CN218994677U - 一种平衡测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种平衡测试装置，其包括：底座和弹性支撑部，所述弹性支撑部设置在所述底座上；测试平台，所述测试平台设置在所述弹性支撑部上方，所述测试平台用于承载旋转类待测件，通过所述弹性支撑部的支撑作用，所述测试平台被配置为能产生横向线性偏移；电子振动传感器；主控电路模块，所述主控电路模块与所述电子振动传感器电连接；通过所述弹性支撑部的支撑作用，所述测试平台被配置为在旋转类待测件进行旋转测试时，能因偏心作用而产生横向线性偏移，所述电子振动传感器用于检测横向线性偏移。

Description

一种平衡测试装置

技术领域

本实用新型涉及检测设备，更具体涉及一种针对旋转设备的平衡测试装置。

背景技术

3c产品，例如电机、风扇等在使用过程中需要高速旋转，高速旋转时容易产生振动和噪音等，需要对这些振动进行检测以便于后续解决问题。

电机、风扇等在运行过程中产生的振动和噪音由多种因素引起，其中较为典型的就是在生产、组装过程中因为生产制造工艺、装配工艺等方面的问题而引起的产品整体质量不均匀。因质量不均匀而引起的旋转时的振动会使旋转部件与产品内其它零件的不断摩擦与磕碰，还容易导致转轴等零件弯折甚至疲劳开裂、断裂，显著影响产品使用寿命以及安全性。

目前，在风扇、电机等需要通过旋转来工作的产品生产线中，在出厂检测等环节时并没有单独用以针对性的检测因质量不均匀而引起的振动的设备，只能通过一些振动检测设备外接分析设备来对这种振动进行检测分析，操作流程冗长，所用设备繁杂，效果不甚理想。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种平衡测试装置，以解决现有技术中存在的检测系统复杂，检测手段冗长的问题。

根据本实用新型的第一方面，提供一种平衡测试装置，其包括：

底座和弹性支撑部，弹性支撑部设置在底座上；

测试平台，测试平台设置在弹性支撑部上方，测试平台用于承载旋转类待测件，通过弹性支撑部的支撑作用，测试平台被配置为能产生横向线性偏移；

电子振动传感器；

主控电路模块，主控电路模块与电子振动传感器电连接；

通过弹性支撑部的支撑作用，测试平台被配置为在旋转类待测件进行旋转测试时，能因偏心作用而产生横向线性偏移，电子振动传感器用于检测横向线性偏移。

优选地，电子振动传感器固定设置在测试平台下方。

优选地，主控电路模块设置在底座上。

优选地，主控电路模块位于测试平台的正下方，弹性支撑部包括两个支撑结构，主控电路模块位于两个支撑结构之间。

优选地，主控电路模块与电子振动传感器通过信号线实现电连接，信号线处于弯曲延伸的状态。

优选地，测试平台上具有固定夹具，固定夹具被配置为用于固定旋转类待测件。

优选地，平衡测试装置还包括嵌入式显示屏，嵌入式显示屏固定在底座上，嵌入式显示屏与主控电路模块形成电连接。

优选地，所述弹性支撑部包括两个间隔设置的弹簧片，两个所述弹簧片的底端固定在所述底座上，两个所述弹簧片的顶端与所述测试平台固定连接，两个所述弹簧片相互平行，两个所述弹簧片被配置为能产生横向线性偏移。

进一步优选地，旋转类待测件转动时在沿着弹簧片的法线方向产生周期偏摆，电子振动传感器被配置为用于收集该周期偏摆信号。

进一步优选地，电子振动传感器的位置与固定夹具的位置相对应。

本实用新型的一个技术效果在于，通过电子振动传感器能够较灵敏的捕获各种幅度的振动，采用主控电路模块对电子振动传感器输出的数据进行处理，无需外接PC，使装置整体结构简单，操作简便。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型实施例提供的一种平衡测试装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种平衡测试装置的侧视剖面图；

图3是本实用新型提供的力学分解示意图。

附图标记说明：

图中，1-底座，2-弹性支撑部，3-测试平台，4-旋转类待测件，5-电子振动传感器，6-主控电路模块，7-信号线，8-固定夹具，9-嵌入式显示屏。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本实施例提供了一种平衡测试装置，其主要是检测旋转类待测件4如风扇电机等在转动时产生的振动，产生振动的原因有很多，比较典型的一个原因就是产品批量生产过程中由于生产工艺、装配工艺等各种因素导致的质量不均匀；对产品进行振动检测，便于筛选出会产生振动和噪音的问题产品，有利于后续对产品生产工艺、装配工艺等进行优化，及时发现问题也有助于技术人员尽快对问题产品进行调整和校准。具体来说，本实施例提供的平衡测试装置包括：

底座1和弹性支撑部2，弹性支撑部2设置在底座1上，弹性支撑部2能够沿着横向的预定方向偏移；底座1为其上的各种部件提供承托以及安装空间，由于需要对产品进行振动检测，故底座1通常需要较为宽大且平整，且需要置于较为平整开阔的水平面上，防止待测产品转动时产生的振动过大导致底座1放置不稳定甚至倾倒；弹性支撑部2本身结构并不够稳定，故能够对较微小的振动做出响应，提升装置整体对振动检测的灵敏度；

测试平台3，其设置在弹性支撑部2上，测试平台3上方用于承载旋转类待测件4；

电子振动传感器5；

主控电路模块6，其与电子振动传感器5形成电连接；

测试平台3和弹性支撑部2被配置为在旋转类待测件4进行旋转测试时，能因偏心作用而产生横向的线性偏移，上述的电子振动传感器5即用于检测该偏移。

本实施例提供的平衡测试装置，将旋转类待测件4如风扇电机等置于测试平台3上方进行旋转测试，旋转类待测件的旋转轴线垂直于测试平台3。在旋转测试时，待测品由于制造工艺等等原因，其质量分布不会完全均匀，这些不平均的质量就会产生从圆心到边缘径向的离心激荡力.经过力的矢量合成，最终形成一个总的不平衡合力F(见图3)。由公式f_h＝Fcosθ可知，检测水平方向f_h的大小，再结合位置角度就可以间接求出上述不平衡合力F的值，得到不平衡合力F的值后，就容易测算和确认待测件上质量不均匀的位置以及缺少或多出了多少质量，便于对待测件进行校准以及后续优化生产工艺和装配工艺。本实施例正是通过弹性支撑部2的支撑作用，在待测件旋转过程中，使得测试平台3能够沿预定横向产生的线性偏移，产生的这种偏移被电子振动传感器5检测到并将相应数据输送给主控电路模块6，通过主控电路模块6对数据处理后输出所需的信息，如质量不均匀的具体位置、缺失的质量或多出的质量等等。在本实施例中，主控电路模块6采用频谱分离算法，对电子振动传感器5输入的数据进行分析检测，精度高，响应快，效果好；在实际使用中，主控电路模块6可以选择采用高采样速率电路，精确过滤干扰波形，优化拟合瑕疵波形，提高系统精度，可实现对不平衡量的检测精度达到0.1mg，对不平衡角度的检测精度达到1°。

本实施例提供的平衡测试装置，将振动响应检测机构、振动传感器、数据分析模块、控制模块等等进行了高度集成，形成了独立的针对旋转类待测件4由于质量不均匀而产生的振动的检测装置，其结构简单，操作方便，通过设置主控电路模块6而非外接PC的方式，大大缩减了装置整体的体量与成本；对于因质量不均匀而产生的振动的针对性强，设置的弹性支撑部2具有较快的振动响应速度与灵敏度，能够检测出来自待测件的较微小的振动。

优选地，将主控电路模块6设置在底座1上。这种设计的目的在于，一方面为主控电路模块6提供较为充裕且平坦的安装区域，另一方面使装置整体更加紧凑，节省空间。在现有技术中，用于处理信号数据的计算机与电子振动传感器5距离过远，需要采用适用于设备外部连接的、较长的线缆实现信号传输。这种线缆往往两端具有数据，线缆由线皮包裹且长度较长，适用于电子设备之间的外部连接。这种连接方式也会有使数据传输效果出现损耗的风险，有可能会影响检测精度。在本方案中，将主控电路模块6设置在底座1上，可以在不影响装置整体效果的前提下，使电子振动传感器5与主控电路模块6距离尽可能近，这样一来，即使两者使用信号线电性连接，也不会对数据传输效果与精度产生负面影响。

优选地，电子振动传感器5固定设置在测试平台3下方。上述设计能够节省装置占用空间，使装置整体更加紧凑；并且，将振动传感器置于此处，受到来自其它可能存在的振动源的干扰较少，对于传递自弹性支撑件的指定方向的振动检测精度更高，使输出的数据更加可靠。

优选地，主控电路模块6位于测试平台3的正下方，弹性支撑部2包括两个支撑结构，主控电路模块6位于两个支撑结构之间。上述设计的目的在于，使弹性支撑部2对于来自待测件的振动检测范围得到显著提高，能够检测多个方向的振动，使数据输出更加全面精确，提升装置的使用效果；并且，两个支撑结构使装置整体更加稳定，能够相互分担来自待测件的振动，防止振动过大，弹性支撑部2无法有效回弹导致装置损坏；主控电路模块6需要充足的空间，且安装位置需要稳定、不受振动影响，两个支撑结构为主控电路模块6划分出了用以安置的区域，使本装置空间布局更加合理，并且弹性支撑部2能够充分吸收来自待测件的振动，使主控模块能够避免振动的干扰。

优选地，主控电路模块6与电子振动传感器5通过信号线7实现电连接，信号线7处于弯曲延伸的状态。如前所述，将主控电路模块6内装载底座1上，可使其与电子振动传感器5之间的距离尽可能靠近。进一步地，电子振动传感器5与主控电路模块6处在一个整体设备中，其可以采用内部信号线、柔性电路板等实现电连接。这种信号线、柔性电路板相对于外部线缆具有接口简单、信号传输更稳定、快速等特点。在本方案的一种实施方式中，采用信号线7使主控电路模块6与电子振动传感器5实现电连接，在保证了良好的信号连接可靠性的情况下，使得测试平台可以相对于底座处在不同的高度。信号线7处于弯曲延伸的状态，可防止因待测件振动过于剧烈、带动测试平台3明显偏移而对信号线7产生拉扯，影响数据传输的精确性、准确性与稳定性，也避免了信号线7被扯断的风险。

优选地，测试平台3上具有固定夹具8，固定夹具8被配置为用于固定旋转类待测件4。固定夹具8的存在使本装置可以适用于各种形状的旋转类待测件4，且采用固定夹具8固定夹持2旋转类待测件4，也可有效防止旋转类待测件4在测试平台3上进行旋转的过程中脱离甚至飞出测试平台3而造成危险。更加具体的来说，在实际使用中，如果用于夹持圆柱状的旋转类待测件4，如连接着风扇电机的扇叶、圆柱状的旋转电机等等，夹具可以设置为中空的筒状，在靠近顶部的侧壁处开设竖槽，外部套设紧箍、螺母等收紧机构，使用时，将旋转类待测件4的转动部朝上，将旋转类待测件4放置在夹具内部的筒状空腔中，然后收紧紧箍或者旋转螺母使夹具开口处的侧壁收紧，以此实现对于待测件的牢固夹持；如果用于非圆柱形的待测件，则可设置容纳槽或者夹爪类型的夹具，以对待测件进行夹持固定，夹具的设置方式根据实际需要夹持固定的待测件来灵活选择。在实际使用中，为了给待测件供电，可在夹具上设置电连接点，如插座、导电片等等，便于待测件通电。

优选地，平衡测试装置还包括嵌入式显示屏9，所述嵌入式显示屏9固定在底座1上，嵌入式显示屏9与主控电路模块6形成电连接。在本优选实施例中，嵌入式显示屏9用于可视化的输出主控电路模块6分析处理得到的关于旋转类待测件4的质量不均匀角度与不均匀量等信息，使检测结果更加直观、易于获得，使装置无需外接其它便于使用者接收相关信息的设备，更加精简紧凑；将嵌入式显示屏9整合在底座1上，进一步提升装置整体的紧凑性与简洁性，并且可为测试平台3、支撑结构等提供一定遮挡，一定程度上防止外界气流等影响振动检测精度。实际使用中，为了进一步隔绝外界环境，避免外界振动对于装置的检测造成影响，可在装置外部套设一个起保护作用的壳体，壳体在嵌入式显示屏9的对应位置处设置开口，不影响嵌入式显示屏9的显示效果。

优选地，所述弹性支撑部2包括两支间隔设置的弹簧片，两支所述弹簧片的底端固定在所述底座1上，其顶端与所述测试平台3固定连接，两支弹簧片相互平行，弹性支撑部2被配置为能沿着弹簧片的法线方向偏摆。弹簧片的特性在于，受到来自平行于其所在平面的力时的稳定性，要显著高于受到来自平行于其法线方向的力时的稳定性；本优选实施例采用弹簧片，对于来自其法线方向的离心激荡力具有十分灵敏的响应速度，且对于十分微小的离心激荡力依然有足够的响应精度，能够进一步提升装置整体的检测速度与精度；相互平行的两个弹簧片能够同时响应测试平台3两侧的振动，还能够在保证对振动的响应精度的基础上，对测试平台3提供稳定支撑，防止其倾倒。

进一步优选地，旋转类待测件4转动时，如果旋转类待测件4存在质量不均匀，则其旋转会使得两个弹簧片自身产生横向的周期摆动，所述电子振动传感器5被配置为用于收集该周期偏移信号。旋转类待测件4通常需要在测试平台3上进行固定转速的持续旋转，以保证获得数据的准确性与精确性，周期性持续旋转过程中，由于质量不均匀而产生的离心激荡力会导致弹簧片也产生周期性偏摆，通过电子振动传感器5对该周期性偏摆信号进行收集，将信号传递给主控电路模块6之后，控制电路模块经过相应算法处理，可得到关于f_h的正弦波形图，通过该正弦波形图的相位、波峰、波谷、周期等信息，可以更加容易的测算出待测件质量不均匀处的具体位置和质量不均匀大小。主控电路模块6使用的相应算法乃是本领域的公知常识与惯用手段，在此不做过多赘述。

进一步优选地，电子振动传感器5的位置与所述固定夹具8的位置相对应。待测件进行周期性的正心旋转，将电子振动传感器5设置在与固定夹具8的位置相对应的位置处，即是设置在了待测件的转动轴心位置处，此处受到的来自待测件转动产生的离心激荡力更准确，检测到的弹簧片的偏摆也更加准确，可避免电子振动传感器5因为设置位置偏离待测件的转动轴心而导致的接收到来自两侧的弹簧片的周期偏摆信号不对等、进一步导致输送给主控电路模块6的数据错误、最终导致检测结果精度下降甚至完全错误的问题。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种平衡测试装置，其特征在于，包括：

底座和弹性支撑部，所述弹性支撑部设置在所述底座上；

测试平台，所述测试平台设置在所述弹性支撑部上方，所述测试平台用于承载旋转类待测件，通过所述弹性支撑部的支撑作用，所述测试平台被配置为能产生横向线性偏移；

电子振动传感器；

主控电路模块，所述主控电路模块与所述电子振动传感器电连接；

通过所述弹性支撑部的支撑作用，所述测试平台被配置为在旋转类待测件进行旋转测试时，能因偏心作用而产生横向线性偏移，所述电子振动传感器用于检测横向线性偏移。

2.根据权利要求1所述的平衡测试装置，其特征在于，所述电子振动传感器固定设置在所述测试平台下方。

3.根据权利要求1所述的平衡测试装置，其特征在于，所述主控电路模块设置在所述底座上。

4.根据权利要求1所述的平衡测试装置，其特征在于，所述主控电路模块位于所述测试平台的正下方，所述弹性支撑部包括两个支撑结构，所述主控电路模块位于两个所述支撑结构之间。

5.根据权利要求1所述的平衡测试装置，其特征在于，所述主控电路模块与所述电子振动传感器通过信号线电连接，所述信号线处于弯曲延伸的状态。

6.根据权利要求1所述的平衡测试装置，其特征在于，所述测试平台上具有固定夹具，所述固定夹具被配置为用于固定旋转类待测件。

7.根据权利要求1所述的平衡测试装置，其特征在于，所述平衡测试装置还包括嵌入式显示屏，所述嵌入式显示屏固定在所述底座上，所述嵌入式显示屏与所述主控电路模块电连接。

8.根据权利要求1所述的平衡测试装置，其特征在于，所述弹性支撑部包括两个间隔设置的弹簧片，两个所述弹簧片的底端固定在所述底座上，两个所述弹簧片的顶端与所述测试平台固定连接，两个所述弹簧片相互平行，两个所述弹簧片被配置为能产生横向线性偏移。

9.根据权利要求8所述的平衡测试装置，其特征在于，旋转类待测件转动时在沿着所述弹簧片的法线方向产生周期偏摆，所述电子振动传感器被配置为用于收集该周期偏摆信号。

10.根据权利要求6所述的平衡测试装置，其特征在于，所述电子振动传感器的位置与所述固定夹具的位置相对应。

Images