一种轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置及测量方法。该测量方法包括：控制轴杆活动端自初始位置向终止位置进行第一运动；获取称重器在每次所述第一运动中测得的第一质量值及倾角传感器测得的第一角度值；控制所述轴杆活动端自所述终止位置向所述初始位置进行第二运动；获取所述称重器在每次所述第二运动中测得的第二质量值；根据公式计算得到轴杆转动摩擦力矩值F。本发明专利技术的装置及方法，通过使用圆弧差补算法控制待测轴杆进行平稳的圆弧运动，降低了测量过程的扰动；待测轴杆通过挂钩与称重器连接，无需在待测轴杆内部加装测量工具，避免了测量工具对待测轴负载的影响，提高了测量结果的准确性。

A measuring device and measuring method for friction torque of shaft shafts

The invention discloses a measuring device and a measuring method for the rotational friction moment of the shaft shaft. The measurement method includes: controlling the first motion of the moving end of the shaft bar from the initial position to the termination position; obtaining the first mass value measured by the weigher in each first motion and the first angle value measured by the inclination sensor; and controlling the second motion of the moving end of the shaft bar from the termination position to the initial position. The second mass value measured by the weigher in each second motion is obtained, and the rotational friction moment F of the shaft rod is calculated according to the formula. The device and method of the invention can control the axle bar to be measured to move smoothly in a circular arc by using the arc difference compensation algorithm, thus reducing the disturbance of the measurement process; the axle bar to be measured is connected with the weigher through a hook, without adding measuring tools inside the axle bar to be measured, avoiding the influence of measuring tools on the axle load and improving the measurement. The accuracy of the results.

【技术实现步骤摘要】
一种轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置及测量方法
本专利技术涉及转动摩擦力矩测量领域，尤其涉及一种轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置及测量方法。
技术介绍
对于很多轴系产品，传统的测量转动摩擦力矩的方法有砝码法、微力矩仪测量法和电子秤测量法等三种方法。使用砝码法测量转动摩擦力矩时，通过在待测轴上悬挂砝码进行摩擦力矩测量，此方法虽然简单，但容易因测量时操作不当而无法读取数据。而用微力矩仪和电子秤测量摩擦力矩的方法只能由人工读数，因此也存在测量扰动误差。且上述三种测量方法一般都是在待测轴杆的内部加装测量工具以达到测量转动摩擦力矩的目的，这将增大待测轴杆的载荷，从而直接影响到转动摩擦力矩的测量结果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置及测量方法，以解决现有技术中轴系产品转动摩擦力矩测量结果误差较大的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置，所述轴杆的固定端与所述轴系连接，所述轴杆的轴向与所述轴系的轴向垂直，该装置包括：十字滑台、第一电机、第二电机、称重器、倾角传感器及控制器；所述十字滑台包括X轴滑台和Y轴滑台，所述X轴滑台垂直设置于所述Y轴滑台上；所述第一电机固定于所述Y轴滑台的一端，所述第二电机固定于所述X轴滑台的一端，所述称重器设置于所述X轴滑台的滑块上；所述轴杆的活动端悬挂于所述称重器的下方；所述轴杆平行于所述X轴滑台的运动面；所述X轴滑台的运动面为所述X轴滑台沿Y轴滑台运动时扫过的平面；所述倾角传感器固定于所述轴杆上；所述第一电机、所述第二电机、所述称重器以及所述倾角传感器分别与所述控制器连接。可选的，所述称重器具体包括：称重传感器、连接线及挂钩；所述称重传感器固定于所述X轴滑台的滑块的下表面上，所述挂钩通过所述连接线悬挂于所述称重传感器下方；所述轴杆的活动端与所述挂钩连接；所述称重传感器与所述控制器连接。可选的，所述测量装置还包括：模数转换器及数据采集卡；所述称重传感器和所述倾角传感器分别与所述模数转换器的输入端连接，所述模数转换器的输出端与所述数据采集卡连接，所述数据采集卡与所述控制器连接。可选的，所述测量装置还包括：第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关及第四接近开关；所述第一接近开关固定于所述Y轴滑台的一端，所述第二接近开关固定于所述Y轴滑台的另一端；所述第三接近开关固定于所述X轴滑台的一端，所述第四接近开关固定于所述X轴滑台的另一端；所述第一接近开关、所述第二接近开关、所述第三接近开关以及所述第四接近开关分别与所述控制器连接。可选的，所述测量装置还包括：底座、线性滑台及第三电机；所述线性滑台固定于所述底座上，所述第三电机设置于所述线性滑台的一端；所述十字滑台固定于所述线性滑台的滑块上；所述第三电机与所述控制器连接。可选的，所述X轴滑台具体为丝杆滑台，所述Y轴滑台具体为丝杆滑台，所述线性滑台具体为丝杆滑台。一种轴系轴杆转动摩擦力矩的测量方法，包括：控制轴杆活动端自初始位置向终止位置进行第一运动；获取称重器在每次所述第一运动中测得的第一质量值；所述第一质量值为所述轴杆活动端经过待测区域时，所述称重器测得的质量值；获取倾角传感器在每次所述第一运动中测得的第一角度值；所述第一角度值为所述轴杆活动端经过所述待测区域时，所述倾角传感器测得的角度值；控制所述轴杆活动端自所述终止位置向所述初始位置进行第二运动；获取所述称重器在每次所述第二运动中测得的第二质量值；所述第二质量值为所述轴杆活动端经过所述待测区域时，所述称重器测得的质量值；根据公式计算得到轴杆转动摩擦力矩值F；其中，θi为所述倾角传感器在所述待测区域内测得的第i个第一角度值；为所述倾角传感器在所述待测区域内测得的第一角度值的平均值，p为大于0的整数；L为的轴杆长度；g为重力加速度；m1i为称重器测得的第i个第一质量值；m2i为所述称重器测得的第i个第二质量值，n为大于0的整数。可选的，所述获取称重器在每次所述第一运动中测得的第一质量值，具体包括:获取称重器在一次第一运动过程中测得的多个候选第一质量值；所述多个候选第一质量值为所述轴杆活动端经过所述待测区域时，所述称重器测得的质量值；将所述多个候选第一质量值中的最大值确定为所述第一质量值；所述获取所述称重器在每次所述第二运动中测得的第二质量值，具体包括:获取所述称重器在一次第二运动过程中测得的多个候选第二质量值；所述多个候选第二质量值为所述轴杆活动端经过所述待测区域时，所述称重器测得的质量值；将所述多个候选第二质量值中的最大值确定为所述第二质量值。一种轴系轴杆转动摩擦力矩的测量方法，包括：控制轴杆活动端自初始位置向终止位置进行第一运动；获取称重器在一次第一运动过程中测得的多个第一质量值及倾角传感器测得的多个第一角度值；所述多个第一质量值为所述轴杆活动端经过所述待测区域时，所述称重器测得的质量值；所述多个第一角度值为所述轴杆活动端经过所述待测区域时，所述倾角传感器测得的角度值；控制所述轴杆活动端自所述终止位置向所述初始位置进行第二运动；获取所述称重器在一次第二运动过程中测得的多个第二质量值；所述多个第二质量值为所述轴杆活动端经过所述待测区域时，所述称重器测得的质量值；从所述多个第一质量值中确定一个最大第一质量值，从所述多个第二质量值中确定一个最大第二质量值；根据公式计算得到轴杆转动摩擦力矩值F：其中，θi为所述倾角传感器在所述待测区域内测得的第i个第一角度值；为所述倾角传感器在所述待测区域内测得的第一角度值的平均值，p为大于0的整数；L为的轴杆长度；g为重力加速度；m1max为称重器测得的最大第一质量值；m2max为所述称重器测得的最大第二质量值。可选的，所述控制轴杆活动端自初始位置向待测位置运动，具体包括:获取预设轴杆转速、轴杆长度L、所述轴杆活动端的初始位置坐标及终止位置坐标；根据所述预设轴杆转速、所述轴杆长度L、所述初始位置坐标以及所述终止位置坐标，通过圆弧插补算法确定第一电机预设转速及第二电机预设转速；根据所述第一电机预设转速发出控制第一电机运行的控制信号，同时根据所述第二电机预设转速发出控制第二电机运行的控制信号。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术的轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置及测量方法，将称重器固定于十字滑台的X轴滑台的滑块上，轴杆的活动端悬挂于所述称重器的下方；所述轴杆平行于所述X轴滑台的运动面；所述X轴滑台的运动面为所述X轴滑台沿Y轴方向运动时扫过的平面；轴杆上固定有倾角传感器；控制器采用圆弧插补算法通过控制十字滑台上的电机转速，令待测轴杆以固定端为圆心以轴杆长度为半径在平行于X轴滑台运动面的平面上做圆弧运动；当轴杆活动端自初始位置向待测位置运动时，获取轴杆活动端到达待测位置时的称重器测得的第一质量值及倾角传感器测得的角度值；当轴杆活动端自终止位置向待测位置运动时，获取轴杆活动端到达待测位置时的称重器测得的第二质量值；根据公式计算得到轴杆转动摩擦力矩值F。采用本专利技术的装置及方法，通过使用圆弧差补算法控制待测轴杆进行平稳的圆弧运动，降低了测量过程的扰动；待测轴杆通过挂钩与称重器连接，无需在待测轴杆内部加装测量工具，避免了测量工具对待测轴负载的影响，提高了测量结果的准确性。附图说明为了更清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置，所述轴杆的固定端与所述轴系连接，所述轴杆的轴向与所述轴系的轴向垂直，其特征在于，该装置包括：十字滑台、第一电机、第二电机、称重器、倾角传感器及控制器；所述十字滑台包括X轴滑台和Y轴滑台，所述X轴滑台垂直设置于所述Y轴滑台上；所述第一电机固定于所述Y轴滑台的一端，所述第二电机固定于所述X轴滑台的一端，所述称重器设置于所述X轴滑台的滑块上；所述轴杆的活动端悬挂于所述称重器的下方；所述轴杆平行于所述X轴滑台的运动面；所述X轴滑台的运动面为所述X轴滑台沿所述Y轴滑台运动时扫过的平面；所述倾角传感器固定于所述轴杆上；所述第一电机、所述第二电机、所述称重器以及所述倾角传感器分别与所述控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置，所述轴杆的固定端与所述轴系连接，所述轴杆的轴向与所述轴系的轴向垂直，其特征在于，该装置包括：十字滑台、第一电机、第二电机、称重器、倾角传感器及控制器；所述十字滑台包括X轴滑台和Y轴滑台，所述X轴滑台垂直设置于所述Y轴滑台上；所述第一电机固定于所述Y轴滑台的一端，所述第二电机固定于所述X轴滑台的一端，所述称重器设置于所述X轴滑台的滑块上；所述轴杆的活动端悬挂于所述称重器的下方；所述轴杆平行于所述X轴滑台的运动面；所述X轴滑台的运动面为所述X轴滑台沿所述Y轴滑台运动时扫过的平面；所述倾角传感器固定于所述轴杆上；所述第一电机、所述第二电机、所述称重器以及所述倾角传感器分别与所述控制器连接。2.根据权利要求1所述的轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置，其特征在于，所述称重器具体包括：称重传感器、连接线及挂钩；所述称重传感器固定于所述X轴滑台的滑块的下表面上，所述挂钩通过所述连接线悬挂于所述称重传感器下方；所述轴杆的活动端与所述挂钩连接；所述称重传感器与所述控制器连接。3.根据权利要求2所述的轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：模数转换器及数据采集卡；所述称重传感器和所述倾角传感器分别与所述模数转换器的输入端连接，所述模数转换器的输出端与所述数据采集卡连接，所述数据采集卡与所述控制器连接。4.根据权利要求1所述的轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关及第四接近开关；所述第一接近开关固定于所述Y轴滑台的一端，所述第二接近开关固定于所述Y轴滑台的另一端；所述第三接近开关固定于所述X轴滑台的一端，所述第四接近开关固定于所述X轴滑台的另一端；所述第一接近开关、所述第二接近开关、所述第三接近开关以及所述第四接近开关分别与所述控制器连接。5.根据权利要求1所述的轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：底座、线性滑台及第三电机；所述线性滑台固定于所述底座上，所述第三电机设置于所述线性滑台的一端；所述十字滑台固定于所述线性滑台的滑块上；所述第三电机与所述控制器连接。6.根据权利要求5所述的轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置，其特征在于：所述X轴滑台具体为丝杆滑台，所述Y轴滑台具体为丝杆滑台，所述线性滑台具体为丝杆滑台。7.一种轴系轴杆转动摩擦力矩的测量方法，所述方法应用于权利要求1-6任一项所述的测量装置，其特征在于，包括：控制轴杆活动端自初始位置向终止位置进行第一运动；获取称重器在每次所述第一运动中测得的第一质量值；所述第一质量值为所述轴杆活动端经过待测区域时，所述称重器测得的质量值；获取倾角传感器在每次所述第一运动中测得的第一角度值；所述第一角度值为所述轴杆活动端经过所述待测区域时，所述倾角传感器测得的角度值；控制所述轴杆活动端自所述终止位置向所述初始位置进行第二运动；获取所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东，
申请(专利权)人：陕西理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61