/θ，m为绳索和砝码8总质量，L为挠性接头3细颈中心到砝码8所在面的距离，θ为挠性接头3悬挂砝码8后偏移角度；
步骤6：将分度转台6转动90°，重复步骤2～步骤5，测量得到四个方向的挠性接头3刚度值分别为K1、K2、K3、K4，将四个方向的刚度值取平均值，得到最终挠性接头3的刚度值。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (7)

1.一种陀螺挠性接头刚度检测装置，其特征在于，所述检测装置包括经纬仪、反光镜、反光镜固定板、垂直工装、分度转台、自准直仪及砝码；检测对象为挠性接头；
所述挠性接头转轴装夹在分度转台上；所述竖直工装间隙配合于挠性接头工艺孔内；检测时，所述砝码加装在挠性接头端部，用于挠性接头产生偏移；
反光镜通过反光镜固定板固定于挠性接头中心螺纹孔内；所述经纬仪或者自准直仪放置于反光镜正前方，所述经纬仪用于校准竖直工装保持垂直，所述自准直仪用于测量加装砝码后挠性接头的偏移角度；
根据砝码施加的力矩和所述偏移角度得到挠性接头的刚度。
2.如权利要求1所述的陀螺挠性接头刚度检测装置，其特征在于，所述砝码通过绳索悬挂于挠性接头端部。
3.如权利要求2所述的陀螺挠性接头刚度检测装置，其特征在于，砝码施加的力矩由绳索和砝码的总质量乘以挠性接头细颈中心到砝码所在面的距离得到。
4.一种陀螺挠性接头刚度检测方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的检测装置，检测方法步骤如下：
步骤1：将挠性接头转轴装夹在分度转台上；将反光镜通过反光镜固定板固定在挠性接头中心螺纹孔内；转动分度转台，使挠性接头工艺孔竖直向上；将竖直工装间隙配合于挠性接头工艺孔内；
步骤2：将经纬仪置于反光镜正前方，调整经纬仪水平，使用经纬仪将竖直工装校准垂直；如果竖直工装不垂直，则转动分度转台，调整至垂直；
步骤3：将经纬仪替换为自准直仪，调整自准直仪，使自准直仪自身十字丝与反光镜反射的十字丝像重合；
步骤4：将砝码加装在挠性接头端部，记录挠性接头偏移角度；
步骤5：根据砝码施加的力矩和所述偏移角度得到挠性接头的刚度值。
5.如权利要求4所述的陀螺挠性接头刚度检测方法，其特征在于，所述步骤5之后还包括：得到一个刚度值后，将分度转台转动90°，重复步骤2～步骤5，测量得到四个方向的挠性接头刚度值；然后对四个方向的刚度值取平均值，得到最终挠性接头的刚度值。
6.如权利要求4所述的陀螺挠性接头刚度检测方法，其特征在于，所述步骤4中，砝码通过绳索悬挂于挠性接头端部。
7.如权利要求6所述的陀螺挠性接头刚度检测方法，其特征在于，所述步骤5中砝码施加的力矩由绳索和砝码的总质量乘以挠性接头细颈中心到砝码所在面的距离得到。
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