CN117330241A - 质量特性测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种质量特性测量装置，属于测量设备领域。该质量特性测量装置包括机座和竖向安装在机座上的扭杆组件，还包括转动设置在机座上且与扭杆组件传动连接的旋转盘、用于驱动扭杆组件及旋转盘转动的驱动机构，扭杆组件包括扭转杆，机座上还另外设置有止转机构，止转机构包括设置在扭转杆的下端的止转面、至少两个用于靠近止转面后与止转面止转配合的配合件以及用于驱动配合件靠近或远离止转面的止转驱动装置。本发明通过设置独立的止转机构，从而保证扭转杆的下端能够有效地保持稳定，防止因扭转杆的下端转动而影响测量的准确性。

Description

质量特性测量装置

技术领域

本发明属于测量设备技术领域，特别是涉及一种质量特性测量装置。

背景技术

产品的质量特性包括其质量、质心及转动惯量，是影响产品飞行稳定性的重要参数。产品的质量特性参数需要依靠专用的装置进行测量，以取得更高的测量精度。

例如申请公布号为CN109163845A、申请公布日为2019年1月8日的中国发明专利申请公开了一种基于刀口支撑的中心扭杆式物体质心与转动惯量测量机构。该中心扭杆式物体质心与转动惯量测量机构包括通过轴系基座竖直安装在测试台上兼具扭杆功能的旋转轴系，安装在旋转轴系顶部的旋转托盘；用于驱动旋转轴系转动的动力机构设置在测试台下方的机座腔体内，用于驱动旋转轴系转动的动力机构包括电机减速机、联轴器、被动齿轮、主动齿轮组成的齿轮副、电机机座Ⅰ；用于驱动旋转托盘摆动的机构采用由凸轮状拨杆和驱动挡块组成的拨动机构来实现，驱动挡块安装在旋转托盘底面上；凸轮状拨杆通过联轴器、电机减速机、电机机座Ⅱ安装在测试台上。

上述技术方案进行转动惯量测量时，由轴系电机减速机，通过被动齿轮、主动齿轮、组成的齿轮副约束旋转轴系的下端，拨动电机减速机通过凸轮状拨杆、挡块带动旋转托盘转动一个预设的初始角度，然后凸轮状拨杆、挡块脱开，旋转托盘由扭摆的轴系带动做圆周摆动，通过测量摆动周期进行转动惯量测量。

上述技术方案依靠轴系电机减速机自带的制动使旋转轴系的下端被固定，电机减速机通常采用抱闸式的制动结构，在旋转托盘做圆周摆动的过程中，旋转托盘的旋转方向改变时将会产生较大的冲击力，电机减速机的制动结构难以对旋转轴系进行有效的制动，容易影响转动惯量测量的准确性。并且电机减速机和旋转轴系之间通过齿轮副进行传动，因此旋转轴系的扭杆所受力为偏向力，由于扭杆具有较好的弹性，因此扭杆在偏向力的作用下容易弯曲，导致扭杆的稳定性不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种质量特性测量装置，以解决现有技术中使用电机减速机的制动结构固定旋转轴系的下端不够牢固而影响转动惯量测量准确性、以及电机减速机和旋转轴系之间通过齿轮副进行传动使旋转轴系的扭杆所受力为偏向力导致稳定性不足的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的质量特性测量装置的技术方案是：

质量特性测量装置，包括机座和竖向安装在机座上的扭杆组件，还包括转动设置在机座上且与扭杆组件传动连接的旋转盘、用于驱动扭杆组件及旋转盘转动的驱动机构，扭杆组件包括扭转杆，机座上还另外设置有止转机构，止转机构包括设置在扭转杆的下端的止转面、至少两个用于靠近止转面后与止转面止转配合的配合件以及用于驱动配合件靠近或远离止转面的止转驱动装置。

有益效果是：上述技术方案是对现有技术的进一步改进。上述技术方案利用配合件上止转配合面与止转块上止转面的止转配合，保证扭转杆下端部的有效固定，相较于现有技术中电机减速机中抱闸式的制动结构，上述技术方案能够防止扭转杆在往复的扭转作用下扭转杆的下端发生转动，保证了转动惯量测量的准确性。并且由于上述技术方案中配合件设置有至少两个，因此止转块所受力可相互平衡，避免止转块受到偏向作用力，保证止转块的稳定性。

作为进一步地改进，扭转杆包括主杆体和固定安装在主杆体下端的止转块，止转面设置在止转块上。

有益效果是：止转块方便加工出止转面，并且止转块能够有较大的尺寸，方便配合件靠近止转面后与止转面止转配合，避免配合件之间相互干涉。

作为进一步地改进，止转块与配合件中的一个上成型有至少一个止转凸起，另一个上成型有用于与止转凸起一一对应的止转凹槽，止转凸起的侧壁构成止转面，止转凹槽的内壁构成止转配合面。

有益效果是：止转凸起与止转凹槽的配合能够增强配合件对止转块的止转效果。

作为进一步地改进，止转凸起和止转凹槽的形状均为等腰梯形。

有益效果是：等腰梯形的止转凸起能够更方便地嵌入到止转凹槽内，止转块与配合件有角度偏差时，止转凸起与止转凹槽也能够相互嵌合。

作为进一步地改进，止转驱动装置包括止转座，止转座上设置有导轨以及与导轨导向配合的两个滑动座，配合件设有两个且分别固定安装在两个滑动座上，止转驱动装置还包括转动设置在止转座上的双向螺纹杆和用于驱动双向螺纹杆转动的止转电机，滑动座分别与双向螺纹杆上螺纹旋向相反的两段螺纹配合。

有益效果是：止转电机能够驱动双向螺纹杆转动，双向螺纹杆转动的过程中，两个滑动座将会同时相互靠近或者远离。两个滑动座相互靠近时，配合件与止转块实现止转配合；两个滑动座相互远离后，止转块被释放，扭转杆的下端能够自由转动。上述技术方案使用一个止转电机便能够同时控制两个配合件的运动，控制方便，并且滑动座与双向螺纹杆之间还能够形成自锁，保证该止转机构的可靠性。

作为进一步地改进，双向螺纹杆远离止转电机的一端设有手动旋转端，手动旋转端上成型有至少一个旋拧面。

有益效果是：手动旋拧段可以便于操作人员使用扳手等工具进行手动操作从而旋转双向螺纹杆，以便于应对止转电机故障等特殊情况。作为进一步地改进，所述扭杆组件还包括与机座转动配合的传动主轴，扭转杆与传动主轴的下端固定连接，传动主轴的上端与旋转盘止转连接，传动主轴的下端与驱动机构传动连接。

作为进一步地改进，所述扭杆组件还包括与机座转动配合的传动主轴，扭转杆与传动主轴的下端固定连接，传动主轴的上端与旋转盘止转连接，传动主轴的下端与驱动机构传动连接。

有益效果是：扭转杆具有较好的弹性，其扭转过程中，除了两端外其余的部分都将会发生形变，若直接将驱动机构设置在扭转杆的中部，则驱动机构会干扰扭转杆的正常扭转使测量结果不准确。上述技术方案利用传动主轴可以直接驱动扭转杆的上端或者旋转盘转动，还能够提高结构的紧凑性。

作为进一步地改进，驱动机构包括驱动安装座，驱动安装座上转动设置有通过传动带传动连接的主动带轮和减速带轮，驱动安装座上固定设置有与主动带轮传动连接的驱动电机，减速带轮与传动主轴传动连接。

有益效果是：传动带在传动的过程中，还能够吸收驱动电机的振动，保证防止驱动电机的振动对测量结果产生影响。

作为进一步地改进，减速带轮位于传动主轴的下方，减速带轮的中心贯穿设置有供扭转杆穿过的通过孔，减速带轮与传动主轴通过主轴联轴器连接。

有益效果是：上述技术方案中，减速带轮与传动主轴通过主轴联轴器连接后，可以使传动主轴的受力均匀，防止传动主轴在偏向力的作用下发生偏斜。另外为了保证扭转杆能够具有较大的扭转角度，需要使扭转杆保持足够的长度。上述技术方案能够利用减速带轮中心的通过孔来对扭转杆进行限位，保证扭转杆在发生扭转的过程中扭转杆整体均能够得到限位，避免扭转杆失稳弯曲。

作为进一步地改进，主轴联轴器包括联轴器盘，联轴器盘与减速带轮轴止转连接，联轴器盘与传动主轴中的一个上沿周向开设有至少一个传动孔，另一个上固定设置有至少一个与对应传动孔插接配合的传动棒销。

有益效果是：上述技术方案中，传动棒销可以传递扭力，传动棒销能够相对联轴器盘发生轴向的移动，以消除轴向的振动及轴向的装配误差。

附图说明

图1为本发明中质量特性测量装置实施例1的整体的结构示意图；

图2为本发明中质量特性测量装置实施例1的侧视图；

图3为本发明中质量特性测量装置实施例1的另一个角度的侧视图；

图4为本发明中质量特性测量装置实施例1的剖视图；

图5为本发明中质量特性测量装置实施例1的驱动机构的结构示意图；

图6为本发明中质量特性测量装置实施例1的止转机构的结构示意图；

图7为本发明中质量特性测量装置实施例1的止转块的结构示意图；

图8为本发明中质量特性测量装置实施例1的配合件的结构示意图；

图9为本发明中质量特性测量装置实施例1的配合件另一视角的结构示意图；

图10为本发明中质量特性测量装置实施例1的升降装置和称重装置的结构示意图；

图11为本发明中质量特性测量装置实施例1的定位柱销的结构示意图；

附图标记说明：

1、机座主体；2、主轴套筒；3、旋转盘；4、扭杆组件；41、传动主轴；42、扭转杆；5、止转机构；51、止转块；52、配合件；53、止转座；54、导轨；55、滑动座；56、双向螺纹杆；57、止转电机；6、驱动机构；61、驱动安装座；62、驱动带轮；63、减速带轮；64、驱动电机；65、联轴器盘；7、称重装置；71、称重传感器；72、传感器垫块；8、升降装置；81、螺旋升降机；82、承重升降座；83、定位轴套；84、导向柱；85、固定支撑座；9、称重底座；10、避让孔；11、减重孔；12、销孔；13、定位柱销；131、螺纹段；132、光杆段；133、连接段；134、限位环。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的质量特性测量装置的具体实施例1：

本实施例所提供的质量特性测量装置通过设置独立的止转机构，从而保证扭转杆的下端能够有效地保持稳定，防止因扭转杆的下端转动而影响测量的准确性。

参见附图1、附图2和附图3，该质量特性测量装置包括机座及设置在机座上的转动惯量测量单元和称重单元。

机座包括框架结构的机座主体1和竖向安装在机座主体1中部的主轴套筒2。

转动惯量测量单元包括旋转盘3、扭杆组件4、用于与扭杆组件4止转配合的止转机构5、用于驱动扭杆组件4转动的驱动机构6。

参见附图4，扭杆组件4包括传动主轴41、固定设置在传动主轴41下端的扭转杆42。传动主轴41通过上下两个轴承与主轴套筒2转动配合。旋转盘3的中心开设有用于套至传动主轴41上的开孔，传动主轴41与旋转盘3通过螺栓连接。

参见附图5，驱动机构6包括驱动安装座61，驱动安装座61固定安装在主轴套筒2的下端，驱动安装座61上转动设置有驱动带轮62和减速带轮63，驱动带轮62与减速带轮63之间传动设置有传动带。驱动安装座61上设置有与驱动带轮62传动连接的驱动电机64。减速带轮63具有减速带轮63轴，减速带轮63的中心沿其轴线贯穿设置有通过孔，扭转杆42穿设在通过孔内。

减速带轮63轴与传动主轴41之间通过主轴联轴器传动连接，主轴联轴器包括联轴器盘65，联轴器盘65的中心开设有用于套至减速带轮63轴上的开孔，减速带轮63轴与联轴器盘65之间通过键连接。联轴器盘65上沿其周向均匀开设有多个传动孔，传动主轴41的下端固定设置有多个传动棒销，传动棒销与对应的传动孔插接配合。利用驱动电机64可以控制主轴的旋转，从而实现旋转盘3整体旋转。

参见附图6，附图7、附图8和附图9，止转机构5包括设置在扭转杆42的下端的止转面、两个用于靠近止转面后与止转面止转配合的配合件52以及用于驱动配合件52靠近或远离止转面的止转驱动装置。本实施例中扭转杆42包括主杆体和设置在主杆体下端的止转块51。

止转块51的中心开设有用于套至扭转杆42下端的开孔，扭转杆42与止转块51通过键连接。止转块51相对的两侧对称成型有等腰梯形结构的止转凸起，两个配合件52分别位于止转块51的两侧，且配合件52面向止转块51的一侧成型有用于与止转块51上的止转凸起嵌合的止转凹槽，止转凹槽的形状与止转凸起的形状适配。本实施例中止转块51上的两个斜面均为止转面，止转凹槽的两侧壁均为止转配合面。

止转驱动装置包括止转座53，止转座53上设置有两个导轨54以及与两个导轨54均导向配合的两个滑动座55，两个配合件52分别固定安装在两个滑动座55上。止转驱动装置还包括转动设置在止转座53上的双向螺纹杆56和用于驱动双向螺纹杆56转动的止转电机57，止转电机57与双向螺纹杆56之间通过止转联轴器连接，滑动座55分别与双向螺纹杆56上螺纹旋向相反的两段螺纹配合。

参见附图10，称重单元包括沿旋转盘3周向均布的三个称重装置7，称重单元还包括与称重装置7对应布置的升降装置8以及设置在升降装置8下方的称重底座9，称重底座9便于将升降装置8安装在机座上。

升降装置8包括由电机驱动的螺旋升降机81和位于螺旋升降机81上方的承重升降座82，螺旋升降机81的升降杆与承重升降座82固定连接，承重升降座82与螺旋升降机81之间设置有导向机构。本实施例中，螺旋升降机81上固定设置有固定支撑座85，导向机构包括固定安装在承重升降座82上的两个导向柱84和固定安装在固定支撑座85上的两个定位轴套83，两个导向柱84分别穿设在两个定位轴套83内且与对应的定位轴套83导向配合。

称重装置7具有称重部，称重装置7包括称重传感器71，称重传感器71上固定设置有传感器垫块72，本实施例中传感器垫块72即为称重部。传感器垫块72包括柱状的垫块主体和位于垫块主体远离称重传感器71一端的垫块帽，垫块帽的直径大于垫块主体的直径。

旋转盘3上开设有三个供传感器垫块72穿过的避让孔10，旋转盘3上还设置有八个减重孔11，以减轻旋转盘3的整体重量。本实施例中，避让孔10与减重孔11有重合部分。

旋转盘3上开设有三个沿旋转盘3周向均布的销孔12，销孔12插接有定位柱销13，参见附图11，定位柱销13具有配合段和连接段133，连接段133用于插入销孔12内。连接段133与配合段之间设置有退刀槽和限位环134，限位环134的端面与盘体的顶面挡止配合，以便于将定位柱销13安装到位。

配合段包括螺纹段131和光杆段132，螺纹段131与光杆段132之间设置有退刀槽，其中光杆段132用于与待测物体的承托工装上的定位孔配合，以便于对待测物体的承托工装进行定位和沿轴向进行导向。

螺纹段131的直径小于光杆段132的直径，并且光杆段132靠近螺纹段131的一端设置有锥形导向部，以便于待测物体的承托工装套至光杆段132上。螺纹段131和连接段133分别位于定位柱销的两端且直径相等。

本发明所提供的质量特性测量装置的具体实施例2：

本实施例提供了扭转杆的另一结构，与实施例1的区别在于，本实施例中主杆体的下端不设置止转块，直接在主杆体上加工出两个相互平行的止转面，配合件上设置有与止转面配合的止转配合面。

本发明所提供的质量特性测量装置的具体实施例3：

本实施例提供了止转机构的另一结构，与实施例1的区别在于，本实施例中的止转块为矩形结构，止转块相对的两个侧面为止转面，配合件上成型有与止转面配合的止转配合面，当两个配合件相互靠拢后，止转配合面与对应的止转面抵接，从而起到止转的作用。

本发明所提供的质量特性测量装置的具体实施例4：

本实施例提供了止转机构的另一结构，与实施例1的区别在于，本实施例中止转凸起和止转凹槽的形状均为等腰三角形。

在其他实施例中，止转凸起和止转凹槽的形状还可以为半圆形、矩形等形状。

本发明所提供的质量特性测量装置的具体实施例5：

本实施例提供了止转机构的另一结构，与实施例1的区别在于，本实施例中止转驱动装置为两个液压缸，两个配合件分别固定安装在两个液压缸的活塞杆端。

本发明所提供的质量特性测量装置的具体实施例6：

本实施例提供了止转机构的另一结构，与实施例1的区别在于，本实施例中配合件设置有三个，止转块上成型有三个止转凸起，相邻两个止转凸起的夹角为120°。本实施例中止转驱动装置为三个液压缸，三个配合件分别固定安装在三个液压缸的活塞杆端。

本发明所提供的质量特性测量装置的具体实施例7：

本实施例提供了扭杆组件的另一结构，与实施例1的区别在于，本实施例中不设置传动主轴，扭转杆直接与主轴套筒转动配合，扭转杆的上端通过键连接有从动齿轮，从动齿轮位于旋转盘的下方。机座主体上固定设置有驱动电机，驱动电机的轴端固定设置有驱动齿轮，驱动齿轮与从动齿轮啮合。

本实施例中，同样地可以通过驱动电机驱使扭转杆和旋转盘转动。

在其他实施例中，从动齿轮还可以固定安装在旋转盘上。

本发明所提供的质量特性测量装置的具体实施例8：

本实施例提供了止转机构的另一结构，与实施例1的区别在于，本实施例中的双向螺纹杆上不设置手动旋转端。

本发明所提供的质量特性测量装置的具体实施例9：

本实施例提供了驱动机构的另一结构，与实施例1的区别在于，本实施例中驱动机构包括驱动安装座和固定在驱动安装座上的驱动电机，驱动电机的轴端固定安装有驱动齿轮，传动主轴的下端固定安装有与驱动齿轮啮合的从动齿轮。

本实施例中，通过驱动电机可驱使传动主轴、旋转盘以及扭转杆转动。

本发明所提供的质量特性测量装置的具体实施例10：

本实施例提供了驱动机构的另一结构，与实施例1的区别在于，本实施例中的减速带轮直接套设在传动主轴上并且与传动主轴通过键连接。

本发明所提供的质量特性测量装置的具体实施例11：

本实施例提供了驱动机构的另一结构，与实施例1的区别在于，本实施例中的减速带轮设置在传动主轴的旁侧，传动主轴与减速带轮之间通过齿轮副进行传动。

本发明所提供的质量特性测量装置的具体实施例12：

本实施例提供了驱动机构的另一结构，与实施例1的区别在于，本实施例中的主轴联轴器为万向联轴器。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (10)

1.质量特性测量装置，包括机座和竖向安装在机座上的扭杆组件，还包括转动设置在机座上且与扭杆组件传动连接的旋转盘、用于驱动扭杆组件及旋转盘转动的驱动机构，扭杆组件包括扭转杆，其特征是，机座上还另外设置有止转机构，止转机构包括设置在扭转杆的下端的止转面、至少两个用于靠近止转面后与止转面止转配合的配合件以及用于驱动配合件靠近或远离止转面的止转驱动装置。

2.根据权利要求1所述的质量特性测量装置，其特征是，扭转杆包括主杆体和固定安装在主杆体下端的止转块，止转面设置在止转块上。

3.根据权利要求2所述的质量特性测量装置，其特征是，止转块与配合件中的一个上成型有至少一个止转凸起，另一个上成型有用于与止转凸起一一对应的止转凹槽，止转凸起的侧壁构成止转面，止转凹槽的内壁构成止转配合面。

4.根据权利要求3所述的质量特性测量装置，其特征是，止转凸起和止转凹槽的形状均为等腰梯形。

5.根据权利要求1-4任一项所述的质量特性测量装置，其特征是，止转驱动装置包括止转座，止转座上设置有导轨以及与导轨导向配合的两个滑动座，配合件设有两个且分别固定安装在两个滑动座上，止转驱动装置还包括转动设置在止转座上的双向螺纹杆和用于驱动双向螺纹杆转动的止转电机，滑动座分别与双向螺纹杆上螺纹旋向相反的两段螺纹配合。

6.根据权利要求5所述的质量特性测量装置，其特征是，双向螺纹杆远离止转电机的一端设有手动旋转端，手动旋转端上成型有至少一个旋拧面。

7.根据权利要求1-4任一项所述的质量特性测量装置，其特征是，所述扭杆组件还包括与机座转动配合的传动主轴，扭转杆与传动主轴的下端固定连接，传动主轴的上端与旋转盘止转连接，传动主轴的下端与驱动机构传动连接。

8.根据权利要求7所述的质量特性测量装置，其特征是，驱动机构包括驱动安装座，驱动安装座上转动设置有通过传动带传动连接的主动带轮和减速带轮，驱动安装座上固定设置有与主动带轮传动连接的驱动电机，减速带轮与传动主轴传动连接。

9.根据权利要求8所述的质量特性测量装置，其特征是，减速带轮位于传动主轴的下方，减速带轮的中心贯穿设置有供扭转杆穿过的通过孔，减速带轮与传动主轴通过主轴联轴器连接。

10.根据权利要求9所述的质量特性测量装置，其特征是，主轴联轴器包括联轴器盘，联轴器盘与减速带轮轴止转连接，联轴器盘与传动主轴中的一个上沿周向开设有至少一个传动孔，另一个上固定设置有至少一个与对应传动孔插接配合的传动棒销。