[发明专利]一种高精度转动惯量测量装置

说明书

本发明公开了一种高精度转动惯量测量装置，包括活动导轨、活动导轨一端固定设置的固定支架以及活动导轨另一端上滑动安装的活动支架；所述固定支架上端设有通孔，该通孔内固定安装有轴承，轴承的两端分别固定连接有角度传感器与一个装夹法兰，角度传感器连接有配重球；所述轴承、两个装夹法兰、角度传感器以及配重球连接杆与角度传感器传感轴连接点为同轴设置。该测量装置引入初始转动动能，相比于其他测量装置，初始运动的触发更为平稳可靠，且标定清晰；通过角度传感器采集旋转轴的角度，相比于传统的手工测量数据，数据点更为密集可靠，可视化程度高；采用软件拟合计算转动惯量，不引入近似，扩大了测量范围，极大地提高了测量精度。

技术领域

本发明属于机械测量设备领域，具体的，涉及一种高精度转动惯量测量装置。

背景技术

转动惯量，是刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度，在经典力学中，转动惯量，又称质量惯性矩，简称惯矩；转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量，可形式地理解为一个物体对于旋转运动的惯性，用于建立角动量、角速度、力矩和角加速度等数个量之间的关系。

现有技术中的转动惯量测量装置的初始运动触发不稳定，检测时数据的准确采集较为困难，导致采集的数据误差较大，进而影响转动惯量的检测结果，为了解决上述问题，本发明提供了以下技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度转动惯量测量装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高精度转动惯量测量装置，包括活动导轨、活动导轨一端固定设置的固定支架以及活动导轨另一端上滑动安装的活动支架；

所述固定支架上端设有通孔，该通孔内固定安装有轴承，轴承的两端分别固定连接有角度传感器与一个装夹法兰，角度传感器连接有配重球；

所述配重球包括球体与连接杆，连接杆的一端与配重球的球体的表面固定连接，连接杆的另一端与角度传感器的传感轴固定连接；

所述活动支架上端设有螺纹通孔，螺纹通孔内配合设置有螺杆，该螺杆的一端与装夹旋钮固定连接，螺杆的另一端与一个装夹法兰连接，通过旋转螺杆能够驱动装夹法兰沿直线运动；

所述轴承、两个装夹法兰、角度传感器以及配重球连接杆与角度传感器传感轴连接点为同轴设置。

作为本发明的进一步方案，所述活动导轨的底部设置有若干固定头，活动导轨通过固定头固定安装在工作平台上。

作为本发明的进一步方案，所述角度传感器与数据采集卡通信连接，数据采集卡与上位机相连，数据采集卡用于采集角度传感器输出数据，并将其传输至上位机中。

作为本发明的进一步方案，所述活动导轨上沿活动支架滑动方向设有条形槽，条形槽内转动安装有活动导杆，活动导杆为螺纹杆，活动导杆的一端与活动导轨转动连接，活动导杆的另一端固定连接有支架旋钮，所述活动支架的底部设有螺纹通孔，活动支架通过该螺纹通孔与活动导杆配合。

作为本发明的进一步方案，两个装夹法兰的旋转轴均通过待测件的质心。

上述的测量装置对待测件的转动惯量进行检测的方法包括如下步骤：

第一步，转动支架旋钮对活动支架的位置进行调整，使两个装夹法兰之间的距离能够适应待测件的尺寸，将待测件的两端分别与装夹法兰固定连接，连接时通过转动装夹旋钮对活动支架的位置进行微调；

第二步，将配重球拉开至配重球的连接杆与垂直方向偏离预设角度，开启角度传感器，将配重球以零初始速度释放，采集角度随时间变化的数据，此时系统的拉格朗日第二方程表示为：