一種可調產品質量特性測量裝置的製作方法

2023-04-29 10:22:41

專利名稱：一種可調產品質量特性測量裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種產品質量特性測量裝置，更具體地說，涉及一種可調產品質量特性測量裝置。
背景技術：
目前國內外測量產品質量特性的試驗裝置主要採用產品質量特性測試工裝(俗稱L型梁)、框式工裝、垂直工裝和其它工裝組合進行試驗的。繞Z軸的轉動慣量的測量，是採用垂直工裝來實現的，繞X軸和繞Y軸轉動的轉動慣量的測量，是採用框式工裝加上L型梁質量特性工裝來實現的。產品質量特性測試工裝的旋轉機構與產品對接後，通過旋轉機構的旋轉實現產品在L型梁上的轉動和各種在軌姿 態角度的實現，再整體與質心測試臺或轉動慣量測試臺對接後進行測試，並通過調節L型梁上的移動機構，最終得出產品的重量、質心、轉動慣量、慣性積等各種質量特性數據。為此，L型梁質量特性工裝和框式工裝都存在不足，特別是對質心位置的調節存在著不足，轉動慣量測量精度不高，操作過程費時又費力，所以需對產品質量特性測試工裝進行改進，用一種輕型可調產品質量特性測量裝置來替代，以滿足測量和提高轉動慣量測量精度的需要。

發明內容
本發明要解決的技術問題是針對L型工裝和框式工裝測試產品質量特性存在的不足，提供一種輕型可調產品質量特性測量裝置。本發明採用的技術方案本文規定參考坐標係為直角坐標系，如圖I所示的Z，X方向，Y軸正方向由紙面指向外。本發明的技術方案是一種可調產品質量特性測量裝置，該裝置由內框架組件、轉動驅動機構組件、外框架組件、支撐立柱、第一旋轉調節機構組件、升降調節機構組件、第二旋轉調節機構組件、轉動關節機構、產品本體和配重塊組成；內框架組件由多邊形框架構成，內框架組件由八條邊框通過螺釘連接構成,外框架組件由三條邊框構成,隨著內框架組件的增大,外框架組件也可以進行調節；外框架組件底部通過四根立柱將其支撐，立柱的另一端用螺釘與第一旋轉調節機構組件固連，旋轉調節機構用於調節整個產品本體繞Z軸旋轉角度。升降調節機構組件設置於內框架組件的底部，通過手動調節，控制升降調節機構組件在Z方向上的聞度，從而調節廣品本體的聞度。轉動關節機構組件用於連接外框架組件和內框架組件，其上設置推子球軸承，以減少轉動軸端面和外框架組件的摩擦；轉動驅動機構組件設置於與轉動關節機構組件相對應的另一側，外框架組件上安裝的直流電機為整個內框架組件實現翻轉的轉動驅動機構組件提供動力；配重塊設置於內框體組件的頂部。
本發明的有益效果是本發明所述輕型可調產品質量特性測量裝置是一種質心點位置和內框架可以調節，重量輕、安裝方便的輕型可調產品質量特性測量裝置，該裝置具有以下明顯優勢1、提高了產品的安全；2、工裝自身轉動慣量的減少了，提高了產品測量精度；3、適應不同體積大小的產品的使用；4、操作過程方便、可以節省試驗的時間和人力。


下面結合

和具體實施方式
對輕型可調產品質量特性測量裝置作進一步說明，其中圖I、輕型可調產品質量特性測量裝置裝配圖；圖2、旋轉調節機構裝配圖；圖3、升降調節機構裝配圖； 圖4、轉動關節機構裝配圖；圖5、轉動驅動機構裝配圖。其中1、內框架組件，2、轉動驅動機構組件，3、外框架組件，4、支撐立柱，5、第一旋轉調節機構組件，6、升降調節機構組件,7、第二旋轉調節機構組件,8、轉動關節機構,9、產品本體，10、配重塊；001、滾珠，002、上圓盤，003、下圓盤，004、鎖緊螺母，005、把手；101、推力球軸承，102、軸承座，103、鎖緊螺母，104、上檯面，105、移動楔塊，106、支座，107、絲杆，108、下臺面，201、軸承筒，202、滾子軸承，203、推力球軸承，204、外框架，205、套筒，206、端蓋，207、套筒，208、內框架，209、圓螺母，301、直流電機，302、套筒聯軸器，303、支座，304、圓螺母，305、轉動軸306、內框架，307、端蓋，308、軸承筒309、滾子軸承，310、外框架，311、渦輪，312、圓螺母，313、蝸杆。
具體實施例方式如圖I所示,輕型可調產品質量特性測量裝置由內框架組件I、轉動驅動機構組件
2、外框架組件3、支撐立柱4、第一旋轉調節機構組件5、升降調節機構組件6、第二旋轉調節機構組件7、轉動關節機構8、產品本體9和配重塊10組成。在如圖I中，所述的內框架組件I和外框架組件3，內框架組件I由多邊形框架構成，內框架材料採用輕型的碳釺維材料製作。內框架組件由八條邊框通過螺釘連接構成，內框架組件可以根據產品體積的大小任意調節多邊形邊長，從而適應不同體積大小的產品使用。同時可以調節邊框的厚度和寬度來滿足各種體積、重量的產品。為了減少工裝自身的轉動慣量，與用不鏽鋼板製作的框式工裝相比轉動慣量減少了 70%，與用鋁合金板製作的框式工裝相比轉動慣量減少了 50 %，這樣工裝自身的轉動慣量就大大的減少了，提高了產品測量精度。外框架組件材料也是採用輕型的碳釺維材料製作。外框架組件同樣採用內框架組件的結構形式，由三條邊框構成，隨著內框架組件的增大，外框架組件也可以進行調節。適應不同體積大小的產品使用。如圖2所示，第一旋轉調節機構組件5由滾珠001、上圓盤002、下圓盤003、鎖緊螺母004和把手005構成。上圓盤002和下圓盤003上設計有截面為半圓形的導槽，安裝時上圓盤002和下圓盤003之間有若干圓度和表面粗糙度要求較高的滾珠001，利用滾珠001的在導槽內的滾動，實現上圓盤002和下圓盤003的相對轉動。鋼珠直徑尺寸相對的誤差為I 2μ ，這樣上、下圓盤在實現轉動時，圓盤旋轉非常平穩。上圓盤002和下圓盤003還設計有一定寬度的通槽，用於安裝鎖緊螺母004。在下圓盤003外側面的安裝有用來輔助轉動的把手005，機構需要旋轉時可以用於輔助。操作時，先鬆開鎖緊螺母004，藉助於把手005轉動上圓盤002，同時可以參照上圓盤002和下圓盤003的刻度，使圓盤旋轉到需要的位置，再利用鎖緊螺母004鎖緊。如圖2所示，第二旋轉調節機構組件7安裝在內框架組件I上，第二旋轉調節機構組件7中上圓盤002的上表面與產品轉接環固連，第二旋轉調節機構組件7中下圓盤003的下表面與升降調節機構組件6固連，第二旋轉調節機構組件7用於實現產品旋轉角度的調節。第二旋轉調節機構組件7與第一旋轉調節機構組件5的結構形式相同，只是外形尺寸有所不同，這裡就不再詳細說明。如圖3所示，升降調節機構組件6由推力球軸承101、軸承座102、鎖緊螺母103、 上檯面104、移動楔塊105、支座106、絲槓107和下臺面108組成。上檯面104與移動楔塊105構成楔形機構，移動楔塊105和上檯面104的相對移動可以使上檯面的位置升高，同時上檯面104與移動楔塊105之間設計有導槽，不會因相對移動而導致上檯面位置偏離。移動楔塊105和絲槓107構成絲槓螺母機構，利用用絲杆107的旋轉，使移動楔塊105實現左右移動上檯面104與下臺面108通過螺栓固定連接，需要調節高度時，鬆開螺栓，調節完畢，再擰緊螺栓。絲槓107的左端由一對推力球軸承101支撐，用於克服絲槓107旋轉時較強的軸向力，絲槓107的右端由鑲嵌有銅套的支座106支撐，可以具有較靈活的轉動。需要調節高度時，用扳手直接轉動絲槓107，利用絲杆的旋轉實現楔塊的左右移動。從而調節升降調節機構組件6在Z方向上的高度。從而調節整個結構在Z方向的高度。如圖4所示，轉動關節機構組件8由軸承筒201、滾子軸承202、推力球軸承203、套筒205、端蓋206、套筒207、圓螺母209和轉動軸210構成。轉動關節機構組件8用於連接外框架組件3和內框架組件1，同時需要具有高剛度要求和靈活轉動的要求。通過一個推子球軸承減少了轉動軸端面和外框架組件的摩擦，一對圓錐滾子軸承支撐轉動軸的兩端，實現了轉動軸的轉動並提高了該機構的剛度，推力球軸承203安裝在外框架組件內，通過和轉動軸210的配合連接，與轉動軸210的端面貼合，推力球軸承203減少了轉動軸210端面和外框架組件之間的摩擦。一對滾子軸承202安裝在軸承筒201內，軸承的外圈與軸承筒201緊配合連接，軸承的內圈與轉動軸210連接，一對軸承支撐在轉動軸210的兩端，實現了轉動軸210的轉動並提高了該機構的剛度，使轉動關節機構組件8可以承受大重量產品的質心測試。所述的轉動驅動機構組件2裝配圖如圖5所示。轉動驅動機構組件2由直流電機301、套筒聯軸器302、支座303、圓螺母304、轉動軸305、端蓋307、軸承筒308、滾子軸承309、渦輪311、圓螺母312和蝸杆313構成。該機構利用渦輪-蝸杆機構原理，在轉動軸一端連接有渦輪，同時利用直流電機驅動蝸杆實現渦輪的轉動，另一端同樣採用一對圓錐滾子軸承支撐轉動軸。轉動驅動機構組件2連接在與轉動關節機構組件8相對應的另一側，是整個內框架組件I實現翻轉的驅動機構。滾子軸承309安裝在軸承筒內，軸承外圈與軸承筒308緊配合連接，轉動軸305通過鍵和套筒與內框架組件I和外框架組件3連接，內框架組件I端用一對圓螺母312鎖死，外框架組件3端固連有渦輪311，同時，在外框架組件上由安裝有直流電機301，直流電機301的輸出軸與蝸杆313通過套筒聯軸器302連接，直流電機301的轉動實現整個內框架組件I的翻轉運動。安裝時需要滿足轉動關節機構7與轉動驅動機構I軸線同軸的要求。安裝時需要滿足轉動關節機構與轉動驅動機構軸線同軸的要求，便可以實現內框架組件的翻轉運動
權利要求
1.一種可調產品質量特性測量裝置，該裝置由內框架組件(I)、轉動驅動機構組件(2)、外框架組件(3)、支撐立柱(4)、第一旋轉調節機構組件(5)、升降調節機構組件(6)、第二旋轉調節機構組件(7)、轉動關節機構(8)、產品本體(9)和配重塊(10)組成； 內框架組件(I)由多邊形框架構成，內框架組件(I)由八條邊框通過螺釘連接構成，夕卜框架組件(3)由三條邊框構成,隨著內框架組件的增大,外框架組件也能進行調節； 外框架組件(3)底部通過四根立柱將其支撐，立柱的另一端用螺釘與第一旋轉調節機構組件(5)固連，旋轉調節機構(5)用於調節整個產品本體(9)繞Z軸旋轉角度； 升降調節機構組件(6)設置於內框架組件(I)的底部，通過手動調節，控制升降調節機構組件(6)在Z方向上的高度，從而調節產品本體(9)的高度； 轉動關節機構組件(8)用於連接外框架組件(3)和內框架組件(I)，其上設置推子球軸承，以減少轉動軸端面和外框架組件的摩擦； 轉動驅動機構組件(2)設置於與轉動關節機構組件(8)相對應的另一側，外框架組件上安裝的直流電機為整個內框架組件實現翻轉的轉動驅動機構組件(2)提供動力；配重塊(10)設置於內框體組件⑴的頂部。
2.根據權利要求I所述的一種可調產品質量特性測量裝置，其特徵在於內框架組件(2)材料採用輕型的碳釺維材料。
3.根據權利要求I所述的一種可調產品質量特性測量裝置，其特徵在於第一旋轉調節機構組件(5)由滾珠(001)、上圓盤(002)、下圓盤(003)、鎖緊螺母(004)和把手(005)構成，上圓盤(002)和下圓盤(003)上設計有截面為半圓形的導槽，安裝時上圓盤(002)和下圓盤(003)之間設置有滾珠(001)，利用滾珠(001)的在導槽內的滾動，實現上圓盤(002)和下圓盤(003)的相對轉動。
4.根據權利要求I所述的一種可調產品質量特性測量裝置，其特徵在於升降調節機構組件(6)由推力球軸承(101)、軸承座(102)、鎖緊螺母(103)、上檯面(104)、移動楔塊(105)、支座(106)、絲槓(107)和下臺面(108)組成；上檯面(104)與移動楔塊(105)構成楔形機構，移動楔塊(105)和上檯面(104)的相對移動可以使上檯面的位置升高；移動楔塊(105)和絲槓(107)構成絲槓螺母機構，利用用絲杆(107)的旋轉，使移動楔塊(105)實現左右移動。
5.根據權利要求I所述的一種可調產品質量特性測量裝置，其特徵在於轉動關節機構組件(8)由軸承筒(201)、滾子軸承(202)、推力球軸承(203)、套筒(205)、端蓋(206)、套筒(207)、圓螺母(209)和轉動軸(210)構成，推力球軸承(203)安裝在外框架組件內，通過和轉動軸(210)的配合連接，與轉動軸(210)的端面貼合；一對滾子軸承(202)安裝在軸承筒(201)內，軸承的外圈與軸承筒(201)緊配合連接，軸承的內圈與轉動軸(210)連接，一對軸承支撐在轉動軸(210)的兩端。
6.根據權利要求I所述的一種可調產品質量特性測量裝置，其特徵在於所述轉動驅動機構組件(2)由直流電機(301)、套筒聯軸器(302)、支座(303)、圓螺母(304)、轉動軸(305)、端蓋(307)、軸承筒(308)、滾子軸承(309)、渦輪(311)、圓螺母(312)和蝸杆(313)構成；滾子軸承(309)安裝在軸承筒內，軸承外圈與軸承筒(308)緊配合連接，轉動軸(305)通過鍵和套筒與內框架組件(I)和外框架組件(3)連接，內框架組件(I)端用一對圓螺母(312)鎖死，外框架組件(3)端固連有渦輪(311)，由外框架組件上安裝有直流電機(301)提供動力。
7.根據權利要求I所述的一種可調產品質量特性測量裝置，其特徵在於所述產品本體為三軸質心測試裝置。
全文摘要
本發明提供一種可調產品質量特性測量裝置，該裝置由內框架組件(1)、轉動驅動機構組件(2)、外框架組件(3)、支撐立柱(4)、第一旋轉調節機構組件(5)、升降調節機構組件(6)、第二旋轉調節機構組件(7)、轉動關節機構(8)、產品本體(9)和配重塊(10)組成；該裝置是一種質心點位置和內框架可以調節，重量輕、安裝方便的輕型可調產品質量特性測量裝置。
文檔編號G01M1/12GK102645304SQ201110418468
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者彭超, 徐水湧, 沈秀峰, 沈雷 申請人:上海衛星工程研究所