CN202329937U - 物体转动惯量测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及机器或结构部件的静态平衡的测试装置，进一步涉及物体转动惯量的测定。本实用新型提供了一种操作简便的物体转动惯量测量装置。装置包括：水平悬空放置的平板；位于平板上的3根吊索；与吊索另一端项连接的水平支架；位于每根吊索上的拉力传感器；位于平板边缘的微小豁口；光电传感器；与光电信号传感器相连的光电信号读取装置。本实用新型原理简单，易于控制，便于操作，适用大多数复杂的动力设备。
Description
技术领域
本发明涉及机器或结构部件的静态平衡的测试装置，进一步涉及物体转动惯量的测定。
背景技术
物体转动惯量是机械设计中的一个重要物理参量，特别是对于复杂、不规则形状的物体，其质心位置是很难依靠观察来获得，必须借助测试手段，现有技术中测量转动惯量通常采用的方法是：(1)给物体施加一定扭矩，然后测量其角加速度，通过动量距定理推算出转动惯量；(2)采用悬线摆法，通过测量它的扭振周期来计算转动惯量；(3)通过单摆法测量转动惯量。这些方法实现复杂，误差较大，并且侧重于测量质量小于500kg的物体，因此，急需一种简便的物体质心测量装置。
发明内容
本发明提供了一种操作简便的物体转动惯量测量装置和方法。对于质量超过500kg，外形尺寸超过1.5m的大型动力设备有更加明显的优势。
本发明所采用的技术方案如下：
物体转动惯量测量装置，包括：水平悬空放置的平板，平板的几何外形是圆形或边数为3N的正多边形，N为大于或等于1的整数，用于盛放被测物体；位于平板外缘处、等距离分布、等长度且垂直于平板的3根吊索；与吊索另一端项连接的水平支架；位于每根吊索上的拉力传感器；位于平板边缘的微小豁口；静止稳定状态下豁口处的光电传感器，所述光电传感器与支架保持固定的位置关系，当平板沿圆心发生微小转动时，光电传感器的信号发生变化；与光电信号传感器相连的光电信号读取装置。
所述平板优选等边三角形或正六边形，吊索均匀的分布于其中三个顶点。
在上述装置上实现物体转动惯量测量方法，定义：三根绳索分别为第一绳索、第二绳索、第三绳索，其长度定义为L，其对应的拉力传感器分别为第一拉力传感器、第二拉力传感器、第三拉力传感器，在平板上，三根绳索与平板的结点分别定义为第一结点、第二结点、第三结点，平板沿垂直中心线的转动惯量定义为IO，第一结点、第二结点、第三结点与平板中心的距离定义为R，测量地点的重力加速度定义为g；其特征在于，步骤包括：
步骤一：调整水平支架，确保与绳索的结点处于同一水平面；
步骤二：调整平板，使其保持水平面；
步骤三：将被测物体置于平板上，确保其质心与平板的中心在同一垂直方向上；
步骤四：给平板一个微小力，使其以一个小角度扭振，所述角度大于0，且小于等于5度；通过光电传感器读取扭振周期T；此时，第一、第二、第三拉力传感器的读数分别为F1、F2、F3；转动惯量的计算公式为：
本发明原理简单，易于控制，便于操作，适用大多数复杂的动力设备。
附图说明
图1是实施例的示意图。图中1代表支架，2代表拉力传感器；3代表被测物体，4代表吊索，5代表绳索长度调节装置，6代表平板，7代表电荷放大器，8代表计算机，9代表光电传感器。
具体实施方式
对照图1说明本发明的具体实施方式。
物体转动惯量测量装置，包括：水平悬空放置的平板6，平板的几何外形是圆形，用于盛放被测物体3；位于平板外缘处、等距离分布、等长度且垂直于平板的3根吊索4；与吊索另一端项连接的水平支架1；位于每根吊索上的拉力传感器2；位于平板边缘的微小豁口；静止稳定状态下豁口处的光电传感器9，所述光电传感器与支架保持固定的位置关系，当平板沿中心线发生微小转动时，光电传感器的信号发生变化；与光电信号传感器相连的光电信号读取装置——计算机8。
在上述装置上实现物体转动惯量测量方法，定义：三根绳索分别为第一绳索、第二绳索、第三绳索，其长度定义为L，其对应的拉力传感器分别为第一拉力传感器、第二拉力传感器、第三拉力传感器，在平板上，三根绳索与平板的结点分别定义为第一结点、第二结点、第三结点，平板沿垂直中心线的转动惯量定义为IO，第一结点、第二结点、第三结点与平板中心的距离定义为R，测量地点的重力加速度定义为g；其特征在于，步骤包括：
步骤一：调整水平支架，确保与绳索的结点处于同一水平面；
步骤二：通过调节绳索长度调节装置5实现调整平板，使其保持水平面；
步骤三：将被测物体置于平板上，确保其质心与平板的中心在同一垂直方向上；
步骤四：给平板一个微小力，使其以一个小角度扭振，所述角度大于0，且小于等于5度；通过光电传感器读取扭振周期T；此时，第一、第二、第三拉力传感器的读数分别为F1、F2、F 3；转动惯量的计算公式为：
Claims (2)
1.物体转动惯量测量装置，其特征在于，包括：
水平悬空放置的平板，平板的几何外形是圆形或边数为3N的正多边形，N为大于或等于1的整数，用于盛放被测物体；
位于平板外缘处、等距离分布、等长度且垂直于平板的3根吊索；
与吊索另一端项连接的水平支架；
位于每根吊索上的拉力传感器；
位于平板边缘的微小豁口；
静止稳定状态下豁口处的光电传感器，所述光电传感器与支架保持固定的位置关系，当平板沿中心线发生微小转动时，光电传感器的信号发生变化；
与光电信号传感器相连的光电信号读取装置。
2.根据权利要求1所述物体转动惯量测量装置，其特征在于，所述平板为等边三角形或正六边形，吊索均匀的分布于其中三个顶点。
Priority Applications (1)
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| CN2011204665491U CN202329937U (zh) | 2011-11-22 | 2011-11-22 | 物体转动惯量测量装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN2011204665491U CN202329937U (zh) | 2011-11-22 | 2011-11-22 | 物体转动惯量测量装置 |
Publications (1)
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| CN202329937U true CN202329937U (zh) | 2012-07-11 |
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Family Applications (1)
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| CN2011204665491U Expired - Fee Related CN202329937U (zh) | 2011-11-22 | 2011-11-22 | 物体转动惯量测量装置 |
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|---|---|
| CN (1) | CN202329937U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102393277A (zh) * | 2011-11-22 | 2012-03-28 | 天津大学 | 物体转动惯量测量装置与方法 |
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2011
- 2011-11-22 CN CN2011204665491U patent/CN202329937U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102393277A (zh) * | 2011-11-22 | 2012-03-28 | 天津大学 | 物体转动惯量测量装置与方法 |
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