CN116337301A - 一种扭杆弹簧力矩测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于扭杆弹簧力矩测量技术领域，涉及一种扭杆弹簧力矩测量装置及测量方法。该机构包括：底座、第一立板、第二立板、第一顶块、第二顶块、盖、转接头、第一压紧螺钉、第二压紧螺钉、圆柱销、内六角圆柱头螺钉。首先将第二压紧螺钉、第二压紧螺钉分别穿过底座的个M螺纹孔后与个顶块安装成型，将扭杆弹簧通过第一顶块和第二顶块夹紧固定，随后将个第一立板、第二立板通过个内六角圆柱头螺钉安装成型，将盖通过个内六角圆柱头螺钉与第一立板、第二立板安装成型，后通过转接头将扭杆弹簧与力矩扳手连接，通过查看盖上划好的刻度完成扭杆弹簧的扭杆弹簧力矩测量工作。

Description

一种扭杆弹簧力矩测量装置及测量方法

技术领域

本发明属于扭杆弹簧力矩测量技术领域，涉及一种扭杆弹簧力矩测量装置及测量方法。以实现扭杆弹簧力矩检测操作。

背景技术

哈尔滨工业大学工艺自动化及检测研究室自主研制了GCY系列刚度测量台，该系列刚度测量台采用高精度力和位移传感器以及计算机组成数据采集系统,根据弹簧管的实际工况进行两点或多点施力并通过测量杆将力转换为力矩，通过测量施力点位移并将其转换为在弹簧管头部产生的偏转角，经计算得到的刚度值是弹簧管的力矩-转角刚度(简称角刚度)。该方法所采用的设备庞大，不适合小型扭杆弹簧。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种扭杆弹簧力矩测量装置。通过转接头将扭杆弹簧与力矩扳手转接旋转，并运用圆柱销，完成对扭杆弹簧扭杆弹簧力矩的进行检验工作。

本发明的技术方案是：一种扭杆弹簧力矩测量装置，该测量装置包括底座、空心立柱、第一顶块、第二顶块、盖、转接头、第一压紧螺钉、第二压紧螺钉、圆柱销、内六角圆柱头螺钉；

底座，为中部设有凹槽的方形板，凹槽相对的两侧各设有一个螺纹孔，凹槽底部设有六方通孔；

第一顶块、第二顶块，为一侧带有一定角度的豁口，另一侧带有凹槽的立方体，第一顶块、第二顶块放置在底座的凹槽内，豁口相对，第一压紧螺钉、第二压紧螺钉分别从底座两侧的螺纹孔穿过进入底座内第一顶块、第二顶块的凹槽中，推动第一顶块、第二顶块相向运动；

空心立柱一端固定在底座边框上，另一端与盖固定连接；

盖为中间带有通孔的方形盖板，通孔周边带有从盖中心向外辐射的角度线，其中，一条垂直于盖板边的刻度线为基准线，垂直于基准线的两侧对称布置了第一定位孔、第二定位孔，第一定位孔、第二定位孔用于分别插入第一定位销和第二定位销；

转接头为一端带有方形孔，用于连接力矩扳手，另一端为六方孔的圆柱体结构，用于连接待测扭杆弹簧，转接头侧面还设有垂直于轴线方向的销孔，用于插入圆柱销。

优选地，所述空心立柱由第一立板、第二立板组成；第一立板、第二立板结构相同，均为截面为“L”型长条结构，第一立板、第二立板相对安装在底板上，拼接成截面为方形孔的空心立柱。

优选地，所述第一立板、第二立板与底座之间，第一立板、第二立板与盖之间均通过六角圆柱头螺钉固定连接。

优选地，所述第一立板、第二立板两侧壁板在中间位置形成各形成一矩形缺口，第一立板、第二立板相对拼接后形成中部镂空的空心立柱，便于观察扭杆弹簧在检测过程中的状态。

优选地，所述盖上的刻度线、转接头上的刻度线宽度不超过0.1cm。

优选地，所述一定角度为120度。

优选地，所述第一定位销、第二定位销与圆柱销结构相同。

优选地，转接件方形孔端端面上设有与侧面销孔轴线对齐的刻度线，用于与盖上的基准线对齐。

本发明的另一个技术方案是：一种扭杆弹簧力矩测量方法，该方法包括如下步骤：

S1、将待测扭杆弹簧通过盖中间通孔放进空心立柱中，使待测扭杆弹簧的一端端部位于底座的六方通孔中，另一端从盖中间通孔伸出；

S2、将待测扭杆弹簧上端端部插入转接头的六方孔内，调整待测扭杆弹簧的方位，使得转接头上端面的刻度线对齐盖上的基准线；

S3、旋进第一压紧螺钉、第二压紧螺钉，使得第一顶块、第二顶块在第一压紧螺钉、第二压紧螺钉的作用下夹紧待测扭杆弹簧；

S4、将第一定位销插入第一定位孔、第二定位销插入第二定位孔；

S5、将圆柱销插入转接头侧面的销孔；

S6、转接头的方形孔用于与力矩扳手连接，力矩扳手扭转待测扭杆弹簧直至圆柱销碰到盖上的第一定位销或者第二定位销，记录转接头刻度线偏离盖上的角度，即为力矩扳手旋转角度，此时，力矩扳手测量的力矩即为测量结果。

优选地，所述第一定位销、第二定位销与圆柱销结构相同。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)、本发明的通过转接头将扭杆弹簧与力矩扳手转接旋转，并运用圆柱销，实现了检测。

(2)、本发明提出的扭杆弹簧需要进行力矩检测操作检测精度高。

(3)、本发明空心立柱设有观察窗，便于观察扭杆弹簧在检测过程中的状态。

附图说明

图1(a)为本发明实施例未安装第一压紧螺钉和第二压紧螺钉时的测量装置整体视图；

图1(b)为本发明实施例安装第一压紧螺钉和第二压紧螺钉时的测量装置整体视图；

图1(c)为本发明实施例图1(a)的A-A剖面图；；

图1(d)为本发明实施例图1(b)的C-C剖面图；

图1(e)为本发明实施例底板安装仰视图；

图1(f)为本发明实施例图1(e)的B-B剖面图；

图1(g)为本发明实施例图1(b)的D-D剖面图；

图1(h)为本发明实施例盖板俯视图；

图1(i)为本发明实施例图1(h)的E-E剖面图；

图2(a)为本发明实施例底座侧视图；

图2(b)为本发明实施例图2(a)的A-A剖面图；

图2(c)为本发明实施例底座俯视图；

图2(d)为本发明实施例图2(c)的B-B剖面图；

图3(a)为本发明实施例第一立板或第二立板的俯视图；

图3(b)为本发明实施例图3(a)的A-A剖面图；

图3(c)为本发明实施例第一立板和第二立板的拼接视图；

图3(d)为本发明实施例第一立板或第二立板侧视图；

图3(e)为本发明实施例图3(c)的B-B剖面图；

图3(f)为本发明实施例第一立板或第二立板俯视图。

图4(a)为本发明实施例的第一顶块、第二顶块侧视图；

图4(b)为本发明实施例的第一顶块、第二顶块豁口侧视图；

图4(c)为本发明实施例的第一顶块、第二顶块俯视图；

图4(d)为本发明实施例图4(b)的A-A剖面图；

图5(a)为本发明实施例盖板的侧视图；

图5(b)为本发明实施例盖板的俯视图；

图5(c)为本发明实施例图5(b)的B-B剖面图；

图5(d)为本发明实施例图5(b)的A-A剖面图；

图6(a)为本发明实施例转接件六方孔的俯视图；

图6(b)为本发明实施例转接件的剖面图；

图6(c)为本发明实施例转接件的第一侧视图；

图6(d)为本发明实施例转接件的第二侧视图；

图6(e)为本发明实施例转接件方形孔的俯视图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1：

下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述：

图1(a)～图1(i)是扭杆弹簧力矩检测装置结构示意图。该扭杆弹簧力矩测量装置包括底座1、空心立柱、第一顶块3-1、第二顶块3-2、盖4、转接头5、第一压紧螺钉6-1、第二压紧螺钉6-2、圆柱销7、内六角圆柱头螺钉8；

如图2(a)～图2(d)所示，底座1，为中部设有凹槽的方形板，凹槽相对的两侧各设有一个螺纹孔，凹槽底部设有六方通孔；

如图4(a)～图4(d)所示，第一顶块3-1、第二顶块3-2，为一侧带有一定角度的豁口，另一侧带有凹槽的立方体，第一顶块3-1、第二顶块3-2放置在底座的凹槽内，豁口相对，第一压紧螺钉6-1、第二压紧螺钉6-2分别从底座1两侧的螺纹孔穿过进入底座1内第一顶块3-1、第二顶块3-2的凹槽中，推动第一顶块3-1、第二顶块3-2相向运动；

空心立柱一端固定在底座1边框上，另一端与盖4固定连接；

如图5(a)～图5(d)所示，盖4为中间带有通孔的方形盖板，通孔周边带有从盖4中心向外辐射的角度线，其中，一条垂直于盖板边的刻度线为基准线，垂直于基准线的两侧对称布置了第一定位孔、第二定位孔，第一定位孔、第二定位孔用于分别插入第一定位销和第二定位销；

如图6(a)～图6(e)所示，转接头5为一端带有方形孔，用于连接力矩扳手，另一端为六方孔的圆柱体结构，用于连接待测扭杆弹簧，转接头5侧面还设有垂直于轴线方向的销孔，用于插入圆柱销7，方形孔端端面上设有与侧面销孔轴线对齐的刻度线，用于与盖上的基准线对齐。

如图3(a)～图3(f)优选地，所述空心立柱由第一立板2-1、第二立板2-2组成；第一立板2-1、第二立板2-2结构相同，均为截面为“L”型长条结构，第一立板2-1、第二立板2-2相对安装在底板上，拼接成截面为方形孔的空心立柱。第一立板2-1、第二立板2-2通过螺钉拼接在一起。

优选地，所述第一立板2-1、第二立板2-2与底座之间，第一立板2-1、第二立板2-2与盖4之间均通过六角圆柱头螺钉8固定连接。

优选地，所述第一立板2-1、第二立板2-2两侧壁板在中间位置形成各形成一矩形缺口，第一立板2-1、第二立板2-2相对拼接后形成中部镂空的空心立柱，便于观察扭杆弹簧在检测过程中的状态。

优选地，所述盖4上的刻度线、转接头5上的刻度线宽度不超过0.1cm。

优选地，所述一定角度为120度。

基于上述装置，本发明还提供了一种扭杆弹簧力矩测量方法，该方法包括如下步骤：

S1、将待测扭杆弹簧通过盖4中间通孔放进空心立柱中，使待测扭杆弹簧的一端端部位于底座的六方通孔中，另一端从盖4中间通孔伸出；

S2、将待测扭杆弹簧上端端部插入转接头5的六方孔内，调整待测扭杆弹簧的方位，使得转接头5上端面的刻度线对齐盖4上的基准线；

S3、旋进第一压紧螺钉6-1、第二压紧螺钉6-2，使得第一顶块3-1、第二顶块3-2在第一压紧螺钉6-1、第二压紧螺钉6-2的作用下夹紧待测扭杆弹簧；

S4、将第一定位销插入第一定位孔、第二定位销插入第二定位孔；

S5、将圆柱销7插入转接头5侧面的销孔；

S6、转接头5的方形孔用于与力矩扳手连接，力矩扳手扭转待测扭杆弹簧直至圆柱销7碰到盖4上的第一定位销或者第二定位销，记录转接头5刻度线偏离盖4上的角度，即为力矩扳手旋转角度，此时，力矩扳手测量的力矩即为力矩扳手旋转角度所对应的力矩，通过查看盖4上划好的刻度完成扭杆弹簧力矩测量工作。

实施例：

本发明某一具体实施例中，底座1为60mmX60mmX15mm的立方体，其中：2XM6-7H尺寸的孔用于与第一压紧螺钉6-1和第二压紧螺钉6-2连接，底部

的六方孔用于固定扭杆弹簧底部，4个Φ4.5尺寸用于内六角圆柱头螺钉8与第一立板2-1和第二立板2-2固定使用。

6XM4-7H尺寸用于与底座1通过内六角圆柱头螺钉8进行固定，及第一立板2-1和第二立板2-2间相互固定；250mmX20mm尺寸为观察槽，用于观察扭杆弹簧在检测过程中的状态。

第一顶块3-1和第二顶块3-2为10mmX10mmX12mm的立方体，其中：120°尺寸用于对扭杆弹簧进行夹紧限位工作；M6-7H、

尺寸用于与压紧螺钉6配备后对扭杆弹簧进行夹紧工作。

盖4为60mmX60mmX10mm的立方体，其中：4X4.5尺寸用于通过内六角圆柱头螺钉8与2个立板2固定使用；Φ20.5尺寸用于放入转接头5与扭杆弹簧进行连接，进行扭杆弹簧力矩测量工作；2XΦ2H7尺寸用于放入圆柱销7对力矩扳手进行旋转角度限位工作；上表面刻画的0.1mm的刻线用于观察力矩扳手旋转角度。

转接头5为Φ20X20mm的圆柱体，其中：

尺寸用于与扭杆弹簧连接；

用于与力矩扳手连接；Φ2H7尺寸用于放入圆柱销7与盖4上插入的2个定位柱对力矩扳手进行旋转角度限位工作；上表面刻画的0.1mm的刻线用于观察力矩扳手旋转角度。

第一压紧螺钉6-1和第二压紧螺钉6-2为标准件，用于与顶块3进行连接，通过旋转第一压紧螺钉6-1和第二压紧螺钉6-2对扭杆弹簧进行夹紧装配工作。

圆柱销7为标准件，用于转接头5上Φ2H7尺寸后互相配合对力矩扳手进行旋转角度限位工作。盖板上的第一定位柱和第二定位柱也可以用圆柱销7。

内六角圆柱头螺钉8为标准件，用于使底座1、第一立板2-1、第二立板2-2、盖4安装成型。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种扭杆弹簧力矩测量装置，其特征在于包括底座(1)、空心立柱、第一顶块(3-1)、第二顶块(3-2)、盖(4)、转接头(5)、第一压紧螺钉(6-1)、第二压紧螺钉(6-2)、圆柱销(7)、内六角圆柱头螺钉(8)；

底座(1)，为中部设有凹槽的方形板，凹槽相对的两侧各设有一个螺纹孔，凹槽底部设有六方通孔；

第一顶块(3-1)、第二顶块(3-2)，为一侧带有一定角度的豁口，另一侧带有凹槽的立方体，第一顶块(3-1)、第二顶块(3-2)放置在底座的凹槽内，豁口相对，第一压紧螺钉(6-1)、第二压紧螺钉(6-2)分别从底座(1)两侧的螺纹孔穿过进入底座(1)内第一顶块(3-1)、第二顶块(3-2)的凹槽中，推动第一顶块(3-1)、第二顶块(3-2)相向运动；

空心立柱一端固定在底座(1)边框上，另一端与盖(4)固定连接；

盖(4)为中间带有通孔的方形盖板，通孔周边带有从盖(4)中心向外辐射的角度线，其中，一条垂直于盖板边的刻度线为基准线，垂直于基准线的两侧对称布置了第一定位孔、第二定位孔，第一定位孔、第二定位孔用于分别插入第一定位销和第二定位销；

转接头(5)为一端带有方形孔，用于连接力矩扳手，另一端为六方孔的圆柱体结构，用于连接待测扭杆弹簧，转接头(5)侧面还设有垂直于轴线方向的销孔，用于插入圆柱销(7)。

2.根据权利要求1所述的一种扭杆弹簧力矩测量装置，其特征在于所述空心立柱由第一立板(2-1)、第二立板(2-2)组成；第一立板(2-1)、第二立板(2-2)结构相同，均为截面为“L”型长条结构，第一立板(2-1)、第二立板(2-2)相对安装在底板上，拼接成截面为方形孔的空心立柱。

3.根据权利要求1所述的一种扭杆弹簧力矩测量装置，其特征在于所述第一立板(2-1)、第二立板(2-2)与底座之间，第一立板(2-1)、第二立板(2-2)与盖(4)之间均通过六角圆柱头螺钉(8)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种扭杆弹簧力矩测量装置，其特征在于所述第一立板(2-1)、第二立板(2-2)两侧壁板在中间位置形成各形成一矩形缺口，第一立板(2-1)、第二立板(2-2)相对拼接后形成中部镂空的空心立柱，便于观察扭杆弹簧在检测过程中的状态。

5.根据权利要求1所述的一种扭杆弹簧力矩测量装置，其特征在于所述盖(4)上的刻度线、转接头(5)上的刻度线宽度不超过0.1cm。

6.根据权利要求1所述的一种扭杆弹簧力矩测量装置，其特征在于所述一定角度为120度。

7.根据权利要求1所述的一种扭杆弹簧力矩测量装置，其特征在于所述第一定位销、第二定位销与圆柱销(7)结构相同。

8.根据权利要求1所述的一种扭杆弹簧力矩测量装置，其特征在于转接件方形孔端端面上设有与侧面销孔轴线对齐的刻度线，用于与盖(4)上的基准线对齐。

9.基于权利要求1所述装置的一种扭杆弹簧力矩测量方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、将待测扭杆弹簧通过盖(4)中间通孔放进空心立柱中，使待测扭杆弹簧的一端端部位于底座的六方通孔中，另一端从盖(4)中间通孔伸出；

S2、将待测扭杆弹簧上端端部插入转接头(5)的六方孔内，调整待测扭杆弹簧的方位，使得转接头(5)上端面的刻度线对齐盖(4)上的基准线；

S3、旋进第一压紧螺钉(6-1)、第二压紧螺钉(6-2)，使得第一顶块(3-1)、第二顶块(3-2)在第一压紧螺钉(6-1)、第二压紧螺钉(6-2)的作用下夹紧待测扭杆弹簧；

S4、将第一定位销插入第一定位孔、第二定位销插入第二定位孔；

S5、将圆柱销(7)插入转接头(5)侧面的销孔；

S6、转接头(5)的方形孔用于与力矩扳手连接，力矩扳手扭转待测扭杆弹簧直至圆柱销(7)碰到盖(4)上的第一定位销或者第二定位销，记录转接头(5)刻度线偏离盖(4)上的角度，即为力矩扳手旋转角度，此时，力矩扳手测量的力矩即为测量结果。

10.根据权利要求9所述的一种扭杆弹簧力矩测量方法，其特征在于所述第一定位销、第二定位销与圆柱销(7)结构相同。

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