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专利号: 2015106156268
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.三扭杆转动惯量测量装置,其特征在于,包括机架(19)、吊框机构(7)、第一扭杆(203)、第二扭杆(14)、第三扭杆(16)、拉紧机构(2)、光电传感器(20)和支撑套(17);

所述吊框机构(7)上端通过上连接轴(6)与所述机架(19)顶部固定连接,下端通过下连接轴(12)与所述机架(19)中部固定连接;所述拉紧机构(2)设置在所述机架(19)上端,所述第一扭杆(203)上端通过上夹紧块(1)与所述拉紧机构(2)固定连接,下端通过下夹紧块(4)与所述下连接轴(12)固定连接;所述支撑套(17)上端与所述机架(19)中部固定连接,下端与所述机架(19)底部固定连接;所述第二扭杆(14)和第三扭杆(16)在整体设置在支撑套(17)内部,第二扭杆(14)上端通过上夹紧块(1)与所述下连接轴(12)固定连接,所述第二扭杆(14)和第三扭杆(16)连接处通过可动插销A(15)实现在支撑套(17)上的固定和脱开,所述第三扭杆(16)下端通过可动插销B(18)实现在支撑套(17)上的固定和脱开;

所述光电传感器(20)设置固定在所述机架(19)中部,检测吊框机构(7)的摆角。

2.根据权利要求1所述的三扭杆转动惯量测量装置,其特征在于,所述拉紧机构(2)、上连接轴(6)、吊框机构(7)、下连接轴(12)和支撑套(17)同轴。

3.根据权利要求1所述的三扭杆转动惯量测量装置,其特征在于,所述测量装置还包括保护装置(8),所述保护装置(8)螺纹筒(803)、螺杆(802)、安装螺母(804)、手柄A(805)和V型滑块(1303)(801),所述螺纹筒(803)与所述螺杆(802)形成螺纹副,螺杆(802)一端与所述手柄A(805)连接,另一端与所述V型滑块(1303)(801)连接;两个保护装置(8)相对设置在吊框机构(7)两侧,通过安装螺母(804)固定在所述机架(19)上。

4.根据权利要求1所述的三扭杆转动惯量测量装置,其特征在于,所述测量装置还包括解脱释放机构(13),所述解脱释放机构(13)包括固定板(1306)、限位块(1305)、直线导轨(1304)、滑块(1303)、轴承B(1301)和手柄B(1302);所述直线导轨(1304)固定在所述固定板(1306)上,滑块(1303)与直线导轨(1304)形成滑动副,所述直线导轨(1304)一端设置有限位块(1305),所述滑块(1303)上远离滑块(1303)的一端设置有轴承B(1301),所述手柄B(1302)固定在所述滑块(1303)上,所述固定板(1306)固定在所述机架(19)中部,通过手柄B(1302)带动滑块(1303)沿直线导轨(1304)滑动,进而实现轴承B(1301)与吊框机构(7)的锁紧或松开。

5.根据权利要求4所述的三扭杆转动惯量测量装置,其特征在于,所述滑块(1303)滑动方向与吊框机构(7)转动方向成90°。

6.根据权利要求1所述的三扭杆转动惯量测量装置,其特征在于,所述拉紧机构(2)包括圆柱筒(201)和螺纹帽(202),所述圆柱筒(201)底端与所述机架(19)顶部固定连接,圆柱筒(201)设置有外螺纹,所述圆柱筒(201)和螺纹帽(202)形成螺纹副,所述第一扭杆(203)与所述螺纹帽(202)通过上夹紧块(1)固定连接。

7.根据权利要求1所述的三扭杆转动惯量测量装置,其特征在于,所述吊框机构(7)内还包括夹具(11)和压紧盘(9),所述夹具(11)位于所述吊框机构(7)底部,通过压紧盘(9)实现试件(10)在所述夹具(11)上的定位。

8.根据权利要求1所述的三扭杆转动惯量测量装置,其特征在于,所述上连接轴(6)上端通过轴承A(5)与机架(19)顶部连接,下端通过螺钉与所述吊框机构(7)固定连接;所述下连接轴(12)上端通过螺钉与所述吊框机构(7)固定连接,下端通过轴承A(5)与机架(19)中部连接。

9.根据权利要求1所述的三扭杆转动惯量测量装置,其特征在于,所述第一扭杆(203)、第二扭杆(14)和第三扭杆(16)满足以下关系:

4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 2

(D1D2L3+D1D3L2+D2D3L1)/D1(D2L3+D3L2)≤T2/T1

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 2

(D1L2+D2L1)(D2L3+D3L2)/L2(D1D2L3+D1D3L2+D2D3L1)≤T2/T1

其中:D1为第一扭杆(203)的直径,D2为第二扭杆(14)的直径,D3为第三扭杆(16)的直径,L1为第一扭杆(203)的作用长度,L2为第二扭杆(14)的作用长度,L3为第三扭杆(16)的作用长度;在设计双扭杆转动惯量测量装置时,受结构及运动的限制,谐振周期在一定时间范围内时所测得的转动惯量的结果才是合理的,超出这个范围,测量结果和测量精度就得不到保障。设此有效范围为T1~T2,其中,T1<T2。

10.根据权利要求9所述的三扭杆转动惯量测量装置,其特征在于,所述第一扭杆(203)、第二扭杆(14)和第三扭杆(16)满足以下关系:

4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 2

(D1D2L3+D1D3L2+D2D3L1)/D1(D2L3+D3L2)=T2/T1

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 2

(D1L2+D2L1)(D2L3+D3L2)/L2(D1D2L3+D1D3L2+D2D3L1)=T2/T1

其中:D1为第一扭杆(203)的直径,D2为第二扭杆(14)的直径,D3为第三扭杆(16)的直径,L1为第一扭杆(203)的作用长度,L2为第二扭杆(14)的作用长度,L3为第三扭杆(16)的作用长度;在设计双扭杆转动惯量测量装置时,受结构及运动的限制,谐振周期在一定时间范围内时所测得的转动惯量的结果才是合理的,超出这个范围,测量结果和测量精度就得不到保障。设此有效范围为T1~T2,其中,T1<T2。