CN220649888U - 一种转动惯量的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转动惯量的测量装置，包括：固定架；安装盘，用于安装待测工件，所述安装盘设置在所述固定架上，且所述安装盘可相对于所述固定架在水平面内转动；摆锤，其设置在所述固定架上并与所述安装盘连接，所述摆锤可相对于所述固定架在竖直平面内转动，以带动所述安装盘转动。本实用新型中，安装盘在水平面内转动，使得安装盘上的待测工件也在水平面内转动，待测工件的重心的高度始终保持不变，在测量过程中待测工件的重力不会干扰摆锤的摆动，避免了因待测工件在转动过程中因其重力参与做功而导致的测量误差。

Description

一种转动惯量的测量装置

技术领域

本实用新型涉及测量装置技术领域，尤其涉及一种转动惯量的测量装置。

背景技术

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、质量分布及转轴的位置。刚体的转动惯量有着重要的物理意义，在科学实验、工程技术、航天、电力、机械、仪表等工业领域也是一个重要参量。在对转动惯量进行测量时，需要通过专用的测量装置测量后计算得出。

如公开号为“CN202974564U”，专利名称为“一种用于测量旋转体转动惯量的装置”的记载，其包括用于支承旋转体的支座和摆锤总成，其中：被测旋转体的两端分别通过轴承安装在所述支座上，所述摆锤总成安装在所述旋转体的中部；所述摆锤总成包括摆杆和摆锤，所述摆杆为扁平的哑铃形状，其两端是对称的两个圆环，其中上端的圆环沿周向设置三个径向的螺纹孔，用于通过螺钉紧固被测旋转体，下端的圆环两侧对称安装一对摆锤，所述摆锤为直径与所述圆环相同且中间带有凸台的圆盘，摆锤之间通过螺钉连接，摆锤和摆杆下端的圆环组装成完整的圆柱形状。

在上述测量装置中，待测物被固定在摆杆的上端，摆杆转动时带动待测物在竖直平面内转动，待测物左右两端伴随着高度的变化。也就是说，待测物转动的动力包括了摆锤摆杆摆动的力以及待测物自身的重力，而待测物自身重力的干扰会导致测量结果存在误差。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题在于，提出一种转动惯量的测量装置，用于解决现有技术中待测物自身重力干扰转动惯量的测量结果等问题。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是一种转动惯量的测量装置，包括：

固定架；

安装盘，用于安装待测工件，所述安装盘设置在所述固定架上，且所述安装盘可相对于所述固定架在水平面内转动；

摆锤，其设置在所述固定架上并与所述安装盘连接，所述摆锤可相对于所述固定架在竖直平面内转动，以带动所述安装盘转动。

进一步地，所述安装盘具有长度沿竖直方向的第一转轴，所述安装盘可绕所述第一转轴转动；

所述摆锤具有第二长度沿水平方向的第二转轴，所述摆锤可绕所述第二转轴转动；

所述第一转轴远离所述安装盘的一端设有第一锥齿轮，所述第二转轴远离所述摆锤的一端设有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合。

进一步地，所述摆锤具有互为相对端的第一摆动端和第二摆动端，所述第二转轴处于所述摆锤的重心靠近所述第一摆动端的一侧。

进一步地，所述摆锤关于所述第二转轴的轴线对称。

进一步地，所述安装盘处于所述摆锤的上方，所述安装盘的下表面设有齿条，所述摆锤的上端设有可与所述齿条啮合的齿轮，且所述齿轮的转轴与所述摆锤的转轴重合。

进一步地，所述安装盘上设有多个用于固定待测工件的锁止块，且多个锁止块之间的间距可调节。

进一步地，所述安装盘包括一呈圆形设置的底板，所述底板沿其半径方向开设有多个滑槽，每个所述滑槽上可滑动的设置有一个所述锁止块。

进一步地，所述锁止块上设有锁止螺杆和锁止螺母，所述锁止螺杆远离所述锁止块的一端穿过所述滑槽并与所述锁止螺母螺纹连接。

进一步地，所述第二转轴的轴线与所述底板的中心线重合，且多个所述滑槽关于所述底板的中心线对称。

进一步地，所述固定架上还设有光电门，在所述安装盘上设有挡光杆，所述安装盘转动以带动所述挡光杆穿过所述光电门，以采集所述安装盘的转动周期。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

安装盘在水平面内转动，使得安装盘上的待测工件也在水平面内转动，待测工件的重心的高度始终保持不变，在测量过程中待测工件的重力不会干扰摆锤的摆动，避免了因待测工件在转动过程中因其重力参与做功而导致的测量误差。

附图说明

图1为实施例中测量装置的结构示意图；

图2为实施例中去除壳体后测量装置的结构示意图；

图3为实施例中安装盘结构示意图；

图中：

100、壳体；

200、安装盘；210、第一转轴；220、第一锥齿轮；230、底板；231、滑槽；240、锁止块；241、锁止螺杆；242、锁止螺母；

300、摆锤；310、第二转轴；320、第二锥齿轮；

400、待测工件；

500、光电门；510、挡光杆；

600、固定架。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

请参照图1-图3，本实用新型公开了一种转动惯量的测量装置，包括：

固定架600；

安装盘200，用于安装待测工件400，所述安装盘200设置在所述固定架600上，且所述安装盘200可相对于所述固定架600在水平面内转动；

摆锤300，其设置在所述固定架600上并与所述安装盘200连接，所述摆锤300可相对于所述固定架600在竖直平面内转动，以带动所述安装盘200转动。

具体地说，本申请设置有安装盘200用于安装待测工件400，摆锤300在竖直平面内转动，将摆锤300的重力作为其摆动的动力源，从而带动安装盘200以及处于安装盘200上的待测工件400在水平面内摆动，进而测的待测工件400的转动惯量。

其中，安装盘200在水平面内转动，使得安装盘200上的待测工件400也在水平面内转动，待测工件400的重心的高度始终保持不变，在测量过程中待测工件400的重力不会干扰摆锤300的摆动，避免了因待测工件400在转动过程中因其重力参与做功而导致的测量误差。

进一步地，所述安装盘200具有长度沿竖直方向的第一转轴210，所述安装盘200可绕所述第一转轴210转动；

所述摆锤300具有第二长度沿水平方向的第二转轴310，所述摆锤300可绕所述第二转轴310转动；

所述第一转轴210远离所述安装盘200的一端设有第一锥齿轮220，所述第二转轴310远离所述摆锤300的一端设有第二锥齿轮320，所述第一锥齿轮220与所述第二锥齿轮320啮合。

具体地说，第一转轴210沿竖直方向，第一转轴210上设有第一锥齿轮220，第二转轴310沿水平方向，第二转轴310上设有第二锥齿轮320，使第一锥齿轮220与第二锥齿轮320啮合，进而改变力的传递方向，使摆锤300在竖直平面内转动可带动安装盘200在水平面的转动。

进一步地，所述摆锤300具有互为相对端的第一摆动端和第二摆动端，所述第二转轴310处于所述摆锤300的重心靠近所述第一摆动端的一侧。

摆锤300的重心与第二转轴310不重合，使得摆锤300的重力在摆动过程中做功，以提供带动安装盘200转动的力。

进一步地，所述摆锤300关于所述第二转轴310的轴线对称。

摆锤300左右两侧关于第二转轴310的轴线对称，使得摆锤300在来回摆动时的摆幅更接近，避免因摆锤300左右摆动不一致引起的测量误差。

进一步地，所述安装盘200处于所述摆锤300的上方，所述安装盘200的下表面设有齿条，所述摆锤300的上端设有可与所述齿条啮合的齿轮，且所述齿轮的转轴与所述摆锤300的转轴重合。

具体地说，传动机构还可替换为设置在摆锤300上端的齿轮，以及设置在安装盘200下方的齿条，齿轮与齿条啮合，摆锤300摆动时，齿轮带动齿条转动，进而带动安装盘200转动。

进一步地，所述安装盘200上设有多个用于固定待测工件400的锁止块240，且多个锁止块240之间的间距可调节。

具体地说，多个锁止块240分别抵接于待测工件400的多个侧壁，以对待测工件400在水平方向进行锁止，避免其在转动过程中脱离安装盘200。其中，由于待测物在水平方向上转动，其高度方向不存在作用力，因此无需在高度方向对待测工件400进行锁止。

同时，由于多个锁止块240之间的间距可调节，进而能够锁止不规则形状的待测工件400，使其被固定在安装盘200上进行测量。

进一步地，所述安装盘200包括一呈圆形设置的底板230，所述底板230沿其半径方向开设有多个滑槽231，每个所述滑槽231上可滑动的设置有一个所述锁止块240。

在底板230上开设有沿半径方向的滑槽231，使锁止块240在滑槽231内滑动至预设位置后锁止，以实现多个锁止块240的间距调节。

进一步地，所述锁止块240上设有锁止螺杆241和锁止螺母242，所述锁止螺杆241远离所述锁止块240的一端穿过所述滑槽231并与所述锁止螺母242螺纹连接。

具体地说，将锁止块240滑动至滑槽231的预定位置后，随后旋紧锁止螺母242以固定锁止块240，多个锁止块240同时作用，即可固定待测工件400。

进一步地，所述第二转轴310的轴线与所述底板230的中心线重合，且多个所述滑槽231关于所述底板230的中心线对称。

进一步地，所述固定架600上还设有光电门500，在所述安装盘200上设有挡光杆510，所述安装盘200转动以带动所述挡光杆510穿过所述光电门500，以采集所述安装盘200的转动周期。

其中，安装盘200的转动周期与摆动的转动周期相同，采集安装盘200的转动周期，即可得出摆锤300的转动周期。

更进一步地，还设有壳体100，第一锥齿轮220和第二锥齿轮320均设置在壳体100内，且第一转轴210的一端穿出壳体100并与安装盘200固接，第二转轴310的一端穿出壳体100并与摆锤300固接。以此，外壳可对传动部件起到防尘防潮的作用。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转动惯量的测量装置，其特征在于，包括：

固定架；

安装盘，用于安装待测工件，所述安装盘设置在所述固定架上，且所述安装盘可相对于所述固定架在水平面内转动；

摆锤，其设置在所述固定架上并与所述安装盘连接，所述摆锤可相对于所述固定架在竖直平面内转动，以带动所述安装盘转动。

2.根据权利要求1所述的一种转动惯量的测量装置，其特征在于，所述安装盘具有长度沿竖直方向的第一转轴，所述安装盘可绕所述第一转轴转动；

所述摆锤具有第二长度沿水平方向的第二转轴，所述摆锤可绕所述第二转轴转动；

所述第一转轴远离所述安装盘的一端设有第一锥齿轮，所述第二转轴远离所述摆锤的一端设有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合。

3.根据权利要求2所述的一种转动惯量的测量装置，其特征在于，所述摆锤具有互为相对端的第一摆动端和第二摆动端，所述第二转轴处于所述摆锤的重心靠近所述第一摆动端的一侧。

4.根据权利要求2所述的一种转动惯量的测量装置，其特征在于，所述摆锤关于所述第二转轴的轴线对称。

5.根据权利要求1所述的一种转动惯量的测量装置，其特征在于，所述安装盘处于所述摆锤的上方，所述安装盘的下表面设有齿条，所述摆锤的上端设有可与所述齿条啮合的齿轮，且所述齿轮的转轴与所述摆锤的转轴重合。

6.根据权利要求2所述的一种转动惯量的测量装置，其特征在于，所述安装盘上设有多个用于固定待测工件的锁止块，且多个锁止块之间的间距可调节。

7.根据权利要求6所述的一种转动惯量的测量装置，其特征在于，所述安装盘包括一呈圆形设置的底板，所述底板沿其半径方向开设有多个滑槽，每个所述滑槽上可滑动的设置有一个所述锁止块。

8.根据权利要求7所述的一种转动惯量的测量装置，其特征在于，所述锁止块上设有锁止螺杆和锁止螺母，所述锁止螺杆远离所述锁止块的一端穿过所述滑槽并与所述锁止螺母螺纹连接。

9.根据权利要求7所述的一种转动惯量的测量装置，其特征在于，所述第二转轴的轴线与所述底板的中心线重合，且多个所述滑槽关于所述底板的中心线对称。

10.根据权利要求1所述的一种转动惯量的测量装置，其特征在于，所述固定架上还设有光电门，在所述安装盘上设有挡光杆，所述安装盘转动以带动所述挡光杆穿过所述光电门，以采集所述安装盘的转动周期。