一种可调产品质量特性测量装置

摘要

本发明提供一种可调产品质量特性测量装置，该装置由内框架组件(1)、转动驱动机构组件(2)、外框架组件(3)、支撑立柱(4)、第一旋转调节机构组件(5)、升降调节机构组件(6)、第二旋转调节机构组件(7)、转动关节机构(8)、产品本体(9)和配重块(10)组成；该装置是一种质心点位置和内框架可以调节，重量轻、安装方便的轻型可调产品质量特性测量装置。

说明书

技术领域

本发明涉及一种产品质量特性测量装置，更具体地说，涉及一种可调 产品质量特性测量装置。

背景技术

目前国内外测量产品质量特性的试验装置主要采用：产品质量特性测 试工装(俗称L型梁)、框式工装、垂直工装和其它工装组合进行试验的。

绕Z轴的转动惯量的测量，是采用垂直工装来实现的，绕X轴和绕Y 轴转动的转动惯量的测量，是采用框式工装加上L型梁质量特性工装来实 现的。产品质量特性测试工装的旋转机构与产品对接后，通过旋转机构的 旋转实现产品在L型梁上的转动和各种在轨姿态角度的实现，再整体与质 心测试台或转动惯量测试台对接后进行测试，并通过调节L型梁上的移动 机构，最终得出产品的重量、质心、转动惯量、惯性积等各种质量特性数 据。

为此，L型梁质量特性工装和框式工装都存在不足，特别是对质心位置 的调节存在着不足，转动惯量测量精度不高，操作过程费时又费力，所以 需对产品质量特性测试工装进行改进，用一种轻型可调产品质量特性测量 装置来替代，以满足测量和提高转动惯量测量精度的需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对L型工装和框式工装测试产品质量 特性存在的不足，提供一种轻型可调产品质量特性测量装置。

本发明采用的技术方案：本文规定参考坐标系为直角坐标系，如图1 所示的Z，X方向，Y轴正方向由纸面指向外。

本发明的技术方案是：一种可调产品质量特性测量装置，该装置由内 框架组件、转动驱动机构组件、外框架组件、支撑立柱、第一旋转调节机 构组件、升降调节机构组件、第二旋转调节机构组件、转动关节机构、产 品本体和配重块组成；

内框架组件由多边形框架构成，内框架组件由八条边框通过螺钉连接 构成，外框架组件由三条边框构成，随着内框架组件的增大，外框架组件 也可以进行调节；

外框架组件底部通过四根立柱将其支撑，立柱的另一端用螺钉与第一 旋转调节机构组件固连，旋转调节机构用于调节整个产品本体绕Z轴旋转 角度。

升降调节机构组件设置于内框架组件的底部，通过手动调节，控制升 降调节机构组件在Z方向上的高度，从而调节产品本体的高度。

转动关节机构组件用于连接外框架组件和内框架组件，其上设置推子 球轴承，以减少转动轴端面和外框架组件的摩擦；

转动驱动机构组件设置于与转动关节机构组件相对应的另一侧，外框 架组件上安装的直流电机为整个内框架组件实现翻转的转动驱动机构组件 提供动力；配重块设置于内框体组件的顶部。

本发明的有益效果是：本发明所述轻型可调产品质量特性测量装置是 一种质心点位置和内框架可以调节，重量轻、安装方便的轻型可调产品质 量特性测量装置，该装置具有以下明显优势：1、提高了产品的安全；2、 工装自身转动惯量的减少了，提高了产品测量精度；3、适应不同体积大小 的产品的使用；4、操作过程方便、可以节省试验的时间和人力。

附图说明

下面结合附图说明和具体实施方式对轻型可调产品质量特性测量装置 作进一步说明，其中：

图1、轻型可调产品质量特性测量装置装配图；

图2、旋转调节机构装配图；

图3、升降调节机构装配图；

图4、转动关节机构装配图；

图5、转动驱动机构装配图。

其中：1、内框架组件，2、转动驱动机构组件，3、外框架组件，4、 支撑立柱，5、第一旋转调节机构组件，6、升降调节机构组件，7、第二旋 转调节机构组件，8、转动关节机构，9、产品本体，10、配重块；001、滚 珠，002、上圆盘，003、下圆盘，004、锁紧螺母，005、把手；101、推力 球轴承，102、轴承座，103、锁紧螺母，104、上台面，105、移动楔块， 106、支座，107、丝杆，108、下台面，201、轴承筒，202、滚子轴承，203、 推力球轴承，204、外框架，205、套筒，206、端盖，207、套筒，208、内 框架，209、圆螺母，301、直流电机，302、套筒联轴器，303、支座，304、 圆螺母，305、转动轴 306、内框架，307、端盖，308、轴承筒 309、滚 子轴承，310、外框架，311、涡轮，312、圆螺母，313、蜗杆。

具体实施方式

如图1所示，轻型可调产品质量特性测量装置由内框架组件1、转动驱 动机构组件2、外框架组件3、支撑立柱4、第一旋转调节机构组件5、升 降调节机构组件6、第二旋转调节机构组件7、转动关节机构8、产品本体 9和配重块10组成。

在如图1中，所述的内框架组件1和外框架组件3，内框架组件1由多 边形框架构成，内框架材料采用轻型的碳钎维材料制作。内框架组件由八 条边框通过螺钉连接构成，内框架组件可以根据产品体积的大小任意调节 多边形边长，从而适应不同体积大小的产品使用。同时可以调节边框的厚 度和宽度来满足各种体积、重量的产品。为了减少工装自身的转动惯量， 与用不锈钢板制作的框式工装相比转动惯量减少了70％，与用铝合金板制 作的框式工装相比转动惯量减少了50％，这样工装自身的转动惯量就大大 的减少了，提高了产品测量精度。外框架组件材料也是采用轻型的碳钎维 材料制作。外框架组件同样采用内框架组件的结构形式，由三条边框构成， 随着内框架组件的增大，外框架组件也可以进行调节。适应不同体积大小 的产品使用。

如图2所示，第一旋转调节机构组件5由滚珠001、上圆盘002、下圆 盘003、锁紧螺母004和把手005构成。上圆盘002和下圆盘003上设计有 截面为半圆形的导槽，安装时上圆盘002和下圆盘003之间有若干圆度和 表面粗糙度要求较高的滚珠001，利用滚珠001的在导槽内的滚动，实现上 圆盘002和下圆盘003的相对转动。钢珠直径尺寸相对的误差为1～2μm， 这样上、下圆盘在实现转动时，圆盘旋转非常平稳。上圆盘002和下圆盘 003还设计有一定宽度的通槽，用于安装锁紧螺母004。在下圆盘003外侧 面的安装有用来辅助转动的把手005，机构需要旋转时可以用于辅助。操作 时，先松开锁紧螺母004，借助于把手005转动上圆盘002，同时可以参照 上圆盘002和下圆盘003的刻度，使圆盘旋转到需要的位置，再利用锁紧 螺母004锁紧。

如图2所示，第二旋转调节机构组件7安装在内框架组件1上，第二旋转 调节机构组件7中上圆盘002的上表面与产品转接环固连，第二旋转调节机 构组件7中下圆盘003的下表面与升降调节机构组件6固连，第二旋转调节机 构组件7用于实现产品旋转角度的调节。第二旋转调节机构组件7与第一旋 转调节机构组件5的结构形式相同，只是外形尺寸有所不同，这里就不再详 细说明。

如图3所示，升降调节机构组件6由推力球轴承101、轴承座102、锁 紧螺母103、上台面104、移动楔块105、支座106、丝杠107和下台面108 组成。上台面104与移动楔块105构成楔形机构，移动楔块105和上台面 104的相对移动可以使上台面的位置升高，同时上台面104与移动楔块105 之间设计有导槽，不会因相对移动而导致上台面位置偏离。移动楔块105 和丝杠107构成丝杠螺母机构，利用用丝杆107的旋转，使移动楔块105 实现左右移动上台面104与下台面108通过螺栓固定连接，需要调节高度 时，松开螺栓，调节完毕，再拧紧螺栓。丝杠107的左端由一对推力球轴 承101支撑，用于克服丝杠107旋转时较强的轴向力，丝杠107的右端由 镶嵌有铜套的支座106支撑，可以具有较灵活的转动。需要调节高度时， 用扳手直接转动丝杠107，利用丝杆的旋转实现楔块的左右移动。从而调节 升降调节机构组件6在Z方向上的高度。从而调节整个结构在Z方向的高 度。

如图4所示，转动关节机构组件8由轴承筒201、滚子轴承202、推力 球轴承203、套筒205、端盖206、套筒207、圆螺母209和转动轴210构 成。转动关节机构组件8用于连接外框架组件3和内框架组件1，同时需要 具有高刚度要求和灵活转动的要求。通过一个推子球轴承减少了转动轴端 面和外框架组件的摩擦，一对圆锥滚子轴承支撑转动轴的两端，实现了转 动轴的转动并提高了该机构的刚度，推力球轴承203安装在外框架组件内， 通过和转动轴210的配合连接，与转动轴210的端面贴合，推力球轴承203 减少了转动轴210端面和外框架组件之间的摩擦。一对滚子轴承202安装 在轴承筒201内，轴承的外圈与轴承筒201紧配合连接，轴承的内圈与转 动轴210连接，一对轴承支撑在转动轴210的两端，实现了转动轴210的 转动并提高了该机构的刚度，使转动关节机构组件8可以承受大重量产品 的质心测试。

所述的转动驱动机构组件2装配图如图5所示。转动驱动机构组件2由 直流电机301、套筒联轴器302、支座303、圆螺母304、转动轴305、端盖 307、轴承筒308、滚子轴承309、涡轮311、圆螺母312和蜗杆313构成。 该机构利用涡轮-蜗杆机构原理，在转动轴一端连接有涡轮，同时利用直 流电机驱动蜗杆实现涡轮的转动，另一端同样采用一对圆锥滚子轴承支撑 转动轴。转动驱动机构组件2连接在与转动关节机构组件8相对应的另一 侧，是整个内框架组件1实现翻转的驱动机构。滚子轴承309安装在轴承 筒内，轴承外圈与轴承筒308紧配合连接，转动轴305通过键和套筒与内 框架组件1和外框架组件3连接，内框架组件1端用一对圆螺母312锁死， 外框架组件3端固连有涡轮311，同时，在外框架组件上由安装有直流电机 301，直流电机301的输出轴与蜗杆313通过套筒联轴器302连接，直流电 机301的转动实现整个内框架组件1的翻转运动。安装时需要满足转动关 节机构7与转动驱动机构1轴线同轴的要求。安装时需要满足转动关节机 构与转动驱动机构轴线同轴的要求，便可以实现内框架组件的翻转运动。