CN112857671B - 一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置 - Google Patents

一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置,属于质量特性测试领域。解决了现有质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置体积较大,使用不便、测量精度低的问题。它包括外环、内盘和推力球轴承,所述内盘和推力球轴承同轴配合相连,所述外环与内盘同轴配合相连。它主要用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换。

Description

一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置
技术领域
本发明属于质量特性测试领域,特别是涉及一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置。
背景技术
质量是量度物体惯性大小的物理量,质心是用来等效物体质量分布的一个几何点,质量质心的测量影响产品动力学建模;转动惯量是量度刚体转动时惯性的量度,转动惯量的测量影响产品控制的精准性。为测量质量特性参数,常用的方法是用质量质心测量装置和转动惯量测量装置分别测量质量质心和转动惯量,需要多次装卡,装卡工序多,效率较低,引入较大的定位误差;因此需要一体化质量特性测试设备进行大尺寸产品的质量质心测量和转动惯量测量。
如何实现质量特性参数一体化测试系统中质量质心测量和转动惯量测量的功能切换是研制一体化质量特性测试设备的关键技术问题。现有的一体化质量特性测试设备实现质量质心测量和转动惯量测量功能切换的方法主要的实现方式如下:质心测量系统由口字工装和称重传感器组成,通过螺纹升降系统上下移动。在测量质量质心时,质心测量系统向上移动,将产品和工装顶起,使得产品和工装脱离气浮转台;在测量转动惯量时,质心测量系统向下移动,将产品和工装下落至气浮转台上,使得质心测量系统的称重传感器脱离产品和工装。该方法是通过质心测量系统的上下移动实现质量质心测量和转动惯量测量功能切换。但此种结构测量系统体积较大,需要多次装卡,且测量精度较低。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的问题,提出一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置,它包括外环、内盘和推力球轴承,所述内盘和推力球轴承同轴配合相连,所述外环与内盘同轴配合相连。
更进一步的,所述内盘和定心套同轴固定安装,所述内盘的底面固定连接有第一定位销,所述推力球轴承上开设有销孔,所述内盘和推力球轴承通过第一定位销同轴相连。
更进一步的,所述外环沿直径方向设置有多个螺纹孔,所述螺纹孔内设置有滚珠弹簧锁销,所述内盘外侧有多个均布的V型槽,所述外环与内盘通过滚珠弹簧锁销与V型槽的配合同轴安装。
更进一步的,所述外环上设置有阶梯孔,所述阶梯孔上设置有定位锥套。
更进一步的,所述外环的底面上设置有上球窝、上平面和上柱窝,所述上柱窝与外环通过第二定位销进行定位。
更进一步的,所述内盘与推力球轴承内孔过盈配合,所述外环与推力球轴承间隙配合。
更进一步的,所述内盘上平面与外环底面平行。
更进一步的,所述内盘上有多组同心的安装螺孔、中心定位孔和一个象限定位销孔。
更进一步的,所述内盘上表面固定安装待测物体和工装。
更进一步的,所述球窝、上平面和上柱窝通过内六角圆柱头螺钉Ⅰ固定在外环底面,所述菱形销通过内六角平圆头螺钉固定在内盘底面,所述内盘与定心套通过内六角圆柱头螺钉Ⅱ固定,所述外环上表面固定安装有吊环螺钉,所述第一定位销为菱形销,所述第二定位销为柱窝定位销。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明解决了现有质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置体积较大,使用不便、测量精度低的问题。本发明可以使测量系统结构更加紧凑,使用更加方便,测量精度更高。本发明可实现质量质心测量和转动惯量测量的功能切换,即可一次装卡测量多个物理量,效率高;内盘上多组同心的安装螺孔,进而可以测量不同型号的产品,提高设备的通用性;外环下端配有传感器组件的钢球定位件,可以实现自动对心,提高质量质心测量准确性;内盘与外环之间有四个工位,可以实现0°、90°、180°、270°测量时的准确定位。
附图说明
图1为本发明所述的一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置正面立体结构示意图;
图2为本发明所述的一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置背面立体结构示意图;
图3为本发明所述的一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置仰视结构示意图;
图4为本发明所述的一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置俯视结构示意图;
图5为本发明所述的图4中C-C剖面结构示意图;
图6为本发明所述的图3中D-D剖面结构示意图;
图7为本发明所述的柱窝与外环装配结构示意图;
图8为本发明所述的内环与外盘定位结构示意图一;
图9为本发明所述的内环与外盘定位结构示意图二;
图10为本发明所述的安装功能切换装置的质量特性参数一体化测试设备;
图11为本发明所述的未安装功能切换装置的质量特性参数一体化测试设备;
图12为本发明所述的升降传动系统结构示意图;
图13为本发明所述的质量质心测量系统结构示意图;
1-外环,2-内盘,3-定心套,4-定位锥套,5-上球窝,6-上平面,7-上柱窝,8-第一定位销,9-第二定位销,10-推力球轴承,11-内六角圆柱头螺钉Ⅰ,12-内六角平圆头螺钉,13-滚珠弹簧锁销,14-内六角圆柱头螺钉Ⅱ,15-功能切换装置,16-质量质心测量系统,17-气浮转台,18-升降传动系统,19-定位锥,20-升降定位组件,21-锥齿轮升降机,22-电机及减速器,23-换向器,24-传动轴,25-联轴器,26-安装座,27-传感器,28-钢球防落接盘,29-磁力钢球座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。
参见图1-13说明本实施方式,一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置,它包括外环1、内盘2和推力球轴承10,所述内盘2和推力球轴承10同轴配合相连,所述外环1与内盘2同轴配合相连。
本实施例内盘2和定心套3同轴固定安装,内盘2的底面固定连接有第一定位销8,推力球轴承10上开设有销孔,内盘2和推力球轴承10通过第一定位销8同轴相连。外环1沿直径方向设置有多个螺纹孔,螺纹孔内设置有滚珠弹簧锁销13,内盘2外侧有多个均布的V型槽,外环1与内盘2通过滚珠弹簧锁销13与V型槽的配合同轴安装。外环1上设置有阶梯孔,阶梯孔上设置有定位锥套4,用于与升降机顶部定位锥19配合,保证功能切换装置准确定位。外环1的底面上设置有上球窝5、上平面6和上柱窝7用于传感器组件中的钢球定位件,上柱窝7与外环1通过第二定位销9进行定位,第一定位销8为菱形销,第二定位销9为柱窝定位销,上柱窝7与外环1通过柱窝定位销9进行定位,保证柱窝轴向准确性。内盘2与推力球轴承10内孔过盈配合,外环1与推力球轴承10间隙配合,装配完成后,内盘2上平面与外环1底面平行。内盘2上有多组同心的安装螺孔、中心定位孔和一个象限定位销孔,内盘2上表面固定安装待测物体和工装,球窝5、上平面6和上柱窝7通过内六角圆柱头螺钉Ⅰ11固定在外环1底面,菱形销通过内六角平圆头螺钉12固定在内盘2底面,内盘2与定心套3通过内六角圆柱头螺钉Ⅱ14固定,外环1上表面固定安装有吊环螺钉,用于装置的装吊。内盘2与外环1之间有四个工位Ⅰ-Ⅰ、Ⅰ-Ⅱ、Ⅰ-Ⅲ、Ⅰ-Ⅳ,外环1有两个沿直径方向的螺纹孔,内盘2外侧有四个均匀分布的V型槽,通过带螺纹的滚珠弹簧锁销13实现内盘2与外环1的定位,其中,两个滚珠弹簧锁销13旋出长度一致,且与内盘2的V型槽刚好相切。
质量特性参数一体化测试设备的内部结构如图10-11所示,由功能切换装置15、升降传动系统18、质量质心测量系统16和气浮转台17等组成。
质量质心测量系统16如图13所示,由四个称重传感器和自动对心系统等组成,采用四点称重法测量质量和质心。待测物体及工装安装固定在内盘2上,外环1底面的钢球定位件压在传感器钢球上;根据力的平衡原理和力矩原理实现质量质心测量。进行质量质心测量时,钢球放在高精度传感器27上,功能切换装置的钢球定位件压在钢球上。
转动惯量测量采用扭摆法测量转动惯量。待测物体及工装安装固定在内盘2上,内盘落在气浮转台17上,外环1与推力球轴承10不再接触,且外环1上固定的滚珠弹簧锁销13和内盘2的V型槽不再接触;气浮转台17利用扭杆实现周期扭摆,通过测量扭摆周期计算得出产品关于转轴的转动惯量,根据平行轴定理得到产品关于质心坐标系的三个坐标轴的转动惯量。
升降传动系统18如图12所示,四个定位锥19支撑在功能切换装置15的四个定位锥套4上,起到升降、支撑作用。
通过升降传动系统18实现外环1的升降,进而实现功能切换,包括以下三个状态:
1.非测量状态下,内盘2与气浮转台17不接触,内盘2通过推力球轴承10落于外环1上,外环1上固定的滚珠弹簧锁销13与内盘2的V型槽刚好相切;升降传动系统18的定位锥19支撑在外环1的底部的定位锥套4上;
2.质量质心测量状态下,内盘2与气浮转台17不接触,内盘2通过推力球轴承10落于外环1上,外环1上固定的滚珠弹簧锁销13与内盘2的V型槽刚好相切;升降传动系统18的定位锥19与外环1的底部的定位锥套4不接触;固定在外环1底部的钢球定位件压在传感器钢球上;
3.转动惯量测量状态下,内盘2落在气浮转台17上,内盘2和推力球轴承10与外环1不接触,升降传动系统18的定位锥19支撑在外环1的底部的定位锥套4上,钢球不放在传感器上。
从非测量状态切换到质量质心测量状态的具体步骤如下:
步骤1:通过升降传动系统18使功能切换装置15上升,直至称重传感器与外环1底部固定的四个钢球定位件之间有足够的距离,将钢球放入传感器上;
步骤2:功能切换装置15和升降机同步下降,当外环1通过上球窝5、上平面6和两个上柱窝7这四个钢球定位件压在传感器钢球上时,功能切换装置15停止下降,升降传动系统18继续下降直至与功能切换装置15的外环1不接触。
从质量质心测量状态切换到到转动惯量测量状态的具体步骤如下:
步骤1:升降传动系统18的升降机上升,通过外环1将功能切换装置15顶起来,使其脱离传感器,并继续上升一段距离,使其间距大于10mm,取出钢球,放入磁力钢球座29;
步骤2:采用锁紧装置使气浮转台17处于锁紧状态;
步骤3:升降传动系统18的升降机下降,功能切换装置15的内盘2、推力球轴承10和外环1同步下降;
步骤4:当内盘2随推力球轴承10落到气浮转台17时,内盘2和推力球轴承10停止下降;
步骤5:升降传动系统18的升降机继续下降,外环1与升降机同步下降,直至外环1上的滚珠弹簧锁13与内环2的V型槽不再接触。
以上对本发明所提供的一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置,其特征在于:质量特性参数一体化测试设备包括功能切换装置(15)、升降传动系统(18)、质量质心测量系统(16)和气浮转台(17),功能切换装置(15)包括外环(1)、内盘(2)和推力球轴承(10),所述内盘(2)和推力球轴承(10)同轴配合相连,所述外环(1)与内盘(2)同轴配合相连,所述外环(1)沿直径方向设置有多个螺纹孔,所述螺纹孔内设置有滚珠弹簧锁销(13),所述内盘(2)外侧有多个均布的V型槽,所述外环(1)与内盘(2)通过滚珠弹簧锁销(13)与V型槽的配合同轴安装,所述外环(1)上设置有阶梯孔,所述阶梯孔上设置有定位锥套(4),所述内盘(2)上表面固定安装待测物体和工装,升降传动系统(18)的四个定位锥(19)支撑在功能切换装置(15)的四个定位锥套(4)上,通过升降传动系统18实现外环1的升降,进而实现功能切换,包括以下三个状态:
非测量状态下,内盘(2)与气浮转台(17)不接触,内盘(2)通过推力球轴承(10)落于外环(1)上,外环(1)上固定的滚珠弹簧锁销(13)与内盘(2)的V型槽刚好相切;升降传动系统(18)的定位锥(19)支撑在外环(1)的底部的定位锥套(4)上;
质量质心测量状态下,内盘(2)与气浮转台(17)不接触,内盘(2)通过推力球轴承(10)落于外环(1)上,外环(1)上固定的滚珠弹簧锁销(13)与内盘(2)的V型槽刚好相切;升降传动系统(18)的定位锥(19)与外环(1)的底部的定位锥套(4)不接触;固定在外环(1)底部的钢球定位件压在传感器钢球上;
转动惯量测量状态下,内盘(2)落在气浮转台(17)上,内盘(2)和推力球轴承(10)与外环(1)不接触,升降传动系统(18)的定位锥(19)支撑在外环(1)的底部的定位锥套(4)上,钢球不放在传感器上。
2.根据权利要求1所述的一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置,其特征在于:所述内盘(2)和定心套(3)同轴固定安装,所述内盘(2)的底面固定连接有第一定位销(8),所述推力球轴承(10)上开设有销孔,所述内盘(2)和推力球轴承(10)通过第一定位销(8)同轴相连。
3.根据权利要求2所述的一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置,其特征在于:所述外环(1)的底面上设置有上球窝(5)、上平面(6)和上柱窝(7),所述上柱窝(7)与外环(1)通过第二定位销(9)进行定位。
4.根据权利要求1所述的一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置,其特征在于:所述内盘(2)与推力球轴承(10)内孔过盈配合,所述外环(1)与推力球轴承(10)间隙配合。
5.根据权利要求1所述的一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置,其特征在于:所述内盘(2)上平面与外环(1)底面平行。
6.根据权利要求1所述的一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置,其特征在于:所述内盘(2)上有多组同心的安装螺孔、中心定位孔和一个象限定位销孔。
7.根据权利要求3所述的一种用于质量特性参数一体化测试设备的功能切换装置,其特征在于:所述球窝(5)、上平面(6)和上柱窝(7)通过内六角圆柱头螺钉Ⅰ(11)固定在外环(1)底面,菱形销通过内六角平圆头螺钉(12)固定在内盘(2)底面,所述内盘(2)与定心套(3)通过内六角圆柱头螺钉Ⅱ(14)固定,所述外环(1)上表面固定安装有吊环螺钉,所述第一定位销(8)为菱形销,所述第二定位销(9)为柱窝定位销。
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