一种刚体转动惯量测定仪器制造技术

一种刚体转动惯量测定仪器，包括支架，支架末端垂直设有升降杆，升降杆末端设有吊索座，吊索座上沿其圆周方向均匀水平设有三根吊索杆，三根吊索杆末端分别设有长度相等的吊索，吊索上设有拉力传感器，支架下方设有机座，机座上设有三根呈等边三角形设置的等高立柱，立柱上设有称重传感器，三个称重传感器上水平设有支撑托，支撑托与称重传感器点接触，支撑托中心贯穿设有转动轴，转动轴底部设有伺服电机，转动轴上端与水平设置的圆盘可拆卸连接，圆盘上设有坐标系，圆盘上沿圆周方向均匀设有与吊索配合的三个结点，吊索安装在结点后呈垂直状，圆盘上可拆卸设有光电传感器，具有设计合理、测量精度高等优点。

An instrument for measuring moment of inertia of rigid body

A rigid body rotational inertia measuring instrument includes a bracket, a lifting rod is vertically arranged at the end of the bracket, a sling seat is arranged at the end of the lifting rod, three sling rods are uniformly and horizontally arranged on the sling seat along its circumferential direction, three sling rods are respectively provided with sling ropes of equal length, and a tension sensor is arranged on the sling rope, and a sling rod is arranged below the bracket. There are three equal-height columns arranged in equilateral triangles on the frame, a weighing sensor on the column, a supporting bracket on the three weighing sensors, a point contact between the supporting bracket and the weighing sensor, a rotating shaft running through the center of the supporting bracket, a servo motor at the bottom of the rotating shaft, and a rotating shaft end and a horizontal setting. The disks can be detached and connected, the coordinate system is arranged on the disks, and three nodes are evenly arranged along the circumferential direction of the disks to cooperate with the slings. The slings are installed vertically after the nodes, and the disks can be detached and equipped with photoelectric sensors, which have the advantages of reasonable design and high measurement accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种刚体转动惯量测定仪器
：本技术涉及刚体转动惯量测量
，具体涉及一种刚体转动惯量测定仪器。
技术介绍
：转动惯量是刚体绕轴转动时惯性的量度，转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量，用于建立角动量、角速度、力矩和角加速度等数个量之间的关系。如何精确测量出被控对象的转动惯量对后续研究具有重要意义，但对于一些形状复杂、质量分布不均的被控对象的转动惯量测量有一定难度。目的，对于刚体转动惯量测量的方法主要有三线摆测量法、重物角加速度测量法等多种方法，其中三线摆测量法具有所需设备简单、操作简单、原理成熟等优点，但存在测量精度较低的缺陷，导致测量精度较低的主要原因有两个方面，一是在计算过程中对一些量进行近似处理，二是对于三线摆测量法的一些测量基准要求难以做到精确，例如要求被测物质心位于下圆盘中轴线上。
技术实现思路
：本技术的目的就是为了弥补现有技术的不足，提供了一种刚体转动惯量测定仪器，它具有设计合理、测量精度高等优点，解决了现有技术中存在的问题。本技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种刚体转动惯量测定仪器，包括支架，支架末端垂直设有升降杆，升降杆末端设有吊索座，吊索座上沿其圆周方向均匀水平设有三根吊索杆，三根吊索杆末端分别设有长度相等的吊索，吊索上设有拉力传感器，支架下方设有机座，机座上设有三根呈等边三角形设置的等高立柱，立柱上设有称重传感器，三个称重传感器上水平设有支撑托，支撑托与称重传感器点接触，支撑托中心贯穿设有转动轴，转动轴底部设有伺服电机，转动轴上端与水平设置的圆盘可拆卸连接，圆盘上设有坐标系，圆盘上沿圆周方向均匀设有与吊索配合的三个结点，吊索安装在结点后呈垂直状，圆盘上可拆卸设有光电传感器，所述伺服电机和称重传感器分别通过导线与质心调节控制器连接，所述拉力传感器和光电传感器分别通过导线与转动惯量测量控制器连接。所述支撑托为凸型状，支撑托中心中空设计，转动轴通过上下两个轴承安装在支撑托上。所述支撑托底部沿圆周方向均匀设有三个与称重传感器对应的圆锥形凸起。所述转动轴与圆盘卡接或榫接。所述转动轴上端中心位置设有十字形榫槽，圆盘底部中心位置设有与十字形榫槽配合的十字形榫头。所述坐标系为直角坐标系，直角坐标系的原点设在圆盘的圆心处。所述转动惯量测量控制器和质心调节控制器分别通过导线与显示器连接，转动惯量测量控制器和质心调节控制器分别通过导线与控制键盘连接。本技术采用上述方案，针对现有刚体转动惯量测量存在的技术问题，设计了一种刚体转动惯量测定仪器，通过设计机座、立柱、称重传感器、支撑托、圆盘、伺服电机和质心调节控制器，实现首先测量圆盘上的被测刚体的质心，然后根据质心位置调整被测刚体的位置，使其质心位于圆盘中轴线上，再次测量被测刚体的质心位置，直到被测刚体质心位于圆盘中轴线上(通常在允许误差内即可)；通过设计支架、升降杆、吊索座、吊索杆、吊索、拉力传感器和转动惯量测量控制器，实现通过吊索与圆盘连接，并将圆盘脱离转动轴悬空，然后将圆盘调整水平，且吊索垂直设置，通过三线摆测量方法(变形的)测量出被测刚体的转动惯量；本申请设计的圆盘不仅可以实现测量被测刚体的质心，调整被测刚体质心使其位于圆盘中轴线上，而且还可以直接应用在测量转动惯量装置上，从而解决转动惯量测量时被测刚体的质心难以保证位于圆盘中轴线上的不足，确保转动惯量的准确。附图说明：图1是本技术的结构示意图；图2是本技术圆盘底部结构示意图；图3是本技术转动轴的结构示意图；其中，1、支架，2、升降杆，3、吊索座，4、吊索杆，5、吊索，6、拉力传感器，7、机座，8、立柱，9、称重传感器，10、支撑托，11、转动轴，12、伺服电机，13、圆盘，14、坐标系，15、结点，16、光电传感器，17、质心调节控制器，18、转动惯量测量控制器，19、轴承，20、圆锥形凸起，21、十字形榫槽，22、十字形榫头，23、显示器，24、控制键盘，25、被测刚体。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本技术做进一步说明：如图1-3所示，一种刚体转动惯量测定仪器，包括支架1，支架1末端垂直设有升降杆2，升降杆2末端设有吊索座3，吊索座3上沿其圆周方向均匀水平设有三根吊索杆4，三根吊索杆4末端分别设有长度相等的吊索5，吊索5上设有拉力传感器6，支架1下方设有机座7，机座7上设有三根呈等边三角形设置的等高立柱8，立柱8上设有称重传感器9，三个称重传感器9上水平设有支撑托10，支撑托10与称重传感器9点接触，支撑托10中心贯穿设有转动轴11，转动轴11底部设有伺服电机12，转动轴11上端与水平设置的圆盘13可拆卸连接，圆盘13上设有坐标系14，圆盘13上沿圆周方向均匀设有与吊索5配合的三个结点15，吊索5安装在结点15后呈垂直状，圆盘13上可拆卸设有光电传感器16，伺服电机12和称重传感器9分别通过导线与质心调节控制器17连接，拉力传感器6和光电传感器16分别通过导线与转动惯量测量控制器18连接。通过设计机座7、立柱8、称重传感器9、支撑托10、圆盘13、伺服电机12和质心调节控制器17，实现首先测量圆盘13上的被测刚体25的质心，然后根据质心位置调整被测刚体25的位置，使其质心位于圆盘13中轴线上，再次测量被测刚体25的质心位置，直到被测刚体25的质心位于圆盘中轴线上(通常在允许误差内即可)；通过设计支架1、升降杆2、吊索座3、吊索杆4、吊索5、拉力传感器6和转动惯量测量控制器18，实现通过吊索5与圆盘13连接，并将圆盘13脱离转动轴11悬空，然后将圆盘13调整水平，且吊索5垂直设置，通过三线摆测量方法(变形的)测量出被测刚体25的转动惯量；本申请设计的圆盘13不仅可以实现测量被测刚体的质心，调整被测刚体质心使其位于圆盘13中轴线上，而且还可以直接应用在测量转动惯量装置上，从而解决转动惯量测量时被测刚体25的质心难以保证位于圆盘13中轴线上的不足，确保转动惯量测量的准确。支撑托10为凸型状，支撑托10中心中空设计，转动轴11通过上下两个轴承19安装在支撑托10上，便于安装转动轴，且使其位于支撑托10中心线上。支撑托10底部沿圆周方向均匀设有三个与称重传感器9对应的圆锥形凸起20，实现支撑托10与称重传感器9的点接触连接，从而提高测量精度。转动轴11与圆盘13卡接或榫接，连接结构简单，使其在调节质心时能够在转动,11的驱动下旋转(实际测量质心位置时是缓慢旋转的)，当需要测量转动惯量时能够快速拆卸，然后与吊索5连接，悬空设置。转动轴11上端中心位置设有十字形榫槽21，圆盘13底部中心位置设有与十字形榫槽21配合的十字形榫头22，通过十字形榫接具有加工制造方便快捷，成本低廉，加工精度高，旋转时牢固，拆卸时直接向上提起等优点。坐标系14为直角坐标系，直角坐标系的原点设在圆盘13的圆心处，便于精确调节被测刚体的位置，从而降低调节次数，实现快速将被测刚体25的质心位于圆盘13中轴线上。转动惯量测量控制器18和质心调节控制器17分别通过导线与显示器23连接，转动惯量测量控制器18和质心调节控制器17分别通过导线与控制键盘24连接，便于操控和掌握测量数据。本技术的工作过程：首先调节被测刚体25的质心使其位于圆盘13的中轴线上，首先根据经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刚体转动惯量测定仪器，其特征在于：包括支架，支架末端垂直设有升降杆，升降杆末端设有吊索座，吊索座上沿其圆周方向均匀水平设有三根吊索杆，三根吊索杆末端分别设有长度相等的吊索，吊索上设有拉力传感器，支架下方设有机座，机座上设有三根呈等边三角形设置的等高立柱，立柱上设有称重传感器，三个称重传感器上水平设有支撑托，支撑托与称重传感器点接触，支撑托中心贯穿设有转动轴，转动轴底部设有伺服电机，转动轴上端与水平设置的圆盘可拆卸连接，圆盘上设有坐标系，圆盘上沿圆周方向均匀设有与吊索配合的三个结点，吊索安装在结点后呈垂直状，圆盘上可拆卸设有光电传感器，所述伺服电机和称重传感器分别通过导线与质心调节控制器连接，所述拉力传感器和光电传感器分别通过导线与转动惯量测量控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种刚体转动惯量测定仪器，其特征在于：包括支架，支架末端垂直设有升降杆，升降杆末端设有吊索座，吊索座上沿其圆周方向均匀水平设有三根吊索杆，三根吊索杆末端分别设有长度相等的吊索，吊索上设有拉力传感器，支架下方设有机座，机座上设有三根呈等边三角形设置的等高立柱，立柱上设有称重传感器，三个称重传感器上水平设有支撑托，支撑托与称重传感器点接触，支撑托中心贯穿设有转动轴，转动轴底部设有伺服电机，转动轴上端与水平设置的圆盘可拆卸连接，圆盘上设有坐标系，圆盘上沿圆周方向均匀设有与吊索配合的三个结点，吊索安装在结点后呈垂直状，圆盘上可拆卸设有光电传感器，所述伺服电机和称重传感器分别通过导线与质心调节控制器连接，所述拉力传感器和光电传感器分别通过导线与转动惯量测量控制器连接。2.根据权利要求1所述的一种刚体转动惯量测定仪器，其特征在于：所述支撑托为...

【专利技术属性】
技术研发人员：高亚琴，秦振兴，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：新型
国别省市：山西,14