[发明专利]一种专用数控摆角铣头的动静热特性测试自动可调姿工装

权利要求书

1.一种专用数控摆角铣头的动静热特性测试自动可调姿工装，其特征在于包含载荷施加模块、旋转调姿模块、数据测量模块；上位机（3-5）与工装载荷施加模块中的推杆电机（1-1）及旋转调姿模块中的倾角旋转电机a（2-4-1）、倾角旋转电机b（2-5-1）、倾角传感器a（2-6-3）、倾角传感器b（2-7-3）及数据测量模块中的力传感器（3-1）和位移传感器（3-2）相连接；推杆电机（1-1）及倾角旋转电机a（2-4-1）、倾角旋转电机b（2-5-1）作为执行端，接受上位机（3-5）发出工作指令；倾角传感器a（2-6-3）、倾角传感器b（2-7-3）作为执行检测端，将工装位姿的调整情况反馈到上位机（3-5）；力传感器（3-1）、位移传感器（3-2）为数据收集端，与上位机（3-5）中后续数据处理软件连接后，分析铣头动静热特征各数据；

旋转锁止机构a（2-5）及旋转锁止机构b（2-6）分别由转动轴组件a、限位环a（2-5-2）、倾角传感器a及转动轴组件b（2-6-1）、限位环b（2-6-2）、倾角传感器b组成；其中限位环a（2-5-2）及限位环b（2-6-2）的特征在于其内环有多组限位键槽，且角度分别为20度、30度、50度、70度；键槽与旋转轴上的定位键向配合，达到锁止旋转角度的作用；倾角传感器a测量上端摆臂（2-3）与中部摆臂（2-2）夹角，并向上位机（3-5）反馈；倾角传感器b测量中部摆臂（2-2）与下端摆臂（2-1）夹角，并向上位机（3-5）反馈；

转动轴组件a及转动轴组件b（2-6-1）的一端有在轴表面分布且相间隔为95°的键槽孔三个，且由旋转轴（2-5-1-1）、定位键（2-5-1-2）、步进旋转电机（2-5-1-3）、旋转凸轮（2-5-1-4）及弹簧片（2-5-1-5）组成；常态下三个定位键（2-5-1-2）由弹簧片（2-5-1-5）控制，在弹力作用下在键槽孔内保持回收位置，此时工装在旋转动力机构a（2-4）或旋转动力机构b的作用下正常旋转；在锁止状态下，上位机（3-5）控制步进旋转电机（2-5-1-3）带动旋转凸轮（2-5-1-4）到达指定键槽孔，定位键（2-5-1-2）在旋转凸轮（2-5-1-4）的作用下伸出键槽孔与限位环a（2-5-2）或限位环b（2-6-2）配合，同时旋转动力机构a（2-4）或旋转动力机构b（2-7）停止旋转，达到旋转锁止作用。

2.根据权利要求1所述的一种专用数控摆角铣头的动静热特性测试自动可调姿工装，载荷施加模块由推杆电机（1-1）、辅助定位杆（1-2）、底板（1-3）组成；其特征在于：推杆电机（1-1）通过电机螺栓（1-1-1）及电机锁紧螺母（1-1-2）与底板（1-3）固定；辅助定位杆（1-2）底端以螺栓方式旋入底板（1-3），下端摆臂（2-1）通过底板上定位孔与辅助定位杆（1-2）相配合，约束下端摆臂的水平方向自由度；推杆电机（1-1）对下端摆臂（2-1）提供垂直支撑，并施加实验载荷。

3.根据权利要求1所述的一种专用数控摆角铣头的动静热特性测试自动可调姿工装，其特征在于：旋转调姿模块针对铣头三旋转轴的转动情况对应姿态调整并沿铣头径向传递所施载荷；由下端摆臂（2-1）、中部摆臂（2-2）、上端摆臂（2-3）、旋转动力机构a（2-4）、旋转锁止机构a（2-5）、旋转锁止机构b（2-6）及旋转动力机构b（2-7）组成；下端摆臂（2-1）通过旋转动力机构b及旋转锁止机构b与中部摆臂（2-2）相连，并跟随其转动；上端摆臂（2-3）通过旋转锁止机构a及旋转动力机构a与中部摆臂（2-2）相连，并跟随其转动。

4.根据权利要求1所述的一种专用数控摆角铣头的动静热特性测试自动可调姿工装，其特征在于：旋转动力机构b及旋转动力机构a分别向中部摆臂（2-2）、上端摆臂（2-3）施加旋转力矩，并通过上位机（3-5）输入指令控制摆臂旋转；旋转动力机构a及旋转动力机构b分别由倾角旋转电机a、传动皮带a（2-4-2）、旋转轴端盖a（2-4-3）及倾角旋转电机b、传动皮带b（2-7-2）、旋转轴端盖b（2-7-3）组成；倾角旋转电机a（2-4-1）与上端摆臂以螺钉固定连接，旋转轴端盖a（2-4-3）与旋转轴组件a以螺钉固定连接；倾角旋转电机b与下端摆臂以螺钉固定连接，旋转轴端盖b（2-7-3）与旋转轴组件b以螺钉固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种专用数控摆角铣头的动静热特性测试自动可调姿工装，其特征在于：数据测量模块由力传感器（3-1）、位移传感器（3-2）、温度传感器（3-3）及信号采集模组（3-4）组成；力传感器（3-1）为接触式测量传感器，位移传感器（3-2）、温度传感器（3-3）为非接触式测量传感器；力传感器（3-1）、位移传感器（3-2）和温度传感器（3-3）测量数据经由信号采集模组（3-4）整理滤波后，上传至上位机（3-5）进行后续分析记录。