本发明专利技术公开了一种人形杆扭转力矩测试装置，它涉及一种能够依靠自身弹性变形储存弹性应变能实现展开和锁定的超弹性人形杆在发生扭转时的力矩和角度测试装置，为超弹性人形杆在工程上的应用提供了理论实验基础。该装置通过将人形杆两端分别固定在装置两侧夹持端上，一侧夹持端与导轨连接在一起，使人形杆扭转时该端部具有移动自由度，另一侧夹持端与齿轮减速箱相连，由该端输入动力，通过角度和力矩传感器可实现对人形杆的扭转力矩和角度的测量。齿轮箱通过两对直齿齿轮啮合和一对锥齿轮啮合。本发明专利技术通过夹持端的松紧装置可实现不同圆心角、不同粘结区域宽度的人形杆的进行扭转力矩性能实验。实现了扭转实验中角度和扭矩的精确测量。
【技术实现步骤摘要】
一种人形杆扭转力矩测试装置
本专利技术涉及一种人形杆扭转力矩测试装置，属于空间可折展机构中超弹性伸杆
技术介绍
超弹性杆用于支持大口径航天器结构，如太阳帆、光电板、天线等，在航天领域具有广泛的应用前景。充分了解超弹性杆的力学性能有利于超弹性杆在实际中的应用。在保证结构性能良好的前提下，尽量减少材料的使用，从而大大提升材料的利用率。本专利技术采用的人形杆结构由碳纤维复合材料经特殊工艺制成，其截面为人形，具有良好的抗弯、抗扭性能。由于人形杆结构、性能的特殊，需要一定的测试装置精确地测量出其相关力学性能。目前的扭转测量机构通过中性轴的转动或拍照测算人形杆扭转实验中转动的角度。这种测量方法简单易操作，但是存在测量误差大的问题，无法提供精准的实验数据。
技术实现思路
本专利技术的目的是为超弹性人形杆在实际中的应用提供理论基础，精准测量人形杆扭转实验中的各参数，进而提供的一种人形杆扭转力矩测试装置。本专利技术采用的技术方案是：一种人形杆扭转力矩测试装置，包括齿轮传动装置、夹持装置、角度测量装置和测试台辅助支撑装置。所述齿轮传动装置包括第一主轴、第一轴承、第一齿轮、第一定位销、第二主轴、第二轴承、第二齿轮、第二定位销、第三齿轮、第一套筒、第三轴承、第三主轴、第四轴承、第四齿轮、第二套筒、第五齿轮、第三套筒、第五轴承、第四主轴、第六轴承、第四套筒、第六齿轮、第五套筒及轴承端盖；所述夹持装置包括夹持端、阻尼块、联轴块、第三定位销、第一螺钉、第二螺钉、人形杆、扭矩传感器、第一联轴器、第五主轴、第六主轴、第七轴承及第六套筒；所述角度测量装置包括电位计、连接块、角块、第三螺钉、第四螺钉及第二联轴器；所述测试台辅助支撑装置包括箱体、旋钮、手轮、第五螺钉、第六螺钉、底板及第七螺钉；所述第一齿轮安装在第一主轴上，所述第一主轴一端与第一轴承连接，所述第一齿轮另一端通过第一定位销定位，所述第一轴承安装在箱体对应的预留孔中，所述第一主轴伸出箱体部分与旋钮连接，所述第二主轴一端与第二轴承连接，所述第二主轴另一端通过第一套筒与第三轴承连接，所述第二轴承、第三轴承分别安装在箱体对应的预留孔中，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述第二齿轮一端通过第二定位销定位，所述第二齿轮、第三齿轮安装在第二主轴上，所述第三主轴一端与第四轴承连接，所述第三主轴另一端通过第三套筒与第五轴承连接，所述第四轴承、第五轴承分别安装在箱体对应的预留孔中，所述第三齿轮与第四齿轮啮合，所述第四齿轮、第五齿轮安装在第三主轴上，所述第四主轴两端分别通过第四套筒、第五套筒与第六轴承连接，所述第六轴承分别安装在箱体对应的预留孔中，所述第六齿轮与第五齿轮啮合，所述第六齿轮安装在第四主轴上，所述第四主轴一端伸出箱体部分通过第一联轴器与扭矩传感器连接；所述第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承、第五轴承及第六轴承通过不同型号的轴承端盖定位并与箱体连接；所述夹持端、阻尼块、联轴块通过第一螺钉连接为一体，所述夹持端上、下部分通过第二螺钉连接，所述人形杆两端分别与左、右夹持端连接，所述扭矩传感器两端通过第一联轴器分别与第四主轴、第五主轴连接，所述第五主轴、第六主轴一端通过第三定位销定位在联轴块的对应预留孔中，所述第七轴承安装在第五主轴、第六主轴上，所述第七轴承通过第六套筒定位在底板的对应预留孔中；所述电位计与第二联轴器连接，所述电位计安装在连接块上，所述连接块通过第三螺钉连接固定在角块上，所述角块通过第四螺钉安装在底板对应的预留U型孔槽中；所述组成箱体的箱体板通过第五螺钉连接组装为一体，所述箱体通过第六螺钉安装在底板上，所述两种型号的手轮分别替换安装在第三主轴、第四主轴伸出箱体部分，所述底板底座部分和两端支撑部分通过第七螺钉连接为一体。其中，所述齿轮传动装置还包括一个齿轮箱，齿轮箱实现了减速与转向，齿轮箱安装在底板上。其中，所述夹持装置中的夹持端可调整夹持不同尺寸的人形杆。其中，所述角度测量装置通过电位计进行角度测量。其中，所述装置通过扭矩传感器进行扭矩测量。其中，所述齿轮传动装置可通过旋钮和两种不同型号的手轮实现多种方案的扭转输入，考虑齿轮加工及安装因素，旋钮无法完成扭矩输入时，选择将对应型号的手轮安装在第三主轴或第四主轴上进行扭矩输入。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：通过此装置测量能够为超弹性人形杆在实际中的应用提供理论基础。本专利技术设计巧妙，通过齿轮箱齿轮传动装置实现了三级减速以及动力方向的90°变化，以达到更高的测量精度。本专利技术实现了扭转实验中角度和扭矩的精确测量，能够提供准确的实验数据。本专利技术通过夹持端的松紧装置可实现不同圆心角、粘结区域宽度人形杆的扭转实验，即可使用本专利技术进行控制变量实验。本专利技术实现了多种方案的扭矩输入，为实验的测量提供预备方案。附图说明图1是本专利技术整体结构立体示意图(视角一)；图2是本专利技术整体结构立体示意图(视角二、局部视图)；图3是人形杆截面图。具体实施方式下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本专利技术。具体实施方式一：结合说明书附图1～图2对本专利技术装置的实施方式进行说明。本实施方式是本机构包括以下部分：齿轮传动装置1、夹持装置2、角度测量装置3和测试台辅助支撑装置4；所述齿轮传动装置1包括第一主轴101、第一轴承102、第一齿轮103、第一定位销104、第二主轴105、第二轴承106、第二齿轮107、第二定位销108、第三齿轮109、第一套筒110、第三轴承111、第三主轴112、第四轴承113、第四齿轮114、第二套筒115、第五齿轮116、第三套筒117、第五轴承118、第四主轴119、第六轴承120、第四套筒121、第六齿轮122、第五套筒123及轴承端盖124；所述夹持装置2包括夹持端201、阻尼块202、联轴块203、第三定位销204、第一螺钉205、第二螺钉206、人形杆207、扭矩传感器208、第一联轴器209、第五主轴210、第六主轴211、第七轴承212及第六套筒213；所述角度测量装置3包括电位计301、连接块302、角块303、第三螺钉304、第四螺钉305及第二联轴器306；所述测试台辅助支撑装置4包括箱体401、旋钮402、手轮403、第五螺钉404、第六螺钉405、底板406及第七螺钉407；所述第一齿轮103安装在第一主轴101上，所述第一主轴101一端与第一轴承102连接，所述第一齿轮103另一端通过第一定位销104定位，所述第一轴承102安装在箱体401对应的预留孔中，所述第一主轴101伸出箱体部分与旋钮402连接，所述第二主轴106一端与第二轴承106连接，所述第二主轴106另一端通过第一套筒110与第三轴承111连接，所述第二轴承106、第三轴承111分别安装在箱体401对应的预留孔中，所述第二齿轮107与第一齿轮103啮合，所述第二齿轮107一端通过第二定位销108定位，所述第二齿轮107、第三齿轮109安装在第二主轴105上，所述第三主轴112一端与第四轴承113连接，所述第三主轴112另一端通过第三套筒117与第五轴承116连接，所述第四轴承113、第五轴承118分别安装在箱体401对应的预留孔中，所述第三齿轮109与第四齿轮114啮合，所述第四齿轮114、第五齿轮116安装在第三主轴112上，所述第四主轴119两端分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种人形杆扭转力矩测试装置，包括齿轮传动装置(1)、夹持装置(2)、角度测量装置(3)和测试台辅助支撑装置(4)，其特征在于：所述齿轮传动装置(1)包括第一主轴(101)、第一轴承(102)、第一齿轮(103)、第一定位销(104)、第二主轴(105)、第二轴承(106)、第二齿轮(107)、第二定位销(108)、第三齿轮(109)、第一套筒(110)、第三轴承(111)、第三主轴(112)、第四轴承(113)、第四齿轮(114)、第二套筒(115)、第五齿轮(116)、第三套筒(117)、第五轴承(118)、第四主轴(119)、第六轴承(120)、第四套筒(121)、第六齿轮(122)、第五套筒(123)及轴承端盖(124)；所述夹持装置(2)由夹持端(201)、阻尼块(202)、联轴块(203)、第三定位销(204)、第一螺钉(205)、第二螺钉(206)、人形杆(207)、扭矩传感器(208)、第一联轴器(209)、第五主轴(210)、第六主轴(211)、第七轴承(212)及第六套筒(213)组成；所述角度测量装置(3)由电位计(301)、连接块(302)、角块(303)、第三螺钉(304)、第四螺钉(305)及第二联轴器(306)组成；所述测试台辅助支撑装置(4)由箱体(401)、旋钮(402)、手轮(403)、第五螺钉(404)、第六螺钉(405)、底板(406)及第七螺钉(407)组成；所述第一齿轮(103)安装在第一主轴(101)上，所述第一主轴(101)一端与第一轴承(102)连接，所述第一齿轮(103)另一端通过第一定位销(104)定位，所述第一轴承(102)安装在箱体(401)对应的预留孔中，所述第一主轴(101)伸出箱体部分与旋钮(402)连接，所述第二主轴(106)一端与第二轴承(106)连接，所述第二主轴(106)另一端通过第一套筒(110)与第三轴承(111)连接，所述第二轴承(106)、第三轴承(111)分别安装在箱体(401)对应的预留孔中，所述第二齿轮(107)与第一齿轮(103)啮合，所述第二齿轮(107)一端通过第二定位销(108)定位，所述第二齿轮(107)、第三齿轮(109)安装在第二主轴(105)上，所述第三主轴(112)一端与第四轴承(113)连接，所述第三主轴(112)另一端通过第三套筒(117)与第五轴承(116)连接，所述第四轴承(113)、第五轴承(118)分别安装在箱体(401)对应的预留孔中，所述第三齿轮(109)与第四齿轮(114)啮合，所述第四齿轮(114)、第五齿轮(116)安装在第三主轴(112)上，所述第四主轴(119)两端分别通过第四套筒(121)、第五套筒(123)与第六轴承(120)连接，所述第六轴承(120)分别安装在箱体(401)对应的预留孔中，所述第六齿轮(122)与第五齿轮(116)啮合，所述第六齿轮(122)安装在第四主轴(119)上，所述第四主轴(119)一端伸出箱体部分通过第一联轴器(209)与扭矩传感器(208)连接；所述第一轴承(102)、第二轴承(106)、第三轴承(111)、第四轴承(113)、第五轴承(118)及第六轴承(120)通过不同型号的轴承端盖(124)定位并与箱体(401)连接；所述夹持端(201)、阻尼块(202)、联轴块(203)通过第一螺钉(205)连接为一体，所述夹持端(201)上、下部分通过第二螺钉(206)连接，所述人形杆(207)两端分别与左、右夹持端(201)连接，所述扭矩传感器(208)两端通过第一联轴器(209)分别与第四主轴(119)、第五主轴(210)连接，所述第五主轴(210)、第六主轴(211)一端通过第三定位销(204)定位在联轴块(203)的对应预留孔中，所述第七轴承(212)安装在第五主轴(210)、第六主轴(211)上，所述第七轴承(212)通过第六套筒(213)定位在底板(406)的对应预留孔中；所述电位计(301)与第二联轴器(306)连接，所述电位计(301)安装在连接块(302)上，所述连接块(302)通过第三螺钉(304)连接固定在角块(303)上，所述角块(303)通过第四螺钉(305)安装在底板(406)对应的预留U型孔槽中；所述组成箱体(401)的箱体板通过第五螺钉(404)连接组装为一体，所述箱体(401)通过第六螺钉(405)安装在底板(406)上，所述两种型号的手轮(403)分别可替换安装在第三主轴(112)、第四主轴(119)伸出箱体部分，所述底板(406)底座部分和两端支撑部分通过第七螺钉(407)连接为一体。...
【技术特征摘要】
1.一种人形杆扭转力矩测试装置，包括齿轮传动装置(1)、夹持装置(2)、角度测量装置(3)和测试台辅助支撑装置(4)，其特征在于：所述齿轮传动装置(1)包括第一主轴(101)、第一轴承(102)、第一齿轮(103)、第一定位销(104)、第二主轴(105)、第二轴承(106)、第二齿轮(107)、第二定位销(108)、第三齿轮(109)、第一套筒(110)、第三轴承(111)、第三主轴(112)、第四轴承(113)、第四齿轮(114)、第二套筒(115)、第五齿轮(116)、第三套筒(117)、第五轴承(118)、第四主轴(119)、第六轴承(120)、第四套筒(121)、第六齿轮(122)、第五套筒(123)及轴承端盖(124)；所述夹持装置(2)由夹持端(201)、阻尼块(202)、联轴块(203)、第三定位销(204)、第一螺钉(205)、第二螺钉(206)、人形杆(207)、扭矩传感器(208)、第一联轴器(209)、第五主轴(210)、第六主轴(211)、第七轴承(212)及第六套筒(213)组成；所述角度测量装置(3)由电位计(301)、连接块(302)、角块(303)、第三螺钉(304)、第四螺钉(305)及第二联轴器(306)组成；所述测试台辅助支撑装置(4)由箱体(401)、旋钮(402)、手轮(403)、第五螺钉(404)、第六螺钉(405)、底板(406)及第七螺钉(407)组成；所述第一齿轮(103)安装在第一主轴(101)上，所述第一主轴(101)一端与第一轴承(102)连接，所述第一齿轮(103)另一端通过第一定位销(104)定位，所述第一轴承(102)安装在箱体(401)对应的预留孔中，所述第一主轴(101)伸出箱体部分与旋钮(402)连接，所述第二主轴(106)一端与第二轴承(106)连接，所述第二主轴(106)另一端通过第一套筒(110)与第三轴承(111)连接，所述第二轴承(106)、第三轴承(111)分别安装在箱体(401)对应的预留孔中，所述第二齿轮(107)与第一齿轮(103)啮合，所述第二齿轮(107)一端通过第二定位销(108)定位，所述第二齿轮(107)、第三齿轮(109)安装在第二主轴(105)上，所述第三主轴(112)一端与第四轴承(113)连接，所述第三主轴(112)另一端通过第三套筒(117)与第五轴承(116)连接，所述第四轴承(113)、第五轴承(118)分别安装在箱体(401)对应的预留孔中，所述第三齿轮(109)与第四齿轮(114)啮合，所述第四齿轮(114)、第五齿轮(116)安装在第三主轴(112)上，所述第四主轴(119)两端分别通过第四套筒(121)、第五套筒(123)与第六轴承(120)连接，所述第六轴承(120)分别安装在箱体(...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨慧，马文静，张群，王岩，刘永斌，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34
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