空间转动机构静平衡调测装置及方法

文档序号:499275 发布日期:2022-01-07 浏览:4次 >En<

阅读说明:本技术 空间转动机构静平衡调测装置及方法 (Static balance adjusting and measuring device and method for space rotating mechanism ) 是由 陈立 李志慧 刘玉庆 彭效海 费志禾 张娇 王鹏伟 许腾 于 2021-10-09 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种空间转动机构静平衡调测装置及方法,调测装置包括测试平台、转轴支架、组合导轨以及测量系统,两套所述组合导轨分别安装在两个所述转轴支架的顶部并用于安装被检测件的两端,所述测量系统能够检测两个所述组合导轨的平行度和水平度;所述测试平台上具有第一安装结构进而能够允许两个所述转轴支架的底部可调节的固定在所述第一安装结构上进而实现两个所述转轴支架之间间距的调节从而匹配所述被检测件,本发明中的静平衡测试精度高,通过对转轴支架高度、间距及组合导轨位置的调整,以适应不同的尺寸转动体的静平衡测量需求,通用性好,成本低。(The invention provides a static balance adjusting and testing device and method for a space rotating mechanism, wherein the adjusting and testing device comprises a testing platform, rotating shaft supports, combined guide rails and a measuring system, two sets of combined guide rails are respectively arranged at the tops of the two rotating shaft supports and used for installing two ends of a detected piece, and the measuring system can detect the parallelism and levelness of the two combined guide rails; the static balance test device is characterized in that the test platform is provided with a first mounting structure, so that the bottoms of the two rotating shaft supports can be adjustably fixed on the first mounting structure, the distance between the two rotating shaft supports can be adjusted, and the two rotating shaft supports can be matched with a detected piece.)

空间转动机构静平衡调测装置及方法

技术领域

本发明涉及静平衡测试技术领域,具体地,涉及一种空间转动机构静平衡调测装置及方法。

背景技术

为避免转轴出现轴承动约束力或干扰力矩,特别是对于空间高精度探测,需将转动体质心调至转轴上,就需要对其进行地面静平衡测试与调整。

目前大多数静平衡测试装置采用一体固定式,且主要针对机床砂轮、曲轴连杆等小型零部件,少数可调节的也只能单向调节水平度或高度且精度有限,不能满足空间大型转动机构高精度静平衡测试的要求。同时空间大型转动机构多为单件且尺寸大小各异,单独定制大尺寸的静平衡测试工装成本较高。

专利文献CN210293541U公开了一种行星架静平衡测试装置,包括支撑架,所述支撑架上端面设置一对可上下浮动的支座,两支座之间留置行星架的回转空间,每个支座下端通过连接螺栓与支撑架锁紧连接,每一支座上端设置一对自由转动的滚动体,四个滚动体的回转轴心线相互平行或者重合,每一支座上的两滚动体之间形成支承槽,两支座通过支承槽共同支承一平衡转轴,所述平衡转轴包括平衡轴两端设置光轴段,两光轴段之间设置限位轴肩、安装轴段、锁紧螺纹段,所述安装轴段上套置花键套、压片,所述锁紧螺纹段上配合用于轴向锁紧压片的锁紧螺纹套,但该设计滚动摩阻系数大,精度低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种空间转动机构静平衡调测装置及方法。

根据本发明提供的一种空间转动机构静平衡调测装置,包括测试平台、转轴支架、组合导轨以及测量系统;

两套所述组合导轨分别安装在两个所述转轴支架的顶部并用于安装被检测件的两端,所述测量系统能够检测两个所述组合导轨的平行度和水平度;

所述测试平台上具有第一安装结构进而能够允许两个所述转轴支架的底部可调节的固定在所述第一安装结构上从而实现两个所述转轴支架之间间距的调节从而匹配所述被检测件。

优选地,所述被检测件通过自身所具有的两个外伸轴架于两套组合导轨上,通过在被检测件上增减不同规格的标准配重件进而能够使所述被检测件在多组对称角度下达到平衡状态。

优选地,所述组合导轨包括两个支撑块以及支撑棒;

所述支撑块的底部可调节的固定在所述转轴支架的顶部,所述支撑棒的两端分别放置在两个所述支撑块上并通过第二连接件固定,所述被检测件的两端放置在支撑棒上。

优选地,所述支撑块为V形块,所述支撑棒为圆柱棒,其中,所述V形块执行标准为JB/T8047,所述圆柱棒执行标准为JB/T9881。

优选地,所述第二连接件包括第二压块以及第一连接螺栓,所述第二压块的一端通过一个第一连接螺栓安装在所述支撑块顶部的一侧,所述第二压块的另一端通过另一个第一连接螺栓安装在所述支撑块顶部的另一侧。

优选地,两个所述转轴支架之间形成第二容纳空间,所述第二容纳空间与所述被检测件匹配。

优选地,所述转轴支架的内部具有第一容纳空间且转轴支架的底部、顶部分别具有第一容纳空间连接外部的第一通孔、第二通孔,所述转轴支架的周向设置有多个减轻孔且所述减轻孔与所述第一容纳空间连通。

优选地,所述第一安装结构为横截面为凸字形结构的固定槽;

所述转轴支架的底部通过第一连接件安装在所述固定槽上。

优选地,所述测量系统采用激光跟踪仪。

根据本发明提供的一种空间转动机构静平衡调测方法,包括如下步骤:

S1:根据被检测件的规格调整两个转轴支架的间距并将调整好的转轴支架固定在测试平台上;

S2:将组合导轨安装在所述转轴支架的顶部并调节两个所述组合导轨的平行度和水平度符合要求;

S3:所述被检测件通过自身所具有的两个外伸轴架于两套组合导轨上,通过在被检测件上增减不同规格的标准配重件进而能够使所述被检测件在多组对称角度下达到平衡状态。

与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

1、本发明中的静平衡测试精度高,通过对转轴支架高度、间距及组合导轨位置的调整,以适应不同的尺寸转动体的静平衡测量需求,通用性好,成本低。

2、本发明通过标准件与现有测试平台及转轴支架的组合,可实现对空间大型转动体地面静平衡测试,具有装置结构简易、成本低的特点。

3、本发明通过选用标准件形位精度高,表面硬度大,使得滚动摩阻系数极小;同时结合测量系统对装置进行测量调节,进一步保证附加阻力矩远小于指标要求,可满足空间转动体如探测器等的地面高精度静平衡调测的要求。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为本发明装置的结构示意图;

图2为测量系统的结构示意图;

图3为组合导轨的结构示意图;

图4为在测试平台侧面观察第一连接件时的结构示意图;

图5为转轴支架通过第一连接件固定在测试平台上时的结构示意图;

图6为第三连接件的结构示意图,其中,第四夹板未画出;

图7为本发明方法的步骤框图;

图8为本发明原理的框式示意图。

图中示出:

测试平台1 第三夹板15

转轴支架2 第三连接螺栓16

组合导轨3 第一容纳空间21

测量系统4 减轻孔22

被检测件5 支撑块31

第二容纳空间6 支撑棒32

固定槽11 第二压块33

第一夹板12 第一连接螺栓34

第二连接螺栓13 外伸轴51

第二夹板14

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1:

本发明提供了一种空间转动机构静平衡调测装置,如图1所示,包括测试平台1、转轴支架2、组合导轨3以及测量系统4,测试平台1上具有第一安装结构进而能够允许两个转轴支架2的底部可调节的固定在第一安装结构上从而实现两个转轴支架2之间间距的调节从而匹配被检测件5,两个组合导轨3分别安装在两个转轴支架2的顶部并用于安装被检测件5的两端,测量系统4能够检测两个组合导轨3的平行度和水平度,测量系统4优选采用激光跟踪仪。

需要说明的是,此处的水平度是指组合导轨3上用于安装被检测件5的平面是不是在水平线上,具体地,安装被检测件5所具有的支撑棒32与被检测件5的接触线的水平度,因支撑棒32的精度较高,也可视为是检测支撑棒32轴线的水平度。

进一步地,在测量时,应将两个组合导轨3的水平度调整至小于0.02mm,平行度调整至小于0.05mm。

如图1、图4所示,第一安装结构为横截面为凸字形结构的固定槽11,转轴支架2的底部通过第一连接件安装在固定槽11上。在安装时,两个转轴支架2可先调整好之间的距离,再通过第一连接件将转轴支架2固定在固定槽11上。

进一步地,被检测件5通过自身的两个外伸轴51架于两套组合导轨3上,如图1所示,在实际操作中,通过在被检测件5的指定位置增减不同规格的标准配重件,使得被检测件5在多组对称角度下均能够达到平衡状态,即可实现被检测件5的静平衡调整与测试。

在实际应用中,被检测件5在多组对称角度下被调整到平衡状态的过程中,最后一次增加或减少配重产生的静力矩应小于指标要求。具体地,不同质量的被检测件5静力矩的指标不同,例如,对于500kg级被检测件,应小于或等于0.1kg·m。本发明具有装置结构简易且附加力矩极小、可靠、精度高的特点。且通过对转轴支架2的高度、间距及组合导轨位置的调整,可实现对不同尺寸空间大型转动机构的静平衡高精度调测。

两个转轴支架2之间形成第二容纳空间6,第二容纳空间6与被检测件5匹配,第二容纳空间6允许被检测件5安装在组合导轨3上后被检测件5在转动或静止时转轴支架2都对被检测件5没有干涉。在实际应用中,通过对两个转轴支架2的高度、间距的设计及组合导轨3在转轴支架2顶部位置的调整,可实现对不同尺寸被检测件5高精度静平衡的调节和测量。

具体地,组合导轨3包括两个支撑块31以及支撑棒32,支撑块31的底部可调节的固定在转轴支架2的顶部,支撑棒32的两端分别放置在两个支撑块31上并通过第二连接件固定,被检测件5的两端放置在支撑棒32上。

第二连接件包括第二压块33以及第一连接螺栓34,第二压块33的一端通过一个第一连接螺栓34安装在支撑块31顶部的一侧,第二压块33的另一端通过另一个第一连接螺栓34安装在支撑块31顶部的另一侧,实现对支撑棒32的固定。

进一步地,组合导轨3为标准件组合,支撑块31为V形块,支撑棒32为圆柱棒,均为标准件,其中,V形块执行标准为JB/T8047,所述圆柱棒执行标准为JB/T9881,具有形位精度高、表面硬度大的特点,滚动摩阻系数小,被检测件5的外伸轴51在滚动时附加阻力矩极小,保证安装测试精度。

本发明还提供了一种空间转动机构静平衡调测方法,如图7所示,包括如下步骤:

S1:根据被检测件5的规格调整两个转轴支架2的间距并将调整好的转轴支架2固定在测试平台1上;

S2:将组合导轨3安装在所述转轴支架2的顶部并调节两个所述组合导轨3的平行度和水平度符合要求;

S3:所述被检测件5通过自身所具有的两个外伸轴51架于两套组合导轨3上,通过在被检测件5上增减不同规格的标准配重件进而能够使所述被检测件5在多组对称角度下达到平衡状态。

实施例2:

本实施例为实施例1的优选例。

本实施例中,如图4、图5所示,转轴支架2的内部具有第一容纳空间21且转轴支架2的底部、顶部分别具有第一容纳空间21连接外部的第一通孔、第二通孔,转轴支架2的周向设置有多个减轻孔22且减轻孔22与第一容纳空间21连通,第一连接件包括第一夹板12、第二连接螺栓13以及第二夹板14,在固定转轴支架2时,第一夹板12被安装在第一容纳空间21中,第二夹板14被安装到固定槽11中,第二连接螺栓13依次穿过第一夹板12、第一通孔与第二夹板14螺纹连接进而将转轴支架2固定在测试平台1上。

支撑块31通过第三连接件固定在转轴支架2的顶部,第三连接件包括第三夹板15、第三连接螺栓16以及第四夹板,如图6所示,第三夹板15的布置在转轴支架2的顶面且一端将支撑块31的底端边沿压住,第三连接螺栓16穿过第三夹板15、第二通孔与第四夹板螺纹连接,进而将支撑块31固定在转轴支架2的顶端。

本实施例中,测量系统4采用经纬仪。

本发明中两个转轴支架2通过第二连接件安装在测试平台1上,两套组合导轨3通过各自的第三连接件分别安装在两个转轴支架2顶部,通过测量系统4测量调节两套组合导轨3的水平度及平行度,被检测件5通过自身的两个外伸轴51架于两套组合导轨3上。通过对转轴支架2的高度、间距及组合导轨3位置的调整,可实现对不同尺寸被检测件5静平衡的调测。

本发明的工作原理如下:

如图1、图3、图8所示,根据被检测件5的旋转半径、宽度等确定转轴支架2的高度和在测试平台1上的放置间距,转轴支架2与测试平台1通过第二连接件连接。将两个V形块和一根圆柱棒组合成组合导轨3,将两套组合导轨3分别放置于两个转轴支架2顶端,通过测量系统4调节测量两套组合导轨3的水平度和平行度,在组合导轨3与转轴支架2顶面之间增减垫片调节至所需精度,用压板、螺栓相配合的连接件等将组合导轨3与转轴支架2固定。

被检测件5置于组合导轨3上,观察被检测件5在各组对称角度(如0°、±30°、±60°等)的平衡状态,计算不平衡量并在被检测件5指定位置安装标准配重件,循环直至被检测件5在各对称角度平衡,使末次增减配重产生的静力矩小于指标要求,至此静平衡调测结束。

通过本发明,实现了空间大型转动体的地面静平衡测试,且装置结构简易、成本低,测量方法可靠、精度高。

在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

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