專利名稱：利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測方法及裝置，尤其是指彈性體的試驗方法和裝置，具體說是一種用于當(dāng)彈性體受到旋轉(zhuǎn)力矩作用時，其轉(zhuǎn)動中心隨時間變化的軌跡的測量方法和裝置。屬于一種根據(jù)產(chǎn)品物理量對產(chǎn)品進(jìn)行檢測的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)一個彈性體或由幾種彈性體構(gòu)成的彈性系統(tǒng)受到旋轉(zhuǎn)力矩作用時，其運動方式是轉(zhuǎn)動+平動，所以彈性體或彈性系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動中心并非一個固定點，而是隨時間變化的軌跡線，運動終點與運動起點之間既有X方向偏移，也有y方向偏移(在一個二維坐標(biāo)平面上)。彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的確定對于了解相關(guān)部件或系統(tǒng)在受到旋轉(zhuǎn)力矩作用時，其轉(zhuǎn)動中心所處的空間位置或轉(zhuǎn)動中心隨時間變化的趨勢等有很重要的意義，例如鐵道車輛用一系彈簧、汽車用橡膠懸架系統(tǒng)等，在實際使用過程中會不斷受到偏轉(zhuǎn)力矩的作用，因此需要對它們的偏轉(zhuǎn)中心軌跡進(jìn)行測量，判斷其空間狀態(tài)。如果采用非接觸式位移測量方法，例如光纖位移傳感器、磁滯收縮位移傳感器、激光位移傳感器或空間攝像等方式，均因成本太高或?qū)ぷ鳝h(huán)境、場地等有特定要求而使應(yīng)用受到限制，因此很有必要設(shè)計一種實用性強(qiáng)、成本低、操作使用方便的測量方法及裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)彈性系統(tǒng)受到旋轉(zhuǎn)力矩作用時的特性，提供一種利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的方法，該測量方法具有測量準(zhǔn)確，測量過程簡便，數(shù)據(jù)處理簡單的特點。本發(fā)明的另一目的是提供一種實現(xiàn)上述方法的裝置，該裝置的成本低廉、操作使用方便，且對工作環(huán)境、場地等無特殊要求。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的方法，其特征在于被測彈性體通過底座放置于試驗平臺上，在被測彈性體上安裝一個旋轉(zhuǎn)臂，被測彈性體與旋轉(zhuǎn)臂連接處的中心位置為初始旋轉(zhuǎn)中心，作動器通過一個滾動軸承與旋轉(zhuǎn)臂的一端接觸并對被測彈性體施加旋轉(zhuǎn)力矩，旋轉(zhuǎn)臂的兩端通過銷軸分別與兩個滑塊裝置連接，滑塊裝置包括滑軌、導(dǎo)槽和滑塊滾動軸承，滑軌相對導(dǎo)槽可以上下滑動；在滑塊裝置和試驗臺上分別安裝有兩個引伸計；其中兩個引伸計的支座分別固定在兩個導(dǎo)槽上，引伸計的測桿分別與固定在滑軌上的測板接觸，另外兩個引伸計的支座固定在試驗平臺上，引伸計的測桿則分別與兩個導(dǎo)槽的外側(cè)接觸。當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂受到作動器施加的旋轉(zhuǎn)力矩的作用時，被測彈性體自身在旋轉(zhuǎn)臂的帶動下發(fā)生轉(zhuǎn)動，并帶動滑軌作豎直移動，從而帶動兩個導(dǎo)槽在試驗平臺上分別向外和向內(nèi)水平移動，進(jìn)而帶動兩側(cè)的滑塊滾動軸承在試驗平臺上向外和向內(nèi)滾動，支座固定于導(dǎo)槽上的兩個引伸計跟隨導(dǎo)槽水平移動的同時，分別連續(xù)采集旋轉(zhuǎn)臂兩端隨時間的豎直位移；支座固定在試驗平臺上的兩個引伸計則分別連續(xù)采集旋轉(zhuǎn)臂兩端隨時間的水平位移。根據(jù)四個引伸計連續(xù)記錄的位移，可以得到旋轉(zhuǎn)臂在二維空間的運動形態(tài)，進(jìn)而獲得被測彈性體轉(zhuǎn)動中心的運動軌跡。根據(jù)上述方法所提出的一種利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的裝置，包括一個試驗平臺，試驗平臺上安裝有一底座，被測彈性體通過底座放置于試驗平臺上，即被測彈性體固定在底座上，底座則放置于試驗平臺上，在被測彈性體初始旋轉(zhuǎn)中心上安裝一個旋轉(zhuǎn)臂，作動器通過一個連接裝置安裝在滾動軸承上面；作動器又通過滾動軸承與旋轉(zhuǎn)臂的一端接觸并施加力矩，旋轉(zhuǎn)臂的兩端通過銷軸分別與兩個滑塊裝置連接，滑塊裝置包括滑軌、導(dǎo)槽和滑塊滾動軸承，滑軌相對導(dǎo)槽可以上下滑動；在滑塊裝置和試驗臺上分別安裝有兩個引伸計；兩個引伸計的支座分別固定在兩個導(dǎo)槽上，引伸計的測桿分別與固定在滑軌上的測板接觸，另外兩個引伸計的支座固定在試驗平臺上，引伸計的測桿則分別與兩個導(dǎo)槽的外側(cè)接觸。當(dāng)彈性體受到力矩的作用時，旋轉(zhuǎn)臂發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而帶動滑軌作豎直移動，進(jìn)而帶動導(dǎo)槽通過滾動軸承在試驗平臺上作水平移動，支座固定于導(dǎo)槽上的兩個引伸計跟隨導(dǎo)槽水平移動的同時，分別連續(xù)采集旋轉(zhuǎn)臂兩端隨時間的豎直位移，支座固定在試驗平臺上的兩個引伸計則分別連續(xù)采集旋轉(zhuǎn)臂兩端隨時間的水平位移。根據(jù)四個引伸計連續(xù)記錄的位移，可以得到旋轉(zhuǎn)臂在二維空間的運動形態(tài)，進(jìn)而獲得彈性體轉(zhuǎn)動中心的運動軌跡。本發(fā)明的優(yōu)點是利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡，對工作環(huán)境、場地等沒有特定要求，在應(yīng)用上不受限制，實用性強(qiáng)；該裝置的制造成本低、安裝方便；該測量方法具有測量準(zhǔn)確、測量過程簡便、數(shù)據(jù)處理簡單的特點。


圖1是本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意主視圖； 圖2是本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意俯視圖3是本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意左視圖； 圖4是本發(fā)明一個實施例的旋轉(zhuǎn)臂運動狀態(tài)示意圖； 圖5是本發(fā)明一個實施例的轉(zhuǎn)動中心軌跡示意圖。圖中1、連接裝置，2、滾動軸承，3、旋轉(zhuǎn)臂，4、測板，5、引伸計，6、彈性體，7、底座， 8、銷軸，9、滑軌，10、導(dǎo)槽，11、試驗平臺，12、滑塊滾動軸承。
具體實施例方式為了更清楚的說明本發(fā)明實施例或技術(shù)方案，下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一個實施例，不排除根據(jù)本發(fā)明的思想采取其它的方法實現(xiàn)測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡，但只要是利用本發(fā)明基本原理的任何方法都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。從附圖中可以看出，本發(fā)明涉及一種利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的方法，其特征在于被測彈性體通過底座放置于試驗平臺上，在被測彈性體初始旋轉(zhuǎn)中心上安裝一個旋轉(zhuǎn)臂，作動器通過一個滾動軸承與旋轉(zhuǎn)臂的一端接觸并施加力矩，旋轉(zhuǎn)臂的兩端通過銷軸分別與兩個滑塊裝置連接；滑塊裝置包括滑軌、導(dǎo)槽和滾動軸承，滑軌相對導(dǎo)槽可以上下滑動；在滑塊裝置和試驗臺上分別安裝有兩個引伸計；兩個引伸計的支座分別固定在兩個導(dǎo)槽上，引伸計的測桿分別與固定在滑軌上的測板接觸，另外兩個引伸計的支座固定在試驗平臺上，引伸計的測桿則分別與兩個導(dǎo)槽的外側(cè)接觸。當(dāng)被測彈性體受到力矩的作用時，旋轉(zhuǎn)臂發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而帶動滑軌作豎直移動，進(jìn)而帶動導(dǎo)槽通過滾動軸承在試驗平臺上作水平移動，支座固定于導(dǎo)槽上的兩個引伸計跟隨導(dǎo)槽水平移動的同時，分別連續(xù)采集旋轉(zhuǎn)臂兩端隨時間的豎直位移，支座固定在試驗平臺上的兩個引伸計則分別連續(xù)采集旋轉(zhuǎn)臂兩端隨時間的水平位移。根據(jù)四個引伸計連續(xù)記錄的位移，可以得到旋轉(zhuǎn)臂在二維空間的運動形態(tài)，進(jìn)而獲得被測彈性體轉(zhuǎn)動中心的運動軌跡。 根據(jù)上述方法所提出的一種利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的裝置，包括一個試驗平臺11，試驗平臺11上安裝有一底座7，被測彈性體6通過底座7放置于試驗平臺11上，即被測彈性體6固定在底座7上，底座7則放置于試驗平臺上，在被測彈性體6 初始旋轉(zhuǎn)中心上安裝一個旋轉(zhuǎn)臂3，作動器通過一個連接裝置1安裝在滾動軸承2上面；作動器又通過滾動軸承2與旋轉(zhuǎn)臂3的一端接觸并施加力矩；旋轉(zhuǎn)臂3的兩端通過銷軸8分別與兩個滑塊裝置連接；滑塊裝置包括滑軌9、導(dǎo)槽10和滑塊滾動軸承12，滑軌9相對導(dǎo)槽 10可以上下滑動；在滑塊裝置和試驗臺上分別安裝有兩個引伸計；兩個引伸計5的支座分別固定在兩個導(dǎo)槽10上；引伸計5的測桿分別與固定在滑軌9上的測板4接觸，另外兩個引伸計5的支座固定在試驗平臺上，引伸計5的測桿則分別與兩個導(dǎo)槽10的外側(cè)接觸。當(dāng)彈性體6受到力矩的作用時，旋轉(zhuǎn)臂3發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而帶動滑軌9作豎直移動，進(jìn)而帶動導(dǎo)槽10通過滑塊滾動軸承12在試驗平臺上作水平移動，支座固定于導(dǎo)槽10上的兩個引伸計 5跟隨導(dǎo)槽10水平移動的同時，分別連續(xù)采集旋轉(zhuǎn)臂3兩端隨時間的豎直位移，支座固定在試驗平臺上的兩個引伸計5則分別連續(xù)采集旋轉(zhuǎn)臂3兩端隨時間的水平位移。根據(jù)四個引伸計連續(xù)記錄的位移，由計算機(jī)分析可以得到旋轉(zhuǎn)臂3在二維空間的運動形態(tài)，進(jìn)而獲得彈性體3轉(zhuǎn)動中心的運動軌跡。
權(quán)利要求
1.一種利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的方法，其特征在于被測彈性體通過底座放置于試驗平臺上，且底座安裝在試驗平臺上，在被測彈性體初始旋轉(zhuǎn)中心上安裝一個旋轉(zhuǎn)臂，作動器通過一個滾動軸承與旋轉(zhuǎn)臂的一端接觸并施加力矩，旋轉(zhuǎn)臂的兩端通過銷軸分別與兩個滑塊裝置連接；在滑塊裝置喝試驗臺上分別安裝有兩個引伸計；當(dāng)被測彈性體受到力矩的作用時，旋轉(zhuǎn)臂發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而帶動滑軌作豎直移動，進(jìn)而帶動導(dǎo)槽通過滾動軸承在試驗平臺上作水平移動，支座固定于導(dǎo)槽上的兩個引伸計跟隨導(dǎo)槽水平移動的同時，分別連續(xù)采集旋轉(zhuǎn)臂兩端隨時間的豎直位移，支座固定在試驗平臺上的兩個引伸計則分別連續(xù)采集旋轉(zhuǎn)臂兩端隨時間的水平位移；根據(jù)四個引伸計連續(xù)記錄的位移，可以得到旋轉(zhuǎn)臂在二維空間的運動形態(tài)，進(jìn)而獲得被測彈性體轉(zhuǎn)動中心的運動軌跡。
2.如權(quán)利要求1所述的一種利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的方法，其特征在于滑塊裝置包括滑軌、導(dǎo)槽和滾動軸承，滑軌相對導(dǎo)槽可以上下滑動，兩個引伸計的支座分別固定在兩個導(dǎo)槽上，引伸計的測桿分別與固定在滑軌上的側(cè)板接觸，另外兩個引伸計的支座固定在試驗平臺上，引伸計的測桿則分別與兩個導(dǎo)槽的外側(cè)接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的一種利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的方法，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)臂的兩端通過銷軸分別與兩個滑塊裝置連接，滑塊裝置包括滑軌、導(dǎo)槽和滾動軸承，滑軌相對導(dǎo)槽可以上下滑動，當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂發(fā)生轉(zhuǎn)動時，能帶動滑軌作豎直移動，進(jìn)而帶動導(dǎo)槽通過滾動軸承在試驗平臺上作水平移動。
4.如權(quán)利要求3所述的一種利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的方法，其特征在于所述的引伸計或位移傳感器至少需要4個，其中兩個引伸計的支座分別固定在兩個導(dǎo)槽上，引伸計的測桿分別與固定在滑軌上的測板接觸，當(dāng)導(dǎo)槽作水平移動時，引伸計整體可以跟隨導(dǎo)槽作水平移動，而測桿測量的始終是旋轉(zhuǎn)臂兩端隨時間的豎直位移；另外兩個引伸計的支座固定在試驗平臺上，測桿分別與兩個導(dǎo)槽的外側(cè)接觸，測量的始終是旋轉(zhuǎn)臂兩端隨時間的水平位移。
5.如權(quán)利要求4所述的一種利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的方法，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)臂在二維空間的運動形態(tài)，是通過4個引伸計連續(xù)采集旋轉(zhuǎn)臂兩個端部隨時間作豎直和水平位移得到的，同時可獲得旋轉(zhuǎn)臂中點的運動軌跡，也即彈性體轉(zhuǎn)動中心的運動軌跡。
6.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的方法的裝置， 其特征在于包括一個試驗平臺，試驗平臺上安裝有一底座，被測彈性體通過底座放置于試驗平臺上，即被測彈性體固定在底座上，底座則放置于試驗平臺上，在被測彈性體初始旋轉(zhuǎn)中心上安裝一個旋轉(zhuǎn)臂，作動器通過一個滾動軸承與旋轉(zhuǎn)臂的一端接觸并施加力矩，旋轉(zhuǎn)臂的兩端通過銷軸分別與兩個滑塊裝置連接；在滑塊裝置和試驗臺上分別安裝有兩個引伸計。
7.如權(quán)利要求6所述的利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的裝置，其特征在于所述滑塊裝置包括滑軌、導(dǎo)槽和滾動軸承，滑軌相對導(dǎo)槽可以上下滑動。
8.如權(quán)利要求7所述的利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的裝置，其特征在于所述滑塊裝置上的兩個引伸計的支座分別固定在兩個導(dǎo)槽上；所述試驗臺上兩個引伸計的測桿分別與固定在滑軌上的測板接觸，另外兩個引伸計的支座固定在試驗平臺上，引伸計的測桿則分別與兩個導(dǎo)槽的外側(cè)接觸。
9.如權(quán)利要求6至8所述的利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的裝置，其特征在于當(dāng)彈性體受到力矩的作用時，旋轉(zhuǎn)臂發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而帶動滑軌作豎直移動，進(jìn)而帶動導(dǎo)槽通過滾動軸承在試驗平臺上作水平移動，支座固定于導(dǎo)槽上的兩個引伸計跟隨導(dǎo)槽水平移動的同時，分別連續(xù)采集旋轉(zhuǎn)臂兩端隨時間的豎直位移，支座固定在試驗平臺上的兩個引伸計則分別連續(xù)采集旋轉(zhuǎn)臂兩端隨時間的水平位移。
10.如權(quán)利要求6至8所述的利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的裝置，其特征在于根據(jù)四個引伸計連續(xù)記錄的位移，由計算機(jī)分析得到旋轉(zhuǎn)臂在二維空間的運動形態(tài)， 進(jìn)而獲得彈性體轉(zhuǎn)動中心的運動軌跡。
全文摘要
利用機(jī)械式裝置測量彈性體轉(zhuǎn)動中心軌跡的方法及裝置，將彈性體放置于試驗平臺上，在彈性體初始旋轉(zhuǎn)中心上安裝一個旋轉(zhuǎn)臂，作動器通過一個滾動軸承與旋轉(zhuǎn)臂的一端接觸并施加力矩，旋轉(zhuǎn)臂的兩端通過銷軸分別與兩個滑塊裝置連接；在滑塊裝置和試驗臺上分別安裝有兩個引伸計；當(dāng)彈性體受到力矩的作用、旋轉(zhuǎn)臂發(fā)生轉(zhuǎn)動時，4個引伸計連續(xù)采集旋轉(zhuǎn)臂兩端隨時間所作的豎直和水平位移，從而得到旋轉(zhuǎn)臂在二維空間的運動形態(tài)，進(jìn)而獲得彈性體轉(zhuǎn)動中心的運動軌跡。
文檔編號G01B5/00GK102305582SQ201110224700
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者姜其斌, 李世珩, 李心, 林達(dá)文, 王永冠, 王進(jìn) 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司