[发明专利]一种陀螺力矩测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种陀螺力矩测量装置，其特征在于：包括两个测力传感器(1)、陀螺转子(2)、陀螺定子轴组件(3)、滚珠轴承(4)、陀螺供电滑环(5)、陀螺支架(6)、陀螺供电电池(7)、测力传感器信号滑环(8)、框架转动电机(9)、框架转动电机支架(10)、框架转动电机转速分档开关(11)、传动齿轮(12)、显示装置(13)、底座(14)和深沟球轴承(15)，两个测力传感器(1)的压力敏感端(101)与陀螺定子轴组件(3)的固定轴(33)固连，测力传感器(1)的壳体(102)与陀螺支架(6)的U形框(61)固连，滚珠轴承(4)连接陀螺定子轴组件(3)和陀螺转子(2)，其内圈与陀螺定子轴组件(3)固连，外圈与陀螺转子(2)固连，陀螺供电滑环(5)的内环与陀螺定子轴组件(3)固连，外环与陀螺转子(2)固连，陀螺供电电池(7)位于U形框(61)横梁的中间部位，其通过陀螺供电滑环(5)给陀螺转子(2)供电，以驱动陀螺转子(2)旋转，测力传感器信号滑环(8)内环固定在陀螺支架(6)的支撑柱(62)的下端，外环固定在底座(14)上，用以将测力传感器(1)输出的信号传到显示装置(13)中，深沟球轴承(15)的内圈与陀螺支架旋转轴(64)相连，外圈与底座(14)固连；框架转动电机(9)的壳体固定在框架转动电机支架(10)上，框架转动电机(9)的输出轴与传动齿轮(12)连接，以驱动传动齿轮(12)旋转，传动齿轮(12)与安装在陀螺支架支撑柱(62)中部的齿轮(63)咬合，带动陀螺支架(6)旋转，框架转动电机支架(10)、框架转动电机转速分档开关(11)、显示装置(13)和深沟球轴承(15)固定在底座(14)上。

2.根据权利要求1所述的陀螺力矩测量装置，其特征在于：测力传感器(1)由压力敏感端(101)和壳体(102)组成，为CGCZ-50型压阻式拉压力测力传感器，也可为电容式压力型测力传感器。

3.根据权利要求1所述的陀螺力矩测量装置，其特征在于：框架转动电机(9)为永磁有刷直流力矩电机，也可为可调速无刷直流电机。

4.根据权利要求1所述的陀螺力矩测量装置，其特征在于：显示装置(13)包括陀螺力矩计算模块和参数显示模块，其中陀螺力矩计算模块的处理器为DSP，也可为51系列单片机。

5.利用权利要求1所述的陀螺力矩测量装置进行陀螺力矩测量的方法，其特征在 于：包括以下步骤：

①通过陀螺供电电池(7)给陀螺转子(2)加电，使陀螺转子(2)以恒定角速度旋转；

②在框架转动电机转速分档开关(11)上设定框架转动电机(9)的转速；

③启动框架转动电机(9)，框架转动电机(9)通过传动齿轮(12)、陀螺支架(6)的齿轮(63)带动陀螺支架(6)转动；

④陀螺支架(6)的转动使陀螺转子(2)受迫进动，产生陀螺力矩，通过陀螺定子轴组件(3)的两端对测力传感器(1)产生压力变化；

⑤测力传感器(1)测量出压力的变化，经测力传感器信号滑环(8)传送到显示装置(13)，在显示装置(13)中根据测量到的压力信号和陀螺定子轴组件(3)的长度计算出陀螺力矩的大小，并在显示装置(13)中显示其数值；

⑥重复步骤②到步骤⑤，在显示装置(13)中观察框架转动电机转速不同时的陀螺力矩数值。