高精度质量特性测量仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高精度质量特性测量仪，包括支撑平台、调整机构、称重平台和伺服驱动机构，所述的称重平台位于支撑平台的下方，所述的调整机构位于称重平台围成的框架内部，所述的伺服驱动机构包括直线伺服电机和回转伺服电机，称重平台侧面设置有直线伺服电机，调整机构下端设置有回转伺服电机，在支撑平台和调整机构之间还设置有垂直升降平台。本实用新型专利技术通过上述结构，通过垂直升降平台和支撑圆弧的协同作用下，使被测物体的质心可以调整至回转轴线上，降低转动惯量测量中的复杂程度，减小了测量误差。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

High precision measuring instrument for quality characteristics

The utility model discloses a high precision quality characteristic measuring instrument, which comprises a support platform, adjusting mechanism, weighing platform and servo driving mechanism, the weighing platform below the support platform, the regulating mechanism is located inside the frame enclosed weighing platform, the servo driving mechanism comprises a linear servo motor and rotary servo motor, the weighing platform is arranged on the side surface of the linear servo motor, adjusting mechanism is arranged at the lower end of the rotary servo motor, between the support platform and the adjustment mechanism is also provided with a vertical lifting platform. The structure of the utility model, the synergistic effect of vertical lifting platform and supporting the arc, the centroid of the object can be adjusted to the axis of rotation, reduce the complexity of inertia measurement, the measurement error is reduced.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及测量仪，具体涉及高精度质量特性测量仪。
技术介绍
目前，质量测量与质心定位的方法多种多样。根据测量原理不同，通常可分为:悬挂法、质量反应法、不平衡力矩法、配平法、多点称量法、旋转平衡法、惯量法和复摆测量法等。本方案将采用多点称重法。多点称重法亦基于静态称重技术，用多个称重传感器共同组成支承平台，质心通过支反力与重力之间力和力矩的平衡关系，由各传感器相对于基准中心的位置求矩计算。我们知道转动惯量是描述刚体在转动中的惯性大小的物理量。定义为:1= Σ (Amiri2)，根据定义可以得到其决定因素是:刚体的质量、转轴的位置、质量的分布。由于一般测量地方的重力加速度g为常值，所以重心和质心在位置上是重合的，只需找到重心即可确定质心。寻找重心可根据所用传感器个数及布置形式的不同，多点称重法通常可分为三点测量和四点测量方式。测量装置以等边三角形或者其它图形布置，通过测量读数，利用简单的几何关系及受力分析，可得出质心与几何图形中心的距离。该方法结构简单，一次可以获得轴向和径向两个质心坐标，并能同时测量质量。由于测量结构是基于称重传感器和力臂特征点测量后，通过位置计算得到，该方法对传感器以及几何位置的测量精度要求很高，不能直接测量转动惯量，只能通过计算得到，在实际测量过程中误差较大。还有一种则是通过支撑平台和下方的调整机构共同作用，然后直接测量出转动惯量。但是该方法中由于回转轴线的位置和质心位置不重合，导致需要通过后处理计算得到转动惯量，容易产生误差。
技术实现思路
本技术克服了现有技术的不足，提供高精度质量特性测量仪，降低转动惯量测量中的复杂程度，减小了测量误差。为解决上述的技术问题，本技术采用以下技术方案:一种高精度质量特性测量仪，包括支撑平台、调整机构、称重平台和伺服驱动机构，所述的称重平台位于支撑平台的下方，所述的调整机构位于称重平台围成的框架内部，所述的伺服驱动机构包括直线伺服电机和回转伺服电机，称重平台侧面设置有直线伺服电机，调整机构下端设置有回转伺服电机，其特征在于:在支撑平台和调整机构之间还设置有垂直升降平台。在垂直升降平台和伺服驱动机构的共同作用下实现侧倾运动、俯仰运动和横摆运动。其中的垂直升降平台可以调整支撑平台的高度，用以调整质心高度，使其同时位于侧倾运动、俯仰运动和横摆运动的回转轴线上。上述的称重平台包括侧倾支架和位于侧倾支架上的重力传感器，在侧倾支架两端还分别连接有支撑架，在每个支撑架上还设置有支撑圆弧，支撑圆弧紧挨侧倾支架。支撑圆弧用于支撑平台进行回转运动，通过垂直升降平台使回转运动轴线刚好落在两个支撑圆弧圆心点的连线上，使测量转 动惯量更加简单，测量误差更小。上述的侧倾支架的四个角旁边分别设置有一根立柱，四根立柱底端都连接在一块底板上，在每根立柱与侧倾支架之间都设置有一个重力传感器。通过四个均匀分布的重力传感器，就可测量被测物体的质量和质心位置，测量精度高。上述的支撑架底部还与底座连接。上述的直线伺服电机上端与侧倾支架之间通过回转轴承连接，直线伺服电机下端和底座通过十字万向节连接。上述的回转伺服电机位于调整机构的下方。上述的调整机构包括侧向调整机构和纵向调整机构。用于调节被测物体的位置。与现有技术相比，本技术的有益效果是:本技术不但能够直接、迅速而且方便地测量物体绕任意给定转轴转动的惯量，而且利用垂直升降平台和一段圆弧导轨进行回转运动，使质心位置刚好位于回转轴线上，提高精度，减小误差。其中测量物体可以是任意不规则物体，调节被测物体的质心操作更加简单方便，实用性更强。该装置还设置有简单直观的用户界面，利于操作。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为图1增加支撑平台后的主视图。图中附图标记分别表示为:1、支撑平台；2、回转伺服电机；3、直线伺服电机；4、底座；5、重力传感器；6、垂直升降平台；7、调整机构；8、支撑圆弧；9、侧倾支架。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步阐述，本技术的实施例不限于此。实施例1:如图1和2所示，本技术包括支撑平台1、调整机构7、称重平台和伺服驱动机构，所述的称重平台位于支撑平台I的下方，所述的调整机构7位于称重平台围成的框架内部，所述的伺服驱动机构包括直线伺服电机3和回转伺服电机2，称重平台侧面设置有直线伺服电机3，调整机构7下端设置有回转伺服电机2，在支撑平台I和调整机构7之间还设置有垂直升降平台6。其中的调整机构上还分布有位移传感器和力矩传感器。与现有技术相比，回转轴位于支撑平台的上方，我们能够通过调整垂直升降平台使被测物体的质心刚好位于回转轴上，降低转动惯量测量中的复杂程度，有效减小误差。实施例2:如图1所示，本实施例是在实施例1的基础上，优选具体结构如下:称重平台包括侧倾支架9和位于侧倾支架9上的重力传感器5，在侧倾支架9两端还分别连接有支撑架，在每个支撑架上还设置有支撑圆弧8，支撑圆弧8紧挨侧倾支架9。该结构与原有技术相比改进点在以前是通过轴承支撑进行回转运动转变为现在利用一段圆弧导轨进行回转运动，回转轴线位于两端支撑圆弧圆心点的连线上，且保持不变，质心位置上下移动，这样质心点更容易调节，试验结果也更准确。测量时，将被测物体放置在支撑平台上，采集称重传感器的信号计算得到重心位置，通过调整机构将所需要测量的回转轴调整至测试仪中心位置，利用光栅尺来控制调整时的位移变化量以控制精度。调整完成后，直线伺服电机驱动产生侧倾运动，利用3分力传感器得到侧倾力矩信号，通过信号处理得到侧倾转动惯量；利用回转伺服电机将被测物体旋转90°后，利用直线伺服电机驱动，此时处理得到的信号为俯仰转动惯量。最后利用回转伺服电机产生回转运动，采集扭矩传感器处理得到回转转动惯量。实施例3:如图1和2所示，在以上任意一个实施例的基础上增加如下技术特征:侧倾支架9的四个角旁边分别设置有一根立柱，四根立柱底端都连接在一块底板上，在每根立柱与侧倾支架9之间都设置有一个重力传感器5。其中的支撑架底部还与底座4连接。本实施例的伺服驱动机构包括直线伺服电机3和回转伺服电机2。其中的直线伺服电机3上端与侧倾支架9之间通过回转轴承连接，直线伺服电机3下端和底座4通过十字万向节连接。其中的回转伺服电机2位于调整机构7的下方。本实施例的调整机构7包括侧向调整机构和纵向调整机构。均匀设置的重力传感器能够准确测量质心在水平面的位置，结合直线伺服电机测量质心高度，再与其它结构协调配合得出转动惯量。以上所述，仅是本技术的部分实施例，并非对本技术做任何形式上的限制，凡是依据本技术所作的任何形式上的简单修改和同等变化，均落入本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度质量特性测量仪，包括支撑平台（1）、调整机构（7）、称重平台和伺服驱动机构，所述的称重平台位于支撑平台（1）的下方，所述的调整机构（7）位于称重平台围成的框架内部，所述的伺服驱动机构包括直线伺服电机（3）和回转伺服电机（2），称重平台侧面设置有直线伺服电机（3），调整机构（7）下端设置有回转伺服电机（2），其特征在于：在支撑平台（1）和调整机构（7）之间还设置有垂直升降平台（6）。

【技术特征摘要】
1.一种高精度质量特性测量仪，包括支撑平台(I)、调整机构(7)、称重平台和伺服驱动机构，所述的称重平台位于支撑平台(I)的下方，所述的调整机构(7)位于称重平台围成的框架内部，所述的伺服驱动机构包括直线伺服电机(3)和回转伺服电机(2)，称重平台侧面设置有直线伺服电机(3)，调整机构(7)下端设置有回转伺服电机(2)，其特征在于:在支撑平台(I)和调整机构(7)之间还设置有垂直升降平台(6)。2.根据权利要求1所述的高精度质量特性测量仪，其特征在于:所述的称重平台包括侧倾支架(9)和位于侧倾支架(9)上的重力传感器(5)，在侧倾支架(9)两端还分别连接有支撑架，在每个支撑架上还设置有支撑圆弧(8)，支撑圆弧(8)紧挨侧倾支架(9)。3.根据权利要求2所述的高精...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕济明，郭孔辉，张志华，
申请(专利权)人：成都孔辉汽车科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：