[发明专利]双扭杆转动惯量测量装置

说明书

技术领域

本发明属于机械测量技术领域，具体涉及一种双扭杆转动惯量测量装置。

背景技术

一般测量物体转动惯量的测量方法有多种，最常见的有复摆法，线摆法和扭摆法等。它们的共同点是对被测物体施加外力，破坏系统的静平衡，撤销外力后被测物体自由摆动，通过测量其摆动周期可计算出被测物体绕回转轴的转动惯量。复摆法的误差主要来自小摆角假设、摩擦阻力和空气阻力，复摆法不适用于质量较大的被测物体。使用线摆法对质量和尺寸较大的物体进行转动惯量测量，存在许多困难：被测件在转动过程中常会伴随扭动，故很难准确测量摆动周期；如何进行悬挂，旋线如何固定，摆线拉长带来的误差如何修正等问题暂时也没有得到有效的解决。扭摆法的测试精度最高，装夹方便，误差可小于1％，其误差主要来自摩擦阻力和空气阻力，并且可以通过改进结构提高测试精度，现有技术中一般采用单扭杆来实现对转动惯量的测量，单扭杆测量由于机构本身具有一定的局限性，使装置整体测量的范围有一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于提出一种双扭杆转动惯量测量装置，解决现有技术中单扭杆测量方法存在的测量范围有一定限制的问题。

为实现上述目的，本发明的双扭杆转动惯量测量装置包括水平的扭盘、摆针、凹槽形光电传感器、扭杆轴、支撑套和装置外壳；

所述摆针固定在所述扭盘下端，在固定在装置外壳上的凹槽形光电传感器的凹槽内摆动；

所述扭杆轴通过轴承固定在所述扭盘底面，所述扭杆轴与所述扭盘同轴，所述扭杆轴下端通过固定插销与所述支撑套固定连接，所述支撑套设置在所述装置外壳内部与所述装置外壳固定连接；

所述扭杆轴包括第一扭杆和第二扭杆两端，第一扭杆和第二扭杆连接处设置有水平方向的插销孔，通过可动插销的插入和拔出实现第一扭杆和第二扭杆连接处与支撑套的固定和松开。

所述第一扭杆的长度为L₁，直径为D₁，第二扭杆的长度为L₂，直径为D₂，其中L₁≠L₂、D₁≠D₂。

所述扭盘上端设置有固定试件用的固定装置。

所述固定装置为V形架或固定夹具。

本发明的有益效果为：本发明的双扭杆转动惯量测量装置由于通过可动插销进行单双扭杆的切换，可动插销插上时，将下面的第二扭杆和支撑套固定连接，上下端同时固定，导致第二扭杆不可运动，从而第一扭杆扭转，第二扭杆不动；可动插销拔拔下时，第二扭杆上端与支撑套分离，从而可以运动，第一扭杆和第二扭杆同时扭转；一台设备实现两台设备的功能，极大地降低了成本，有效地提高了转动惯量的测量范围，方便地解决了单扭杆存在的问题。

附图说明

图1为本发明的双扭杆转动惯量测量装置整体结构示意图；

其中，1、试件，2、扭盘，3、摆针，4、光电传感器，5、轴承，6、扭杆轴，7、第一扭杆，8、支撑套，9、可动插销，10、第二扭杆，11、固定插销，12、装置外壳。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

参见附图1，本发明的双扭杆转动惯量测量装置包括水平的扭盘2、摆针3、凹槽形光电传感器4、扭杆轴6、支撑套8和装置外壳12；

所述摆针3固定在所述水平扭盘2下端，在固定在装置外壳12上的凹槽形光电传感器4的凹槽内摆动；

所述扭杆轴6通过轴承5固定在所述扭盘2底面，所述扭杆轴6与所述扭盘2同轴，所述扭杆轴6下端通过固定插销11与所述支撑套8固定连接，所述支撑套8设置在所述装置外壳12内部与所述装置外壳12固定连接；

所述扭杆轴6包括第一扭杆7和第二扭杆10两端，第一扭杆7和第二扭杆10连接处设置有水平方向的插销孔，通过可动插销9的插入和拔出实现第一扭杆7和第二扭杆10连接处与支撑套8的固定和松开。

所述第一扭杆7的长度为L₁，直径为D₁，第二扭杆10的长度为L₂，直径为D₂，其中L₁≠L₂、D₁≠D₂。

所述扭盘2上端设置有固定试件1用的固定装置。

所述固定装置为V形架或固定夹具。

本发明的双扭杆转动惯量测量装置工作原理为：