[实用新型]高低温箱内被测件变形量的高精度测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三维微小变形的高精度测量系统，尤其是一种高低温环境箱内被测件变形量的测量系统。

背景技术

弯刚度试验时需要对被测件某方向施加作用力，在力或扭矩作用下，被测件产生变形，通过测量作用力方向的变形来计算刚度。但是被测件形状不规则，在外力作用下除了产生用于刚度计算方向的变形外，还可能会产生x、y、z三个方向的转动和其余两个方向的变形。即使作用力或力矩未发生变化，但由于被测点的变形造成力臂的变化，从而影响到加载的力矩值。由于被测件本身的变形量很小，受力后其它方向的微小变形会对刚度试验结果产生影响，只有对三方向变形同时进行高精度高分辨率测量，通过后续数据处理获取用于刚度计算所需方向的变形量，才能得到准确的刚度测量结果。

但是，由于被测件周围有工装夹具及加载机构，因此采用激光位移传感器测量时无法保证三个方向的激光不被挡住，因此将激光位移传感器安装在高低温箱的观察窗边上，直接对被测件进行测量的方法不可行。

发明内容

为了克服已有高低温环境箱内被测件变形量的测量系统的测量精度较低的不足，本实用新型提供一种测量精度高的高低温箱内被测件变形量的高精度测量系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高低温箱内被测件变形量的高精度测量系统，所述测量系统包括细绳、三维气浮组件和三个方向的激光位移光电编码测量模块，所述三维气浮组件包括固定板、x向气浮单元、y向气浮单元和z向气浮单元，各个气浮单元均包括气浮轴和气浮套，所述三个方向的激光位移光电编码测量模块分别安装在x向气浮单元、y向气浮单元和z向气浮单元上；x向气浮轴安装在固定板上，x向气浮套可滑动地安装在x向气浮轴上，x向气浮套与x向气浮套连接板固定连接，x向气浮套连接板与y向安装板连接，y向气浮轴安装在y向安装板上，y向气浮套可滑动地安装在y向气浮轴上，y向气浮套与y向气浮套连接板固定连接，y向气浮套连接板与z向固定挡板连接，所述z向气浮轴可滑动地安装在所述z向气浮套上，z向气浮轴安装在z向气浮轴连接板上，z向气浮套安装在z向固定挡板上；

所述细绳的上端与被测件连接，所述细绳的下端与所述三维气浮组件的z向气浮轴连接。

进一步，所述激光位移光电编码测量模块包含标识面和CCD激光位移传感器，所述CCD激光位移传感器与所述标识面正对。

更进一步，z向标识面安装在z向气浮轴连接板上，y向标识面安装在z向固定挡板上，x向标识面安装在y向安装板上；三个方向的CCD激光位移传感器均安装在安装支架上。

再进一步，各个气浮单元均包括两根气浮轴和两个气浮套，所述两根气浮轴平行设置。

本实用新型的技术构思为：通过细绳连接被测件，细绳下悬挂小质量块保证绳子竖直向下。由于绳子受力保持不变，因此认为绳子长度在整个过程中不发生变化。利用气浮组件连接绳子下悬挂的质量块，让小质量块能够在x、y和z三个方向无摩擦地跟随被测件运动，通过测量小质量块的运动轨迹来得到被测件的微小运动轨迹。

专利《不受气管扰动影响的组合气浮装置》(申请号201010165949.9，已授权)应用气浮技术具有摩擦阻力小、运动精度高、清洁无污染等特点，提供了一种有效避免摩擦力的附加影响、适应高精度场合的三维气浮随动装置。本实用新型在该专利的基础上，对气浮组件结构进行改动，使其适应当前测量要求。

本实用新型的有益效果主要表现在：模拟悬挂重物的方法，以绳子的拉力代替外力的作用，以悬挂在细绳上的三维气浮随动组件的Z向气浮轴的运动轨迹代替被测件受力后的运动轨迹，设计了一套适用于高低温环境下被测件刚度测量的系统，有效克服了测量过程中附加摩擦力、元器件附加扰动和小质量块的单摆效应的影响，实现了高精度测量。

附图说明

图1是三维气浮组件的主视图。

图2是三维气浮组件的左视图。

图3是三维气浮组件的轴侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。