一種剛體轉動慣量測試方法技術

本發明專利技術提供了一種剛體轉動慣量測試方法，包括提供一測試臺架，包括主機和捆綁組件，主機包括基臺、固定于基臺上的擺動組件、滑動組件、轉動組件及翻動組件；擺動組件包括可在前后方向自由擺動的擺盤；滑動組件包括設置于擺盤上，并可相對擺盤前后滑動的滑盤；轉動組件包括設置于滑盤上，并可水平轉動的轉盤；翻動組件包括設置于轉盤上，并可相對轉盤左右翻轉的翻盤；捆綁組件設置于翻盤上，用于固定待測試物體；測試臺架還包括用于測量滑盤滑動距離的量具、用于測量擺盤傾斜角度的角度儀以及用于測試擺盤擺動周期的周期儀；通過測試臺架對進行測量，可獲得待測試物體的轉動慣量。本發明專利技術提供的剛體轉動慣量測試方法精度高，測量耗時短。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。
技術介紹
現有技術中，測量剛體轉動慣量的方法主要有三種:三線擺法、扭擺法和復擺法。其中，三線擺法測量被測物體轉動慣量具有設備簡單的優點，但缺點是其測量精度較低，被試件的安裝費時費力，試驗周期長。扭擺法和復擺法的原理基本相同，但利用扭擺法測量的試驗臺，被測物體在試驗臺上各種擺放姿態的調整和各相對位置的測量不易得到好的控制，會給最終測量精度帶來很大影響，不易得到好的測試精度。目前，質心、轉動慣量的測試主要為扭擺法和復擺法。但是，通過現有的各種測試儀器測量轉動慣量時，測量的精度有限，耗時長。
技術實現思路
為克服現有技術中剛體轉動慣量測試方法測量轉動慣量時，精度有限，耗時長的問題，本專利技術提供了，其精度高，耗時短。本專利技術公開的剛體轉動慣量測試方法包括:(I)、提供一測試臺架，所述測試臺架包括主機和捆綁組件，所述主機包括基臺、固定于基臺上的擺動組件、滑動組件、轉動組件及翻動組件；所述擺動組件包括相互固定的擺盤和擺臂，所述擺盤可通過擺臂繞擺動軸線在前后方向自由擺動；所述滑動組件包括設置于擺盤上，并可相對擺盤前后滑動的滑盤；所述轉動組件包括設置于滑盤上，并可在滑盤表面水平轉動的轉盤；所述翻動組件包括設置于轉盤上，并可相對轉盤左右傾斜的翻盤；[0011 ] 所述捆綁組件設置于翻盤上；擺臂和擺盤總重記為mQ，滑盤和轉盤的總重記為m，翻盤重量記為m2 ;擺臂和擺盤的總質心到擺動軸線所在水平面的距離記為Htl，滑盤和轉盤的總質心到擺動軸線所在水平面的距離記為H;所述測試臺架還包括用于測量滑盤滑動距離的量具、測量擺盤傾斜角度的角度儀以及用于測試擺盤擺動周期的周期儀；并且以擺盤的幾何中心所在的豎直方向為中心線，所述擺盤、滑盤、轉盤、翻盤的質心位于中心線上，并且所述轉盤轉動時，轉盤質心不變；所述測試臺架可實現以下9種工況:工況1:不轉不翻；工況2:左轉不翻；工況3:左轉左翻；工況4:不轉左翻；工況5:不轉右翻；工況6:右轉右翻；工況7:右轉不翻；工況8:右轉左翻；工況9:左轉右翻；以翻盤質心所在空間位置為原點，從原點沿中心線向上為臺上Z軸，從原點沿向前方向為臺上X軸，從原點沿向左方向為臺上Y軸，建立臺上三維坐標系；(2)、獲取測試臺架上未固定待測試物體時，第i種工況下，測試臺架的總轉動慣量Ι&Μ ;其中，i為選自1-9的自然數；(3)、使用捆綁組件將重量為M的待測試物體固定于翻盤上，獲取待測試物體質心在所述臺上三維坐標系中的坐標；(4)、調整測試臺架，使其處于第i種工況下，對臺架進行調平處理，所述調平處理包括滑動滑盤，直至角度儀測量的擺盤角度為O ;獲取翻盤質心到擺動軸線所在水平面的垂直距離H21、待測試物體質心到擺動軸線所在水平面的垂直的距離氏、滑盤相對擺盤滑動的距離Si ；(5)、獲取第i種工況下，由測試臺架和待測試物體組成的測試系統的總轉動慣量I系統i ;(6)、獲取第i種工況下，待測試物體相對于擺動軸線的轉動慣量Ifei。通過上述方法即可在短時間內準確測出待測試物體的轉動慣量，并且，該方法操作簡單，效率高。【附圖說明】圖1是本專利技術提供的測試方法中，臺架工作狀態主視圖。圖2是本專利技術提供的測試方法中，臺架工作狀態左視圖。圖3是圖1中A處的局部放大圖。圖4是圖1中B處的局部放大圖。圖5是圖2中C處的局部放大圖。圖6是本專利技術提供的測試方法中固定塊和擺動塊結構示意圖。圖7是本專利技術提供的測試方法中捆綁組件的結構示意圖。圖8是本專利技術提供的測試方法中捆綁組件的使用狀態示意圖。圖9是本專利技術提供的測試方法中定位座的結構示意圖。圖10是圖8中D處的局部放大圖。圖11是本專利技術提供的測試方法中定位軸的結構示意圖。圖12是本專利技術提供的測試方法中限位裝置的主剖視圖。圖13是本專利技術提供的測試方法中限位裝置的左視圖。圖14是本專利技術提供的測試方法中限位轉塊的主視圖。圖15是本專利技術提供的測試方法中限位轉塊的俯視圖。圖16是本專利技術提供的測試方法中限位轉塊的左視圖。圖17是本專利技術提供的測試方法中支撐組件的主視圖。圖18是本專利技術提供的測試方法中支撐組件的局部剖視圖。圖19是本專利技術提供的測試方法中，左翻工況主視圖。圖20是本專利技術提供的測試方法中，水平工況主視圖。圖21是本專利技術提供的測試方法中，右翻工況主視圖。圖22是本專利技術提供的測試方法中，左轉工況俯視圖。圖23是本專利技術提供的測試方法中，水平工況俯視圖。圖24是本專利技術提供的測試方法中，右轉工況俯視圖。其中，附圖標記:11、支架；12、懸臂；13、基臺;21、擺臂；22、連接板；23、擺盤；231、角度儀；232、周期儀；31、固定塊；311、第一側面；312、第二側面；32、擺動塊；321、第三側面；322、第四側面；4、限位裝置；411、基座；412、第一支撐座；413、第二支撐座；421、手輪；422、轉軸；43、限位轉塊；431、基塊；432、第一限位塊；433、第二限位塊；434、第三限位塊；441、插銷座；442、插銷；45、限位梁。5、滑盤；51、電缸體；52、電缸連接器；53、光柵尺；6、轉盤；71、翻盤；72、下安裝座；73、上安裝座；74、鉸軸；75、支撐桿；8、乘用車；81、輪胎；9、支撐組件；91、底座；911、底座調節孔；92、支撐柱；93、頂盔；931、頂盔調節孔；1111、基板；1112、第一側壁；1113、第二側壁；112、棘輪機構；113、捆綁帶；1131、連接套；114、定位軸；1141、定位軸本體；1142、定位帽；1143、凸塊；115、定位座；1151、定位軸安裝孔；11511、定位導入孔；11512、定位孔；117、填充塊。【具體實施方式】為了使本專利技術所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。在本專利技術的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖1所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本專利技術和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本專利技術的限制。在本專利技術的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。在本專利技術的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本專利技術中的具體含義。本專利技術公開的剛體轉動慣量測試方法包括:(I)、提供一測試臺架，所述測試臺架包括主機和捆綁組件，所述主機包括基臺、固定于基臺上的擺動組件、滑動組件、轉動組件及翻動組件；所述擺動組件包括相互固定的擺盤和擺臂，所述擺盤可通過擺臂繞擺動軸線在前后方向自由擺動；所述滑動組件包括設置于擺盤上，并可相對擺盤前后滑動的滑盤；所述轉動組件包括設置于滑盤上，并可在滑盤表面水平轉動的轉盤；所述翻動組件包括設置于轉盤上，并可相對轉盤左右傾斜的翻盤；所述捆綁組件設置于翻盤上；擺臂和擺盤總重記為mQ，滑盤和轉本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種剛體轉動慣量測試方法，其特征在于，包括：（1）、提供一測試臺架，所述測試臺架包括主機和捆綁組件，所述主機包括基臺、固定于基臺上的擺動組件、滑動組件、轉動組件及翻動組件；所述擺動組件包括相互固定的擺盤和擺臂，所述擺盤可通過擺臂繞擺動軸線在前后方向自由擺動；所述滑動組件包括設置于擺盤上，并可相對擺盤前后滑動的滑盤；所述轉動組件包括設置于滑盤上，并可在滑盤表面水平轉動的轉盤；所述翻動組件包括設置于轉盤上，并可相對轉盤左右傾斜的翻盤；所述捆綁組件設置于翻盤上；擺臂和擺盤總重記為m0，滑盤和轉盤的總重記為m，翻盤重量記為m2；擺臂和擺盤的總質心到擺動軸線所在水平面的距離記為H0，滑盤和轉盤的總質心到擺動軸線所在水平面的距離記為H；所述測試臺架還包括用于測量滑盤滑動距離的量具、測量擺盤傾斜角度的角度儀以及用于測試擺盤擺動周期的周期儀；并且以擺盤的幾何中心所在的豎直方向為中心線，所述擺盤、滑盤、轉盤、翻盤的質心位于中心線上，并且所述轉盤轉動時，轉盤質心不變；所述測試臺架可實現以下9種工況：工況1：不轉不翻；工況2：左轉不翻；工況3：左轉左翻；工況4：不轉左翻；工況5：不轉右翻；工況6：右轉右翻；工況7：右轉不翻；工況8：右轉左翻；工況9：左轉右翻；以翻盤質心所在空間位置為原點，從原點沿中心線向上為臺上Z軸，從原點沿向前方向為臺上X軸，從原點沿向左方向為臺上Y軸，建立臺上三維坐標系；（2）、獲取測試臺架上未固定待測試物體時，第i種工況下，測試臺架的總轉動慣量I臺0i；其中，i為選自1?9的自然數；（3）、使用捆綁組件將重量為M的待測試物體固定于翻盤上，獲取待測試物體質心在所述臺上三維坐標系中的坐標；（4）、調整測試臺架，使其處于第i種工況下，對臺架進行調平處理，所述調平處理包括滑動滑盤，直至角度儀測量的擺盤角度為0；獲取翻盤質心到擺動軸線所在水平面的垂直距離H2i、待測試物體質心到擺動軸線所在水平面的垂直的距離Hi、滑盤相對擺盤滑動的距離Si；（5）、獲取第i種工況下，由測試臺架和待測試物體組成的測試系統的總轉動慣量I系統i；（6）、獲取第i種工況下，待測試物體相對于擺動軸線的轉動慣量I物i。...

【技術特征摘要】
1.一種剛體轉動慣量測試方法，其特征在于，包括: (1)、提供一測試臺架，所述測試臺架包括主機和捆綁組件，所述主機包括基臺、固定于基臺上的擺動組件、滑動組件、轉動組件及翻動組件； 所述擺動組件包括相互固定的擺盤和擺臂，所述擺盤可通過擺臂繞擺動軸線在前后方向自由擺動； 所述滑動組件包括設置于擺盤上，并可相對擺盤前后滑動的滑盤； 所述轉動組件包括設置于滑盤上，并可在滑盤表面水平轉動的轉盤； 所述翻動組件包括設置于轉盤上，并可相對轉盤左右傾斜的翻盤； 所述捆綁組件設置于翻盤上；擺臂和擺盤總重記為IV滑盤和轉盤的總重記為m，翻盤重量記為m2 ;擺臂和擺盤的總質心到擺動軸線所在水平面的距離記為Htl，滑盤和轉盤的總質心到擺動軸線所在水平面的距離記為H ； 所述測試臺架還包括用于測量滑盤滑動距離的量具、測量擺盤傾斜角度的角度儀以及用于測試擺盤擺動周期的周期儀；并且以擺盤的幾何中心所在的豎直方向為中心線，所述擺盤、滑盤、轉盤、翻盤的質心位于中心線上，并且所述轉盤轉動時，轉盤質心不變；所述測試臺架可實現以下9種工況:工況1:不轉不翻；工況2:左轉不翻；工況3:左轉左翻；工況4:不轉左翻；工況5:不轉右翻；工況6:右轉右翻；工況7:右轉不翻；工況8:右轉左翻；工況9:左轉右翻； 以翻盤質心所在空間位 置為原點，從原點沿中心線向上為臺上Z軸，從原點沿向前方向為臺上X軸，從原點沿向左方向為臺上Y軸，建立臺上三維坐標系； (2)、獲取測試臺架上未固定待測試物體時，第i種工況下，測試臺架的總轉動慣量I&(li ；其中，i為選自1-9的自然數； (3)、使用捆綁組件將重量為M的待測試物體固定于翻盤上，獲取待測試物體質心在所述臺上三維坐標系中的坐標； (4)、調整測試臺架，使其處于第i種工況下，對臺架進行調平處理，所述調平處理包括滑動滑盤，直至角度儀測量的擺盤角度為O ;獲取翻盤質心到擺動軸線所在水平面的垂直距離H21、待測試物體質心到擺動軸線所在水平面的垂直的距離氏、滑盤相對擺盤滑動的距離Si ； (5)、獲取第i種工況下，由測試臺架和待測試物體組成的測試系統的總轉動慣量If4iu； (6)、獲取第i種工況下，待測試物體相對于擺動軸線的轉動慣量Ifei。2.根據權利要求1所述的測試方法，其特征在于，在所述步驟(6)之后，還包括步驟(7):根據平行軸定理，獲取第i種工況下待測試物體相對于通過其質心且與擺動軸線平行的軸的轉動慣量I#3.根據權利要求2所述的測試方法，其特征在于，以待測試物體質心為質心原點，定義質心X軸、質心Y軸和質心Z軸,建立質心三維坐標系； 第i種工況下，擺動軸線與質心X軸、質心Y軸、質心Z軸的正夾角分別為a 1、β 1、Yi,獲得式(I):1ci=IxCos2 a i+IyCos2 β ^IzCos2 Y ±-2ΙχYοο8 α ^os β ±-2ΙYζοο8 β iCos Y ±-2Ιχζοο8 α ^osYi ； 其中，Ιχ、Iy、Iz分別為待測試物體相對于質心X軸、質心Y軸和質心Z軸的轉動慣量，Ixy> Iyz、Ixz分別為待測試物體相對于質心Z軸、質心X軸和質心Y軸的慣性積； 改變工況，重復步驟(1)- (7)，獲得6個工況對應的式(I)所組成的方程組，聯立求解，丫守至丨J Ιχ、Iy、Iz、Ixy、Iyz、IXz04.根據權利要求2或3所述的測試方法，其特征在于，所述步驟(2)中，測試臺架的總轉動慣量I &(li的獲取方法為: 測試臺架上未固定待測試物體時，對測試臺架進行調整，使測試臺架處于第i種工況，然后進行調平處理，獲取翻盤質心到擺動軸線所在水平面的垂直距離Htl21、通過量具測量滑盤相對擺盤滑動的距離Stli ;使擺盤進行擺動，通過周期儀測量空臺擺動周期Ttli ； 然后分別獲取擺臂和擺盤的總轉動慣量ISM、滑盤和轉盤的總轉動慣量翻盤的轉動十貝里I翻Cli，I擺。1、I滑轉Cl1、I Ii Oi之和為I臺Oi。5.根據權利要求4所述的測試方法，其特征在于，所述步驟(5)中，測試臺架和待測試物體組成的測試系統的總轉動慣量I 的獲取方法為: 使擺盤進行擺動，通過周期儀測量擺動周期Ti ； 分別獲取測試臺架上固定有待測試物體時，在第i種工況下，擺臂和擺盤的總轉動慣量Is1、滑盤和轉盤的總轉動慣量Imf 1、翻盤的轉動慣量I a1、臺架作用下的待測試物體相對于擺動軸線的轉動慣星I ’物i，I擺1、I滑轉1、I翻1、I ’物i之和為I系統i ; 所述步驟(6)中，Isgu和Igtli之差即為待測試物體相對于擺動軸線的轉動慣量Ifei。6.根據權利要求5所述的測試方法，其特征在于，所述ISQ1、I滑轉Q1、I I s 1、I ?t 1、I?i> I’ 通過式(2):1=m’ ghT2/(4 Ji2)計算得到，其中，m’為物體質量，h為物體質心到擺動軸線所在水平面的距離，T為物體擺動周期。7.根據權利要求5或6所述的測試方法，其特征在于，所述步驟(7)中，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：喻惠然，
申請(專利權)人：廣州汽車集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44