CN117553954A - 一种摩擦力矩测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摩擦力矩测试装置，属于万向接头测试技术领域，解决了现有技术中不能有效测试万向接头摩擦力矩的问题。本发明包括基座、夹持单元、测量单元和控制箱，所述夹持单元、测量单元和控制箱均固定安装在基座上，所述夹持单元用于夹持待测试的万向接头，并且还用于调节万向接头的测试角度；所述测量单元与夹持单元相对设置，所述测量单元用于对万向接头进行摩擦力矩测试；所述控制箱内设有控制器，所述控制器与测量单元连接，用于控制测量单元对万向接头进行的摩擦力矩测试，并输出测试结果。本发明实现了对万向接头进行有效的摩擦力矩测试，其操作方便，提高了万向接头的生产制造效率。

Description

一种摩擦力矩测试装置

技术领域

本发明涉及万向接头测试技术领域，尤其涉及一种摩擦力矩测试装置。

背景技术

随着技术的发展，对精准传动要求越来越高；万向接头是一种高效的传动结构，对于具有精准传动要求的万向接头(其摩擦力矩小于4.5gf·cm)，目前缺少对其摩擦力矩的测试装置，从而不能有效的了解万向接头的精度，对高精度的万向接头的制造产生了制约。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种摩擦力矩测试装置，用以解决现有技术中不能有效测试万向接头摩擦力矩的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种摩擦力矩测试装置，用于测试万向接头的单个转轴的摩擦力矩，包括基座、测量单元和控制箱，所述测量单元和控制箱均固定安装在基座上，所述测量单元用于对万向接头进行摩擦力矩测试；所述控制箱内设有控制器，所述控制器与测量单元连接，用于控制测量单元对万向接头进行的摩擦力矩测试，并输出测试结果。

进一步地，所述测量单元包括第一测试机构和第二测试机构，所述第一测试机构用于测试万向接头正向转动时的摩擦力矩，所述第二测试机构用于测试万向接头负向转动时的摩擦力矩。

进一步地，所述第一测试机构和第二测试机构均与基座平行设置。

进一步地，所述第一测试机构和第二测试机构位于同一竖直平面内。

进一步地，所述测量单元还包括复位机构，所述复位机构用于使万向接头恢复测试角度。

进一步地，所述第一测试机构包括第一滑槽、第一驱动电机、第一减速器、第一丝杠、第一滑台、第一支撑杆和第一施力端柱。

进一步地，所述第二测试机构包括第二滑槽、第二驱动电机、第二减速器、第二丝杠、第二滑台、第二支撑杆和第二施力端柱。

8进一步地，所述复位机构包括第三滑槽、第三驱动电机、第三减速器、第三丝杠、第三滑台和复位杆。

进一步地，所述基座包括基座本体、平衡支脚和水平指示器。

进一步地，所述水平指示器至少设置一个。

本发明技术方案至少能够实现以下效果之一：

(1)本发明通过一种摩擦力矩测试装置，包括基座、夹持单元、测量单元和控制箱，所述夹持单元、测量单元和控制箱均固定安装在基座上，所述夹持单元用于夹持待测试的万向接头，并且还用于调节万向接头的测试角度；所述测量单元与夹持单元相对设置，所述测量单元用于对万向接头进行摩擦力矩测试；所述控制箱内设有控制器，所述控制器与测量单元连接，用于控制测量单元对万向接头进行的摩擦力矩测试，并输出测试结果；本发明实现了对万向接头进行有效的摩擦力矩测试，其操作方便，提高了万向接头的生产制造效率。

(2)本发明所述夹持单元包括机架和夹具，所述夹具包括夹持机构和归正定心机构，所述机架固定安装在基座本体上，所述夹持机构架设在机架上，并与机架转动连接，所述夹持机构用于夹持万向接头的外框；所述归正定心机构可拆卸的安装在万向接头的内部旋转部件上，用于使万向接头的内部旋转部件所在的平面与基座本体所在平面保持垂直。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例中万向接头的结构示意图；

图2为本发明实施例中测试装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中基座的结构示意图；

图4为本发明实施例中夹持单元的结构示意图；

图5为本发明实施例中夹持夹具的结构示意图；

图6为本发明实施例中定心夹具的结构示意图；

图7为本发明实施例中测量单元的结构示意图之一；

图8为本发明实施例中测量单元的结构示意图之二；

图9为本发明实施例中第一测试机构的结构示意图；

图10为本发明实施例中第二测试机构的结构示意图；

图11为本发明实施例中复位机构的结构示意图。

附图标记：

1-基座；11-基座本体；12-平衡支脚；13-水平指示器；2-夹持单元；21-机架；22-夹持机构；221-夹持框架；222-定位销柱；223-紧固旋钮；23-归正定心机构；231-归正定心夹具；2311-第一接触柱；2312-第二接触柱；2313-复位孔；232-配重块；24-角度调节机构；241-旋转盘；242-安装台；243-定位旋钮；3-测量单元；31-第一测试机构；311-第一滑槽；312-第一驱动电机；313-第一减速器；314-第一丝杠；315-第一滑台；316-第一支撑杆；317-第一施力端柱；318-第一导板；319-第一力矩检测传感器；32-第二测试机构；321-第二滑槽；322-第二驱动电机；323-第二减速器；324-第二丝杠；325-第二滑台；326-第二支撑杆；327-第二施力端柱；328-第二导板；329-第二力矩检测传感器；33-复位机构；331-第三滑槽；332-第三驱动电机；333-第三减速器；334-第三丝杠；335-第三滑台；336-复位杆；337-第三导板；34-安装架；35-安装座；4-控制箱；100-万向接头；101-外框；102-内部旋转件。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本发明的一个具体实施例，公开了一种摩擦力矩测试装置，用于测试万向接头100的摩擦力矩，如图1所示，所述万向接头100包括外框101和内部旋转件102，所述内部旋转件102设置在外框101内，并与外框101转动连接；如图2所示，所述测试装置包括基座1、夹持单元2、测量单元3和控制箱4，所述夹持单元2、测量单元3和控制箱4均固定安装在基座1上，所述夹持单元2与测量单元3水平方向相对设置，所述夹持单元2用于夹持待测试的万向接头100，并且还能调节万向接头100的测试角度，所述测量单元3用于对夹持单元2夹持的万向接头100进行摩擦力矩测试，所述控制箱4内设有控制器，所述控制器与测量单元3连接，用于控制测量单元3对万向接头100进行摩擦力矩测试；所述测试装置通过设置夹持单元2和测量单元3实现了在不同测试角度下对万向接头100进行摩擦力矩测试，其结构简单，操作方便，提高了测试效率及测试精度高，进而提高了万向接头100的生产制造效率。

优选地，如图3所示，所述基座1包括基座本体11和多个平衡支脚12，多个所述平衡支脚12固定安装在基座本体11下表面上，通过调整平衡支脚12使基座本体11所在平面始终保持与地平面平行，从而提高所述测试装置对万向接头100摩擦力矩的测试精度，同时，多个所述平衡支脚12与地面接触，还可以提高基座本体11支撑的稳定性，进而提高所述测试装置运行的稳定性，提高测试精度。

优选地，所述基座1还包括水平指示器13，所述水平指示器13固定安装在基座本体11的上表面，用于显示基座本体11所在平面与地面的平行程度，从而可以提高调节基座本体11所在平面与地面平行的效率，同时还可以提高调节基座本体11所在平面与地面平行的精度，进而提高所述测试装置对万向接头100摩擦力矩的测试效率和测试精度；所述水平指示器13设置两个，并且位于基座本体11的对角处，能够进一步提高调节基座本体11所在平面与地面平行的精度，进而进一步提高所述测试装置对万向接头100摩擦力矩的测试效率和测试精度。

优选地，如图4所示，所述夹持单元2包括机架21和夹具，所述夹具包括夹持机构22和归正定心机构23，所述机架21固定安装在基座本体11上，所述夹持机构22架设在机架21上，并与机架21转动连接，所述夹持机构22用于夹持万向接头100的外框101，将万向接头100与所述测试装置连接；所述归正定心机构23可拆卸的安装在万向接头100的内部旋转件102上，在其自身重力的作用下用于使万向接头100的内部旋转件102所在平面与基座本体11所在平面保持垂直。

优选地，如图5所示，所述夹持机构22包括夹持框架221、定位销柱222和紧固旋钮223，所述夹持框架221包括横梁和竖梁(与基座本体11所在平面平行的为横梁，其他为竖梁)，所述竖梁分别通过销轴与机架21转动连接；所述定位销柱222安装在夹持框架221的其中一个横梁上，能够与万向接头100的外框101上的定位孔配合，对万向接头100进行定位，使万向接头100中的内部旋转件102的旋转轴线和夹持框架221的旋转轴线共线，且使万向接头100的外框101所在平面与夹持框架221所在平面保持平行；本实施例中优选万向接头100的外框101所在平面与夹持框架221所在平面共面；所述紧固旋钮223与夹持框架221的另一个横梁转动连接，通过旋钮紧固旋钮223可以顶紧万向接头100的外框101，从而将万向接头100固定安装在夹持框架221上，并可以使万向接头100的外框101能够随夹持框架221同步旋转。

优选地，如图6所述，所述归正定心机构23包括归正定心夹具231，所述归正定心夹具231一端的端面上设有第一接触柱2311、第二接触柱2312和复位孔2313，所述第一接触柱2311和第二接触柱2312位于同一竖直平面上，并且第一接触柱2311和第二接触柱2312分布在夹持框架221的旋转轴线两侧，所述第一接触柱2311和第二接触柱2312用于接受测量单元3施加的推动力，从而推动万向接头100的内部旋转件102相对外框101转动；所述第一接触柱2311所在的轴线至夹持框架221的旋转轴线的距离与第二接触柱2312所在的轴线至夹持框架221的旋转轴线的距离相等，可以提高所述测试装置在万向接头100的摩擦力矩时受力的一致性，进而提高所述测试装置测试万向接头100的摩擦力矩的精度；所述复位孔2313与测量单元3中的测量单元3中的复位机构33的复位杆336对应，并且与复位机构33配合，能够对万向接头100中的内部旋转件102进行快速复位，使内部旋转件102所在平面始终保持与基座本体11所在平面的垂直，即使内部旋转件102快速恢复至测试角度下的初始位置，从而提高所述测试装置在不同测试角度下对万向接头100的摩擦力矩测试时保持施力的一致性，进而提高所述测试装置测试万向接头100摩擦力矩的测试效率和测试精度。

优选地，所述归正定心机构23还包括配重块232，所述配重块232可拆卸的安装在归正定心夹具231另一端的端面上，用于对万向接头100的内部旋转件102进行平衡配重，在配重块232的重力作用下，能够使万向接头100的内部旋转件102所在平面自动保持与基座本体11所在平面的垂直。

优选地，所述夹持单元2还包括角度调节机构24，所述角度调节机构24可转动的安装在机架21上，并与夹持机构22中的夹持框架221旋转轴固定连接，通过旋转角度调节机构24可以调整夹持框架221所在平面与基座本体11所在平面的角度，从而使万向接头100的内部旋转件102所在平面与外框101所在平面处于不同的测试角度，进而实现对万向接头100进行不同测试角度下的摩擦力矩测试，进而提高所述测试装置对万向接头100摩擦力矩测试的全面性。

优选地，所述角度调节机构24包括旋转盘241、安装台242和定位旋钮243，所述旋转盘241与机架21转动连接，并且与夹持框架221通过旋转轴固定连接；所述安装台242安装在机架21上，与旋转盘241对应设置；所述定位旋钮243与安装台242转动连接，并沿旋转盘241的径向设置，旋转旋转盘241可以调节夹持框架221所在平面与基座本体11所在平面的夹角，旋钮定位旋钮243顶紧旋转盘241可以使其相对机架21固定，进而可以使夹持框架221所在平面与基座本体11所在平面保持不同夹角，进而在归正定心机构23的重力作用下使万向接头100的内部旋转件102所在平面与外框101所在平面能够保持不同的测试角度，进而实现对万向接头100进行不同测试角度下的摩擦力矩测试，进而提高所述测试装置对万向接头100摩擦力矩测试的全面性。

优选地，所述旋转盘241的边缘处设有角度刻度线，所述定位旋钮243还与角度刻度线配合，可以显示当前夹持框架221所在平面与基座本体11所在平面的夹角角度，即显示当前万向接头100的内部旋转件102所在平面与外框101所在平面的测试角度值，从而提高了在不同角度下测试万向接头100摩擦力矩的准确性。

优选地，如图7和图8所示，所述测量单元3包括第一测试机构31、第二测试机构32、复位机构33、安装架34和安装座35，所述安装架34和安装座35均固定安装在基座本体11的上表面，且安装座35位于安装架34内，所述第一测试机构31固定安装在安装架34的顶壁内侧，并与夹持在万向接头100上的归正定心机构23中的第一接触柱2311在水平方向上相对设置，所述第一测试机构31用于测试万向接头100正向转动时(以万向接头100中的内部旋转件102顺时针旋转为正向)的摩擦力矩；所述第二测试机构32固定安装在安装座35上，并与第一测试机构31位于同一竖直平面内，且在该平面内与第一测试机构31平行对应设置；所述第二测试机构32与夹持在万向接头100上的归正定心机构23中的第二接触柱2312在水平方向上相对设置，即第一测试机构31和第二测试机构32之间的距离等于第一接触柱2311和第二接触柱2312之间的距离，所述第二测试机构32用于测试万向接头100负向转动时(以万向接头100中的内部旋转件102逆时针旋转为负向)的摩擦力矩；所述复位机构33固定安装在安装架34的其中一个侧壁的内侧，并与夹持在万向接头100上的归正定心机构23中的复位孔2313在水平方向上相对设置，用于对万向接头100中的内部旋转件102进行快速复位，使万向接头100中的内部旋转件102所在平面保持与基座本体11所在平面的垂直，即使万向接头100的内部旋转件102快速恢复至测试角度下的初始位置，从而提高所述测试装置在不同测试角度下对万向接头100的摩擦力矩测试时保持施力的一致性，进而提高所述测试装置测试万向接头100摩擦力矩的测试效率和测试精度。

优选地，如图9所示，所述第一测试机构31包括第一滑槽311、第一驱动电机312、第一减速器313、第一丝杠314、第一滑台315、第一支撑杆316和第一施力端柱317，所述第一滑槽311固定安装在安装架34的顶壁内侧，并与基座本体11所在平面平行，且向归正定心机构23的方向延伸设置；所述第一驱动电机312、第一减速器313和第一丝杠314依次连接，所述第一丝杠314架设在第一滑槽311内，并与第一滑槽311转动连接；所述第一滑台315可滑动的安装在第一滑槽311内，并套设在第一丝杠314上，与第一丝杠314螺纹连接；所述第一支撑杆316一端与第一滑台315固定连接，另一端与第一施力端柱317固定连接，所述第一施力端柱317的轴线与夹持在万向接头100上的归正定心机构23中的第一接触柱2311的轴线共线，所述第一驱动电机312通过第一减速器313带动第一丝杠314转动，从而驱动第一滑台315带动第一施力端柱317沿第一滑槽311向归正定心机构23靠近或远离的方向移动，当第一驱动电机312驱动第一施力端柱317向归正定心机构23靠近时，所述第一施力端柱317推动归正定心机构23中的第一接触柱2311驱动万向接头100的内部旋转件102在测试角度下正向转动，从而测试万向接头100正向转动的摩擦力矩。

优选地，所述第一测试机构31还包括第一导板318，所述第一导板318扣合在第一滑槽311上，可以防止异物进入第一滑槽311内，避免影响对万向接头100的摩擦力矩的测试精度，同时还可以引导第一滑台315的滑动方向，使第一施力端柱317能沿第一导板318向归正定心机构23的靠近或远离的方向移动。

优选地，所述第一测试机构31还包括第一力矩检测传感器319，所述第一力矩检测传感器319安装在第一施力端柱317上，所述第一力矩检测传感器319用于检测第一施力端柱317推动万向接头100的内部旋转件102在测试角度下正向转动时的力矩，并将该检测到的结果传输给控制器，通过控制器计算后，输出该测试角度下万向接头100的摩擦力矩。

优选地，如图10所示，所述第二测试机构32包括第二滑槽321、第二驱动电机322、第二减速器323、第二丝杠324、第二滑台325、第二支撑杆326和第二施力端柱327，所述第二滑槽321固定安装在安装座35上，并与第一测试机构31中的第一滑槽311平行，且向归正定心机构23的方向延伸设置；所述第二驱动电机322、第二减速器323和第二丝杠324依次连接，所述第二丝杠324架设在第二滑槽321内，并与第二滑槽321转动连接；所述第二滑台325可滑动的安装在第二滑槽321内，并套设在第二丝杠324上，与第二丝杠324螺纹连接；所述第二支撑杆326一端与第二滑台325固定连接，另一端与第二施力端柱327固定连接，所述第二施力端柱327的轴线与夹持在万向接头100上的归正定心机构23中的第二接触柱2312的轴线共线，所述第二驱动电机322通过第二减速器323带动第二丝杠324转动，从而驱动第二滑台325带动第二施力端柱327沿第二滑槽321向归正定心机构23靠近或远离的方向移动，当第二驱动电机322驱动第二施力端柱327向归正定心机构23靠近时，所述第二施力端柱327推动归正定心机构23中的第二接触柱2312驱动万向接头100的内部旋转件102在测试角度下负向转动，从而测试万向接头100负向转动的摩擦力矩。

优选地，所述第二测试机构32还包括第二导板328，所述第二导板328扣合在第二滑槽321上，可以防止异物进入第二滑槽321内，避免影响对万向接头100的摩擦力矩的测试精度，同时还可以引导第二滑台325的滑动方向，使第二施力端柱327能沿第二导板328向夹持单元2的靠近或远离的方向移动。

优选地，所述第二测试机构32还包括第二力矩检测传感器329，所述第二力矩检测传感器329安装在第二施力端柱327上，所述第二力矩检测传感器329用于检测第二施力端柱327推动万向接头100的内部旋转件102在测试角度下正向转动时的力矩，并将该检测到的结果传输给控制器，通过控制器计算后，输出该测试角度下万向接头100的摩擦力矩。

优选地，如图11所示，所述复位机构33包括第三滑槽331、第三驱动电机332、第三减速器333、第三丝杠334、第三滑台335和复位杆336，所述第三滑槽331固定安装在安装架34的其中一个侧壁的内侧，并与第一测试机构31中的第一滑槽311平行，且向归正定心机构23的方向延伸设置；所述第三驱动电机332、第三减速器333和第三丝杠334依次连接，所述第三丝杠334架设在第三滑槽331内，并与第三滑槽331转动连接；所述第三滑台335可滑动的安装在第三滑槽331内，并套设在第三丝杠334上，与第三丝杠334螺纹连接；所述复位杆336一端与第三滑台335固定连接，另一端与夹持在万向接头100上的归正定心机构23中的复位孔2313同轴设置，并且可以插入复位孔2313中；所述第三驱动电机332通过第三减速器333带动第三丝杠334转动，从而驱动第三滑槽331带动复位杆336沿第三滑槽331向归正定心机构23靠近或远离的方向移动，当第三驱动电机332驱动复位杆336向归正定心机构23靠近时，所述复位杆336插入归正定心机构23中的复位孔2313内，对万向接头100中的内部旋转件102进行快速复位，使万向接头100中的内部旋转件102所在平面始终保持与基座本体11所在平面的垂直，即使万向接头100的内部旋转件102所在平面与外框101所在平面保持测试角度，从而提高第一测试机构31和第二测试机构32在不同测试角度下对万向接头100的摩擦力矩测试时保持施力的一致性，同时还可以消除所述测试装置的内摩擦力矩和重力因素对于万向接头100的摩擦力矩测试结果的干扰误差，进而提高所述测试装置测试万向接头100摩擦力矩的测试精度。

所述复位机构33还包括第三导板337，所述第三导板337扣合在第三滑槽331上，可以防止异物进入第三滑槽331内，避免影响对万向接头100的摩擦力矩的测试精度，同时还可以引导第三滑台335的滑动方向，使复位杆336能沿第三导板337向归正定心机构23的靠近或远离的方向移动。

优选地，所述第一驱动电机312、第二驱动电机322和第三驱动电机332均采用步进电机；所述第一驱动电机312、第二驱动电机322和第三驱动电机332均与控制器连接，通过控制器可以控制第一驱动电机312、第二驱动电机322和第三驱动电机332的启停。

优选地，所述第一施力端柱317和第一接触柱2311相对的端面上以及第二施力端柱327与第二接触柱2312相对的端面上均设有磁块，两个相对的磁块的相对面磁极相同，从而可以避免所述测试装置对万向接头100进行摩擦力矩测试时第一施力端柱317直接与第一接触柱2311接触以及第二施力端柱327直接与第二接触柱2312接触，可以防止第一施力端柱317、第一接触柱2311、第二施力端柱327和第二接触柱2312磨损，从而延长所述测试装置的使用寿命。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摩擦力矩测试装置，其特征在于，用于测试万向接头(100)的单个转轴的摩擦力矩，包括基座(1)、测量单元(3)和控制箱(4)，所述测量单元(3)和控制箱(4)均固定安装在基座(1)上，所述测量单元(3)用于对万向接头(100)进行摩擦力矩测试；所述控制箱(4)内设有控制器，所述控制器与测量单元(3)连接，用于控制测量单元(3)对万向接头(100)进行的摩擦力矩测试，并输出测试结果。

2.根据权利要求1所述的一种摩擦力矩测试装置，其特征在于，所述测量单元(3)包括第一测试机构(31)和第二测试机构(32)，所述第一测试机构(31)用于测试万向接头(100)正向转动时的摩擦力矩，所述第二测试机构(32)用于测试万向接头(100)负向转动时的摩擦力矩。

3.根据权利要求2所述的一种摩擦力矩测试装置，其特征在于，所述第一测试机构(31)和第二测试机构(32)均与基座(1)平行设置。

4.根据权利要求3所述的一种摩擦力矩测试装置，其特征在于，所述第一测试机构(31)和第二测试机构(32)位于同一竖直平面内。

5.根据权利要求4所述的一种摩擦力矩测试装置，其特征在于，所述测量单元(3)还包括复位机构(33)，所述复位机构(33)用于使万向接头(100)恢复测试角度。

6.根据权利要求5所述的一种摩擦力矩测试装置，其特征在于，所述第一测试机构(31)包括第一滑槽(311)、第一驱动电机(312)、第一减速器(313)、第一丝杠(314)、第一滑台(315)、第一支撑杆(316)和第一施力端柱(317)。

7.根据权利要求5所述的一种摩擦力矩测试装置，其特征在于，所述第二测试机构(32)包括第二滑槽(321)、第二驱动电机(322)、第二减速器(323)、第二丝杠(324)、第二滑台(325)、第二支撑杆(326)和第二施力端柱(327)。

8.根据权利要求5所述的一种摩擦力矩测试装置，其特征在于，所述复位机构(33)包括第三滑槽(331)、第三驱动电机(332)、第三减速器(333)、第三丝杠(334)、第三滑台(335)和复位杆(336)。

9.根据权利要求1所述的一种摩擦力矩测试装置，其特征在于，所述基座(1)包括基座本体(11)、平衡支脚(12)和水平指示器(13)。

10.根据权利要求9所述的一种摩擦力矩测试装置，其特征在于，所述水平指示器(13)至少设置一个。