專利名稱：質(zhì)量特性測量儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及測量儀，具體涉及質(zhì)量特性測量儀。
背景技術：
目前，質(zhì)量測量與質(zhì)心定位的方法多種多樣。根據(jù)測量原理不同，通?？煞譃?懸掛法、質(zhì)量反應法、不平衡力矩法、配平法、多點稱量法、旋轉(zhuǎn)平衡法、慣量法和復擺測量法等。本方案將采用多點稱重法。多點稱重法亦基于靜態(tài)稱重技術，用多個稱重傳感器共同組成支承平臺，質(zhì)心通過支反力與重力之間力和力矩的平衡關系，由各傳感器相對于基準中心的位置求矩計算。我們知道轉(zhuǎn)動慣量是描述剛體在轉(zhuǎn)動中的慣性大小的物理量。定義為:1= Σ (Amiri2)，根據(jù)定義可以得到其決定因素是:剛體的質(zhì)量、轉(zhuǎn)軸的位置、質(zhì)量的分布。由于一般測量地方的重力加速度g為常值，所以重心和質(zhì)心在位置上是重合的，只需找到重心即可確定質(zhì)心。尋找重心可根據(jù)所用傳感器個數(shù)及布置形式的不同，多點稱重法通?？煞譃槿c測量和四點測量方式。測量裝置以等邊三角形或者其它圖形布置，通過測量讀數(shù)，利用簡單的幾何關系及受力分析，可得出質(zhì)心與幾何圖形中心的距離。該方法結(jié)構簡單，一次可以獲得軸向和徑向兩個質(zhì)心坐標，并能同時測量質(zhì)量。由于測量結(jié)構是基于稱重傳感器和力臂特征點測量后，通過位置計算得到，該方法對傳感器以及幾何位置的測量精度要求很高。理論上任何形狀物體的轉(zhuǎn)動慣量都可以通過計算得至IJ，實際上在生產(chǎn)應用過程中遇到的基本上都是不規(guī)則物體居多，對于復雜不規(guī)則體通過計算會產(chǎn)生相當?shù)恼`差，一般都采用實驗方法確定。最常見的方法有動力法、三線擺法、復擺法、扭擺法等?？墒乾F(xiàn)有的測量儀都無法直接、迅速且方便的測量任意不規(guī)則物體繞任意給定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的慣量，給生產(chǎn)帶來不便。

實用新型內(nèi)容本實用新型克服了現(xiàn)有技術的不足，提供了質(zhì)量特性測量儀，解決現(xiàn)有技術中測量儀無法測量任意不規(guī)則物體繞任意給定軸的轉(zhuǎn)動慣量且精度低的缺陷。為解決上述的技術問題，本實用新型采用以下技術方案:一種質(zhì)量特性測量儀，包括支撐平臺、底座和調(diào)整機構，所述的調(diào)整機構在支撐平臺和底座之間，調(diào)整機構頂部設置有圓形底座，所述的支撐平臺固定在圓形底座上，所述的調(diào)整機構兩側(cè)分別設置豎直支架與底座連接，還包括位于調(diào)整機構中間的回轉(zhuǎn)伺服電機、繞調(diào)整機構外圍一圈的側(cè)傾支架、固定在側(cè)傾支架側(cè)面上的直線伺服電機和分布在側(cè)傾支架上的重力傳感器。直線伺服電機和回轉(zhuǎn)伺服電機組合起來可以實現(xiàn)側(cè)傾運動、俯仰運動和橫擺運動。可同時測量質(zhì)量、質(zhì)心的位置和轉(zhuǎn)動慣量，操作方便簡單。上述的調(diào)整機構分為上下兩層，兩層相互平行，回轉(zhuǎn)伺服電機位于兩層之間，靠近支撐平臺的一層分布有交叉垂直的側(cè)向調(diào)整機構和縱向調(diào)整機構，把調(diào)整機構平面平均分為四等分。上述的調(diào)整機構上還分布有位移傳感器和力矩傳感器，力矩傳感器固定在支撐平臺的下面。該力矩傳感器能用于測量支撐平臺三方向的力矩，然后通過信號處理得到相應的轉(zhuǎn)動慣量。這些操作還設置有對應的控制模塊，操作迅速。上述的立柱有四根，每根立柱一端固定在調(diào)整機構對應的一個角上，另一端固定在側(cè)傾支架上，每根立柱與側(cè)傾支架之間均分布有一個重力傳感器。通過四個均勻分布的重力傳感器，就可測量被測物體的質(zhì)量和質(zhì)心位置，測量精度高。上述的直線伺服電機上端和側(cè)傾支架之間通過回轉(zhuǎn)軸承相連，下端和底座通過十字萬向節(jié)連接。伺服電機可根據(jù)實際需要進行相應的運動，使用更靈活。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型能夠直接、迅速而且方便地測量物體繞任意給定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的慣量，測量物體可以是任意不規(guī)則物體，測量精度高，操作簡單方便，實用性強。還具有良好的用戶界面，操作、測試簡單直觀，測試結(jié)果準確、可靠。測量精度高，具有很高的實用價值。

圖1為本實用新型的結(jié)構示意圖；圖2為圖1的A-A視圖。圖中附圖標記分別表示為:1、支撐平臺；2、回轉(zhuǎn)伺服電機；3、直線伺服電機；4、底座；5、重力傳感器；6、側(cè)向調(diào)整機構；7、縱向調(diào)整機構；8、側(cè)傾支架；9、調(diào)整機構。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步闡述，該實用新型的實施例不限于此。實施例1:如圖1和2所示，本實用新型包括支撐平臺1、底座4和調(diào)整機構9，還包括位于調(diào)整機構9中間的回轉(zhuǎn)伺服電機2、繞調(diào)整機構9外圍一圈的側(cè)傾支架8、固定在側(cè)傾支架8側(cè)面上的直線伺服電機3和分布在側(cè)傾支架8與立柱之間的重力傳感器5。其中的調(diào)整機構9在支撐平臺I和底座4之間，調(diào)整機構9頂部設置有圓形底座，所述的支撐平臺I固定在圓形底座上，所述的調(diào)整機構9兩側(cè)分別設置豎直支架與底座4連接。其中的直線伺服電機3上端和側(cè)傾支架8之間通過回轉(zhuǎn)軸承相連,下端和底座4通過十字萬向節(jié)連接。該實施例的立柱有四根，每根立柱一端固定在調(diào)整機構9對應的一個角上，另一端固定在側(cè)傾支架8上，每根立柱與側(cè)傾支架8之間均分布有一個重力傳感器5。通過重力傳感器測量質(zhì)量，結(jié)合直線伺服電機測量質(zhì)心位置。其中的直線伺服電機3讓承載平臺產(chǎn)生固定的側(cè)傾角度。在此位置下采集傳感器信號，通過數(shù)據(jù)處理得到質(zhì)心高度。廣泛應用于航空、航天、機械、電機等科研、生產(chǎn)領域，具有很大的實用價值。實施例2:本實施例是在實施例1的基礎上，優(yōu)選調(diào)整機構9的具體結(jié)構如下:分為上下兩層，兩層相互平行，回轉(zhuǎn)伺服電機2位于兩層之間，靠近支撐平臺I的一層分布有交叉垂直的側(cè)向調(diào)整機構6和縱向調(diào)整機構7，把調(diào)整機構9平面平均分為四等分。直線伺服電機可實現(xiàn)支撐平臺的側(cè)傾和俯仰運動，回轉(zhuǎn)伺服電機實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動，通過傳感器將三種運動的力矩信號采集出來，通過計算機處理得到轉(zhuǎn)動慣量數(shù)值。該實施例的縱向調(diào)整機構和側(cè)向調(diào)整機構的原理一樣，只是因為調(diào)整量不同導致尺寸不同。下面只對縱向調(diào)整機構進行說明。縱向調(diào)整機構包括兩根導軌、一套絲母絲杠機構、一個伺服電機、一個光柵尺。通過伺服電機施加驅(qū)動使絲杠回轉(zhuǎn)，從而帶動絲母移動，絲母和平臺固聯(lián)在一起，絲母的移動帶動平臺移動。結(jié)合光柵尺的信號，控制伺服電機從而達到控制平臺精確移動。實施例3:在以上任意一個實施例的基礎上增加如下技術特征:調(diào)整機構9上還分布有位移傳感器和力矩傳感器，力矩傳感器固定在支撐平臺I的下面。測量精度高，具有很高的實用價值。測量時，將被測物體放置在支撐平臺上，采集重力傳感器的信號計算得到重心位置，通過調(diào)整機構將所需要測量的回轉(zhuǎn)軸調(diào)整至測試儀中心位置，利用光柵尺來控制調(diào)整時的位移變化量以控制精度。調(diào)整完成后，先讓直線伺服電機驅(qū)動產(chǎn)生側(cè)傾運動，利用傳感器得到側(cè)傾力矩信號，通過信號處理得到側(cè)傾轉(zhuǎn)動慣量。然后利用回轉(zhuǎn)伺服電機將支撐平臺在水平面上回轉(zhuǎn)90°，同樣直線伺服電機驅(qū)動，此時處理得到的信號為俯仰轉(zhuǎn)動慣量。最后利用回轉(zhuǎn)伺服電機產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運動，采集扭矩傳感器處理得到回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動慣量。以上所述，僅是本實用新型的部分實施例，并非對本實用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型所作的任何形式上的簡單修改和同等變化，均落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種質(zhì)量特性測量儀，包括支撐平臺(I)、底座(4)和調(diào)整機構(9)，所述的調(diào)整機構(9)在支撐平臺(I)和底座(4)之間，調(diào)整機構(9)頂部設置有圓形底座，所述的支撐平臺(O固定在圓形底座上，所述的調(diào)整機構(9)兩側(cè)分別設置豎直支架與底座(4)連接，其特征在于:還包括位于調(diào)整機構(9)中間的回轉(zhuǎn)伺服電機(2)、繞調(diào)整機構(9)外圍一圈的側(cè)傾支架(8)、固定在側(cè)傾支架(8)側(cè)面上的直線伺服電機(3)和分布在側(cè)傾支架(8)與立柱之間的重力傳感器(5)。
2.根據(jù)權利要求1所述的質(zhì)量特性測量儀，其特征在于:所述的調(diào)整機構(9)分為上下兩層，兩層相互平行，回轉(zhuǎn)伺服電機(2)位于兩層之間，靠近支撐平臺(I)的一層分布有交叉垂直的側(cè)向調(diào)整機構(6)和縱向調(diào)整機構(7)，把調(diào)整機構(9)平面平均分為四等分。
3.根據(jù)權利要求1所述的質(zhì)量特性測量儀，其特征在于:所述的調(diào)整機構(9)上還分布有位移傳感器和力矩傳感器，力矩傳感器固定在支撐平臺(I)的下面。
4.根據(jù)權利要求1所述的質(zhì)量特性測量儀，其特征在于:所述的立柱有四根，每根立柱一端固定在調(diào)整機構(9)對應的一個角上，另一端固定在側(cè)傾支架(8)上，每根立柱與側(cè)傾支架(8)之間均分布有一個重力傳感器(5)。
5.根據(jù)權利要求1所述的質(zhì)量特性測量儀，其特征在于:所述的直線伺服電機(3)上端和側(cè)傾支架(8)之間通過回轉(zhuǎn)軸承相連，下端和底座(4)通過十字萬向節(jié)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種質(zhì)量特性測量儀，包括支撐平臺(1)、底座(4)和調(diào)整機構(9)，所述的調(diào)整機構(9)在支撐平臺(1)和底座(4)之間，調(diào)整機構(9)頂部設置有圓形底座，所述的支撐平臺(1)固定在圓形底座上，所述的調(diào)整機構(9)兩側(cè)分別設置豎直支架與底座(4)連接，還包括位于調(diào)整機構(9)中間的回轉(zhuǎn)伺服電機(2)、繞調(diào)整機構(9)外圍一圈的側(cè)傾支架(8)、固定在側(cè)傾支架(8)側(cè)面上的直線伺服電機(3)和分布在側(cè)傾支架(8)與立柱之間的重力傳感器(5)。本實用新型采用上述結(jié)構可以測量任意不規(guī)則物體繞任意給定軸的轉(zhuǎn)動慣量，而且精度較高，具有很高的使用價值。
文檔編號G01M1/12GK202994369SQ20132002454
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權日2013年1月17日
發(fā)明者呂濟明, 郭孔輝, 張志華 申請人:成都孔輝汽車科技有限公司