CN202110035U - 一种转动惯量调节装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种转动惯量调节装置，包括主轴、关节臂结构体和电动机；所述关节臂结构体包括至少一组关节臂，所述一组关节臂包括首位铰接的第一关节臂和第二关节臂；所述第一关节臂的首部与所述主轴连接并相对于所述主轴的轴向位置固定，尾部与第二关节臂的首部铰接，所述第二关节臂的尾部与沿主轴轴向运动的运动块相连，所述运动块与所述电动机相连，所述电动机控制所述运动块在所述主轴上的位置。通过电动机对主轴的控制来实现对转动惯量的实时、精确的调节，避免了人工操作中存在的人为误差，提高了转动惯量的模拟真实性以及对转动惯量的调节效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械控制，具体涉及一种转动惯量的调节装置。
背景技术
转动惯量又称惯性距，可说是一个物体对于旋转运动的惯性，通常以I表示，即I＝mr2，其中m表示质量，r表示质点和转轴的垂直距离。转动惯量是刚体转动时惯性的量度，其量值取决于物体的形状、质量分布以及转轴的的位置，因此，在现有技术中对于转动惯量的模拟测试具有一定的复杂性，而在科学实验、工程技术、航天、电力、机械等工业领域转动惯量是一个非常重要的参数，在发动机叶片、电动机转轴、飞轮、陀螺以及人造卫星的外形设计上，对于转动惯量的精确测量都是不可避免的工作。
在对现有技术的研究和实践过程中，本实用新型的发明人发现，目前对于转动惯量的模拟测试都采用手动调节装置，因此有些装置在每次变换转动惯量的模拟参数值时均需要将旋转设备停止，然后调节该装置的转动惯量参数，还有一些装置能够在设备旋转时进行转动惯量的参数调节，但是由于是手动操作，因此在控制的准确度及实时性方面均达不到精确的要求。
发明内容
为了能够解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种能够实现精确模拟并实时调节转动惯量的装置，本实用新型提供的一种转动惯量调节装置，包括主轴、关节臂结构体，和电动机；所述关节臂结构体包括至少一组关节臂，所述一组关节臂包括首位铰接的第一关节臂和第二关节臂；所述第一关节臂的首部与所述主轴连接并相对于所述主轴的轴向位置固定，尾部与第二关节臂的首部铰接，所述第二关节臂的尾部与沿主轴轴向运动的运动块相连，所述运动块与所述电动机相连，所述电动机控制所述运动块在所述主轴上的位置。
作为一种改进方式，所述的关节臂结构体由两组相对于主轴对称的关节臂组成。
作为一种改进方式，所述的关节臂结构体由三组或三组以上的关节臂组成。
作为另一种改进方式，所述主轴上设置有相对于主轴轴向位置固定的固定体，所述固定体与第一关节臂的首部铰接。
作为一种改进方式，所述固定体为固定环，所述固定环固定环套在主轴上。
作为另一种改进方式，在所述第一关节臂和所述第二关节臂铰接处形成有质量体。
作为另一种改进方式，所述第一关节臂和第二关节臂的直径由两端向铰接处逐渐增大。
作为另一种改进方式，在所述第一关节臂和所述第二关节臂铰接处有质量体。
作为另一种改进方式，所述的主轴为一丝杠，所述的环形体为一内壁具有与丝杠嵌套的螺纹环体。
作为另一种改进方式，所述的电动机为伺服电机或步进电机。
本实用新型采用伺服电机对转动惯量装置的主轴进行控制，实现了对转动惯量的实时调节，利用两组或者多组的关节臂结构体，能够实现对转动惯量的精确模拟，克服了手动操作中存在的问题，在对转动惯量的模拟测试过程中，简化了控制难度，提高对转动惯量的真实模拟性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例一提供的一种转动惯量调节装置的结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方 案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一、本实施例提供的一种转动惯量调节装置，如图1所示，包括主轴1、关节臂结构体2，和电动机5；所述关节臂结构体2包括至少一组关节臂，所述一组关节臂包括首位铰接的第一关节臂21和第二关节臂22；所述第一关节臂的首部与所述主轴1连接并相对于所述主轴1的轴向位置固定，尾部与第二关节臂22的首部铰接，所述第二关节臂的尾部与沿主轴轴向运动的运动块4相连，所述运动块4与所述电动机5相连，所述电动机5控制所述运动块4在所述主轴1上的位置。
本实施例中所使用的电动机为伺服电机，对于伺服电机的控制系统采用通用计算机系统，在使用时，控制系统首先得到一组转动惯量的控制信号，该控制信号经过处理后发给驱动器，驱动器控制伺服电机转动实现惯量的调节，当然本实施例中的控制系统也可以采用专用计算机系统。作为另一种控制方式，本实用新型实施例中的电动机还可以选择步进电机，并采用上述相同的控制系统进行控制，此处不再赘述。为了更好的实现转动惯量的调节，还可以在伺服电机的输出轴一端或者在主轴上安装用于检测转动系数的传感器装置。
本实施例中的关节臂结构体2由两组相对于主轴1对称的关节臂组成，当转动惯量较小时，也可以只采用一组关节臂，当转动惯量较大时或者需要模拟的刚体不规则时，关节臂结构体也可以由三组或三组以上的关节臂组成。关节臂结构体2的第一关节臂21和第二关节臂22之间采用活动式连接，本实施例采用铰链连接作为其较佳的连接方式，这样第一关节臂21和第二关节臂22便可以完全展开成180°，也可以完全折叠成0°，使得转动惯量的调节范围大大增加。本实施例中在主轴1上设置有相对于主轴1轴向位置固定的固定体3，所述固定体3与第一关节臂21的首部铰接。所述固定体3为一种固定环，并固定环套在主轴1上，选择固定环的优点在于能够减小固定环所占的空间，并且能够将固定体集成在主轴上，保证关节臂结构体以主轴为轴心转动。可以理解的是，只要能够保证关节臂结构体以主轴为轴心转动，便不限制固定体的安装方式。为了 更好的控制运动块的移动，本实施例中的运动块4为可沿主轴运动的环形体，该环形体套于主轴上，本实施例中的主轴为一丝杠，与之相配的环形体为一内壁具有与丝杠嵌套的螺纹环体，这样，当电动机5控制主轴1转动的时候便实现了对运动块4的控制，从而改变关节臂结构体2的第一关节臂21和第二关节臂22的夹角，完成对转动惯量的调节。
本实施例中通过伺服电机控制主轴，实现对关节臂结构体的第一关节臂和第二关节臂的展开度的控制，从而实现对转动惯量的调节，利用计算机系统对伺服电机的精准控制，完成对转动惯量的精确实时调节，避免了手动操作带来的不方便，提供了调节效率。在关节臂结构体中采用多组关节臂组合的方式，达到了转动惯量复杂模拟的实现，提高了转动惯量的模拟真实性。
实施例二、本实施例中转动惯量调节装置的第一关节臂和第二关节臂的直径由两端向铰接处逐渐增大，即第一关节臂和第二关节臂并非采用直径均匀的杆臂，这样在靠近第一关节臂和第二关节臂的铰接处便会获得更大的质量，从而能够增加转动惯量的调节范围。为了进一步增加第一关节臂和第二关节臂在铰接处的质量以进一步增加转动惯量的调节范围，本实施例在第一关节臂和第二关节臂铰接处形成有质量体，为了体现最佳效果，所述质量体可以是密度较大的材料，所述质量体可以通过安装配合质量块在铰链上形成，或者直接将铰链加工成加重式的铰链球，增加铰链处的质量从而增加转动惯量调节装置的转动惯量调节范围。
为了便于说明，仅示出了与实用新型实施例相关的部分，该终端设备可以是手机或数据卡或类似的终端，其包含的功能模块/单元可以是硬件模块/单元、软件模块/单元或软硬件相结合的模块/单元。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：只读存储器(Read-0nly Memory，ROM)、随机存取器(Random AccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，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实用新型的限制。
Claims (10)
1.一种转动惯量调节装置，其特征在于，包括主轴、关节臂结构体，和电动机；所述关节臂结构体包括至少一组关节臂，所述一组关节臂包括首位铰接的第一关节臂和第二关节臂；所述第一关节臂的首部与所述主轴连接并相对于所述主轴的轴向位置固定，尾部与第二关节臂的首部铰接，所述第二关节臂的尾部与沿主轴轴向运动的运动块相连，所述运动块与所述电动机相连，所述电动机控制所述运动块在所述主轴上的位置。
2.如权利要求1所述的转动惯量调节装置，其特征在于，所述的关节臂结构体由两组相对于主轴对称的关节臂组成。
3.如权利要求1所述的转动惯量调节装置，其特征在于，所述的关节臂结构体由三组或三组以上的关节臂组成。
4.如权利要求1所述的转动惯量调节装置，其特征在于，所述主轴上设置有相对于主轴轴向位置固定的固定体，所述固定体与第一关节臂的首部铰接。
5.如权利要求4所述的转动惯量调节装置，其特征在于，所述固定体为固定环，所述固定环固定环套在主轴上。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的转动惯量调节装置，其特征在于，所述第一关节臂和第二关节臂的直径由两端向铰接处逐渐增大。
7.如权利要求1-5中任意一项所述的转动惯量调节装置，其特征在于，在所述第一关节臂和所述第二关节臂铰接处有质量体。
8.如权利要求1至5任意一项所述的转动惯量调节装置，其特征在于，所述运动块为一可沿主轴运动的环形体，所述环形体套于主轴上。
9.如权利要求8所述的转动惯量调节装置，其特征在于，所述的主轴为一丝杠，所述的环形体为一内壁具有与丝杠嵌套的螺纹环体。
10.如权利要求9所述的转动惯量调节装置，其特征在于，所述的电动机为伺服电机或步进电机。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201120176448 CN202110035U (zh) | 2011-05-27 | 2011-05-27 | 一种转动惯量调节装置 |
| PCT/CN2012/076107 WO2012163253A1 (zh) | 2011-05-27 | 2012-05-25 | 负载模拟测试设备、测试方法、控制装置及转动惯量调节装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201120176448 CN202110035U (zh) | 2011-05-27 | 2011-05-27 | 一种转动惯量调节装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202110035U true CN202110035U (zh) | 2012-01-11 |
Family
ID=45435478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201120176448 Expired - Lifetime CN202110035U (zh) | 2011-05-27 | 2011-05-27 | 一种转动惯量调节装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202110035U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103674426A (zh) * | 2013-11-26 | 2014-03-26 | 西北工业大学 | 一种无级可调的转动惯量模拟装置 |
-
2011
- 2011-05-27 CN CN 201120176448 patent/CN202110035U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103674426A (zh) * | 2013-11-26 | 2014-03-26 | 西北工业大学 | 一种无级可调的转动惯量模拟装置 |
| CN103674426B (zh) * | 2013-11-26 | 2015-12-30 | 西北工业大学 | 一种无级可调的转动惯量模拟装置 |
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| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20120111 |