CN213688793U - 一种双滑台质量质心偏心测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双滑台质量质心偏心测试仪，包括基准尺、滑台机构、测试台、两组传感器模块、两组测试架；滑台机构设置于测试台的顶部，基准尺设置于测试台的一端，两组传感器模块均设于滑台机构上，两组测试架分别设于两组传感器模块上，所述基准尺包括靠栅、滑板、两块滑块Ⅰ、导轨、两件数显尺支撑架、数显尺和整体支撑架；整体支撑架固定在测试台的一端，导轨设置在整体支撑架的顶部，两块滑块Ⅰ滑动均设于导轨内，滑板固定在两块滑块Ⅰ的顶部，靠栅设置在滑板的外侧，两件数显尺支撑架对称设置在整体支撑架顶部两侧，数显尺设置在两件数显尺支撑架顶部之间，本实用新型，具有测试精度好，重复性高，被测产品安装方便。

Description

一种双滑台质量质心偏心测试仪

技术领域

本实用新型涉及一种用于测定回转体质量质心偏心的技术，具体为一种双滑台质量质心偏心测试仪。

背景技术

导弹、火箭、炮弹等国防装备在发射过程中，其飞行运动轨迹与其自身的质量特性参数具有紧密的联系，质量特性参数的测量对于研究与控制该类产品的的运动过程具有重要的意义。质量特性参数是指反映产品形状、质量及其分布特性的一系列参数的总称，通常反映了产品的质量、质心、偏心、转动惯量及动不平衡度等性能参数。在国防及民用工业领域，质量特性参数对产品的性能质量具有重要的意义，直接关系到产品设计的成败。

质量、质心参数是所有工业产品设计分析的基础，是开展动力学、运动学理论研究的前提，也是通常检验产品性能的重要参数。在国防军工领域，质量、质心参数是弹箭产品开展理论设计、仿真分析、虚拟实验等现代设计方法和手段的基本参数，对于绕几何轴线旋转的弹箭产品而言，由于质量质心位置的偏离将导致弹体旋转过程中受到离心力的作用，从而对弹体运动造成扰动。因此质量、质心参数的高精度测量是其他参数准确测量的前提，该参数能否准确测量，对弹体的发射动力学理论研究、对弹体发射后的运动姿态和轨迹、飞行稳定性、操纵性具有较大影响，并将直接影响弹箭产品飞行控制精度。而在民用工业中，质量质心参数是研究产品动力学性能与动力装备振动性能的基础。

通常获取产品质量参数的方法有2个基本途径：计算机方法和试验测试方法。计算机方法根据产品图纸所给定的密度分布和几何形状尺寸，按照定义的计算公式计算。对于复杂的零件则应用计算机模拟方法采用的模型有点、杆、板和实体块等多种形式，计算机精度取决于模型对实物模拟的逼真程度。随着 CAD技术的发展，可以大大提高计算机的效率和精度。计算机模拟方法对于真实结构存在不可忽略的误差，其原因主要有：密度的差异和材料的非均质，加工和装配误差，非固体材料的影响难以精确计算等。该类产品在设计、生产、定型的过程中，由于设计中零部件的质量分布不均匀、生产加工误差、材料不均匀、装配误差因素，以至于往往并不能依靠产品理论模型的质量特性参数来表征产品的实际的质量特性。必须通过对实际产品的质量特性参数的测量，才能为进一步的产品的设计研究提供理论分析基础，校核检验产品设计、生产及装配的优劣。

在质量质心测试领域，传统的“托架式”质量质心测试技术、“倾斜式”质量质心测试技术、“三点式”质量质心测试技术、“刀口式”偏心测试技术测量过程繁琐、精度低、重复性差、安全可靠性低、设备过于笨重。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双滑台质量质心偏心测试仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种双滑台质量质心偏心测试仪，包括基准尺、滑台机构、测试台、两组传感器模块、两组测试架；滑台机构设置于测试台的顶部，基准尺设置于测试台的一端，两组传感器模块均设于滑台机构上，两组测试架分别设于两组传感器模块上。

进一步的，所述基准尺包括靠栅、滑板、两块滑块Ⅰ、导轨、两件数显尺支撑架、数显尺和整体支撑架；整体支撑架固定在测试台的一端，导轨设置在整体支撑架的顶部，两块滑块Ⅰ滑动均设于导轨内，滑板固定在两块滑块Ⅰ的顶部，靠栅设置在滑板的外侧，两件数显尺支撑架对称设置在整体支撑架顶部两侧，数显尺设置在两件数显尺支撑架顶部之间。

进一步的，所述滑台机构包括两块滑台、两根直线滑轨和八个滑块Ⅱ；两根直线滑轨相互平行固定在测试台上，两块滑台设于两根直线滑轨的上方，每块滑台通过四个滑块Ⅱ滑动设于两根直线滑轨上，两组传感器模块分别固定在两个滑台顶面中心。

进一步的，传感器模块包括两块上连接块、两件传感器、两块下连接块；两块下连接块对称设置在滑台顶部上方，两件传感器分别设置在两块下连接块的外侧，两块上连接块对称设置在两件传感器的顶部外侧。

进一步的，测试架包括翻转架、两组滚轮架、测试板、支脚；翻转架设置在测试板一侧下方，且翻转架底端与靠近其底端一侧的上连接块连接固定，支脚设置在测试板远离翻转架的底部一侧，且支脚底端与靠近其底端一侧的上连接块浮动连接，两组滚轮架对称设置在测试板顶部上方。

进一步的，所述测试台包括测试底台和多个可调地脚；测试底台的一端与整体支撑架固定连接，两根直线滑轨与测试台上顶部固定连接，多个可调地脚均匀分布在测试底台底面，可调地脚用于对测试底台水平高度进行调节。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：

1.本装置无托架方式，附载重量大大减轻、结构简单，操作使用十分方便；

2.采用回转法代替传统的刀口法，安全可靠，测试精度好、重复性高；

3.滚轮架为开放式夹具结构，被测回转体产品安装测试方便。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的整体结构侧视图。

图3是本实用新型的基准尺结构示意图。

图4是本实用新型的滑台机构结构示意图。

图5是本实用新型的传感器模块结构示意图。

图6是本实用新型的测试架结构示意图。

图7是本实用新型的测量原理图；

图8是本实用新型的测量原理图；

图9是本实用新型的传感器排布示意图；

图中：1、基准尺；11、靠栅；12、滑板；13、滑块Ⅰ；14、导轨；15、显尺支撑架；16、数显尺；17、整体支撑架；2、滑台机构；21、滑块Ⅱ；22、滑台；23、直线滑轨；3、测试台；31、测试底台；32、可调地脚；4、传感器模块；41、上连接块；42、传感器；43、下连接块；5、测试架；51、翻转架；52、滚轮架；53、测试板；54、支脚。

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做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。

请参阅图1和2，本实用新型提供技术方案：一种双滑台质量质心偏心测试仪，包括基准尺1、滑台机构2、测试台3、两组传感器模块4、两组测试架 5；滑台机构2设置于测试台3的顶部，基准尺1设置于测试台3的一端，两组传感器模块4均设于滑台机构2上，两组测试架5分别设于两组传感器模块4 上。

请参阅图3，基准尺1包括靠栅11、滑板12、两块滑块Ⅰ13、导轨14、两件数显尺支撑架15、数显尺16和整体支撑架17；整体支撑架17固定在测试台 3的一端，导轨14设置在整体支撑架17的顶部，两块滑块Ⅰ13滑动均设于导轨14内，滑板12固定在两块滑块Ⅰ13的顶部，靠栅11设置在滑板12的外侧，两件数显尺支撑架15对称设置在整体支撑架17顶部两侧，数显尺16设置在两件数显尺支撑架15顶部之间，数显尺16上的滑尺与滑板12固定连接，移动数显尺16上的滑尺可带动滑板12移动，从而带动靠栅11移动，基准尺1用于基准距离的标定与测量，且将靠栅11初始状态下靠近测试架5的一侧标记为初始基面，如图8所示。

请参阅图4，滑台机构2包括两块滑台22、两根直线滑轨23和八个滑块Ⅱ 21；两根直线滑轨23相互平行固定在测试台3上，两块滑台22设于两根直线滑轨23的上方，每块滑台22通过四个滑块Ⅱ21滑动设于两根直线滑轨23上，两组传感器模块4分别固定在两个滑台22顶面中心，滑台机构2用于支撑移动两组传感器模块4，通过设置有滑块Ⅱ21和直线滑轨23，便于滑台22的移动，从而实现对两组传感器模块4的移动。

请参阅图5，传感器模块4包括两块上连接块41、两件传感器42、两块下连接块43；两块下连接块43对称设置在滑台22顶部上方，两件传感器42分别设置在两块下连接块43的外侧，两块上连接块41对称设置在两件传感器42 的顶部外侧，传感器模块4用来测试待测产品的支撑力；两组传感器模块4内的四个传感器42分布示意图如图9所示，靠近基准尺1一侧的两传感器42分别标记为传感器P1和传感器P2，剩下两传感器42标记为传感器P3和传感器 P4，传感器P1、传感器P2、传感器P3及传感器P4的分布如图9所示，传感器 P1、传感器P2、传感器P3及传感器P4均选用MT1041单点称重传感器。

请参阅图5、6，测试架5包括翻转架51、两组滚轮架52、测试板53、支脚54；翻转架51设置在测试板53一侧下方，且翻转架51底端与靠近其底端一侧的上连接块41连接固定，支脚54设置在测试板53远离翻转架51的底部一侧，且支脚54底端与靠近其底端一侧的上连接块41浮动连接，两组滚轮架 52对称设置在测试板53顶部中心两侧，测试架5用来支撑安放待测产品，滚轮架52内设有滚轮，安放待测产品时，滚轮支撑待测产品，通过两组对称设置在测试板53顶部中心两侧的滚轮架52，便于使得待测产品位于测试板53顶部中心上方。

请参阅图1、2，测试台3包括测试底台31和多个可调地脚32；测试底台 31的一端与整体支撑架17固定连接，两根直线滑轨23与测试台3上顶部固定连接，多个可调地脚32均匀分布在测试底台31底面，可调地脚32用于对测试底台31水平高度进行调节，可调地脚32的数量为偶数个，其至少为2个，通过多个均布的地脚便于提高整个设备的稳固性。

本装置的测试工作原理：首先将待测产品安装到四组滚轮架52上，使得待测产品位于四组滚轮架52的内侧，之后，移动数显尺16上的滑尺，带动靠栅 11移动并贴近产品端面，通过数显尺16测量读出产品靠近靠栅一侧的端面与初始基面距离，并将数显尺16上的滑尺移动至原位，同时记录此时传感器P1、传感器P2、传感器P3及传感器P4显示的支撑力，且分别标记为f1、f2、f3 和f4；

如图7-8所示，图中f12为传感器P1和传感器P2的支撑力和，f34为传感器P3和传感器P4的支撑力和，l为传感器P1、传感器P3平面之间的间距； x为初始基面到待测产品测试靠近靠栅一侧端面的间距，g为待测产品另一端端面到质心的间距，m为待测产品重量。

根据力矩平衡：

m＝f₁₂+f₃₄；

同时根据传感器力矩原理有：

m＝f1+f2+f3+f4

x＝(L1×(f1+f2)+L2×(f3+f4))/m－C

其中：

f1——传感器P1的支撑力；

f2——传感器P2的支撑力；

f3——传感器P3的支撑力；

f4——传感器P4的支撑力；

L1——传感器P1、P2到初始基面的距离；

L2——传感器P3、P4到初始基面的距离；

C——初始基面到待测产品待测产品靠近靠栅一侧的端面距离；

x——待测产品靠近靠栅一侧端面到质心的距离；

m——待测产品质量。

然后，将产品分别旋转4个90°，分别记录计算四个状态下时所有传感器读数和(分别标记为f(0)、f(90)、f(180)和f(270))；

计算产品偏心值与偏心角度：

其中：a——传感器P1到待测产品质心距离

a＝x-(L1-C)。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双滑台质量质心偏心测试仪，其特征在于：包括基准尺、滑台机构、测试台、两组传感器模块、两组测试架；

滑台机构设置于测试台的顶部，

基准尺设置于测试台的一端，

两组传感器模块均设于滑台机构上，

两组测试架分别设于两组传感器模块上。

2.根据权利要求1所述的一种双滑台质量质心偏心测试仪，其特征在于：所述基准尺包括靠栅、滑板、两块滑块Ⅰ、导轨、两件数显尺支撑架、数显尺和整体支撑架；

整体支撑架固定在测试台的一端，

导轨设置在整体支撑架的顶部，

两块滑块Ⅰ滑动均设于导轨内，

滑板固定在两块滑块Ⅰ的顶部，

靠栅设置在滑板的外侧，

两件数显尺支撑架对称设置在整体支撑架顶部两侧，

数显尺设置在两件数显尺支撑架顶部之间。

3.根据权利要求2所述的一种双滑台质量质心偏心测试仪，其特征在于：所述滑台机构包括两块滑台、两根直线滑轨和八个滑块Ⅱ；

两根直线滑轨相互平行固定在测试台上，

两块滑台设于两根直线滑轨的上方，每块滑块Ⅱ通过四个滑块滑动设于两根直线滑轨上，

两组传感器模块分别固定在两个滑台顶面中心。

4.根据权利要求3所述的一种双滑台质量质心偏心测试仪，其特征在于：传感器模块包括两块上连接块、两件传感器、两块下连接块；

两块下连接块对称设置在滑台顶部上方，

两件传感器分别设置在两块下连接块的外侧，

两块上连接块对称设置在两件传感器的顶部外侧。

5.根据权利要求4所述的一种双滑台质量质心偏心测试仪，其特征在于：测试架包括翻转架、两组滚轮架、测试板、支脚；

翻转架设置在测试板一侧下方，且翻转架底端与靠近其底端一侧的上连接块连接固定，

支脚设置在测试板远离翻转架的底部一侧，且支脚底端与靠近其底端一侧的上连接块浮动连接，

两组滚轮架对称设置在测试板顶部上方。

6.根据权利要求5所述的一种双滑台质量质心偏心测试仪，其特征在于：所述测试台包括测试底台和多个可调地脚；

测试底台的一端与整体支撑架固定连接，两根直线滑轨与测试台上顶部固定连接，

多个可调地脚均匀分布在测试底台底面，可调地脚用于对测试底台水平高度进行调节。

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