【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械测量，具体为一种转子系统传动精度非接触式高精度测量方法与装置。
技术介绍
1、转子系统传动精度的测量包括接触式测量和非接触式测量。
2、接触式测量系统主要通过测量输入轴和输出轴的转速进行计算而得到最终的传动精度，但在测量前，需要设计对应的测量系统安装位置与接口。另外，角位移传感器等也可用于测量转子系统的传动精度。
3、非接触式测量通常是基于电磁、激光等介质，通过涡流传感器或者激光器等非接触式测量工具对输入轴和输出轴的转速进行测量，通过计算两者的速度差，从而获得整个转子机构的传动精度。
4、其存在以下技术问题：
5、(1)测量原理决定需要提前在输入轴或者输出轴上设计传感器或者测量工具的安装位置，并进行安装调试，前期准备工作量大，数据分析复杂程度高。
6、(2)如旧设备未设计传感器等装置的安装位置，则无法对已有设备进行测量。
7、(3)测量的传感测量设备成本高，维护成本高，测量过程中传感器需要进行校准，如遇到测量故障，需要长时间停机进行更换，更换麻烦。
8、(4)接触式和非接触的测量精度受环境因素影响大，高精度的测量设备价格昂贵，操作复杂。
9、(5)从测量原理上，现有的测量方法均是运用两套单独测量系统通过将输入轴和输出轴分开进行测量后对结果进行处理后获得所需的相对误差，因此，测量的结果本质上是包含测量系统误差的输出轴的转速和包含测量误差的输入轴的转速的叠加，因此，对最终的结果影响较大。
技术
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是：提供一种转子系统传动精度非接触式高精度测量方法与装置，避免测量误差叠加，测量精度高，新旧设备均可适用。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种转子系统传动精度非接触式高精度测量装置，包括两个正方形的反射体、激光光源、分光镜a、两个角度转换装置和数据处理装置；
4、两个正方形的反射体分别套接于转子系统的输入轴和输出轴，随着输入轴和输出轴旋转而转动；
5、激光光源用于向分光镜a发出入射激光，分光镜a用于将入射激光分成透射光束和反射光束并分别传送到两个角度转换装置；
6、两个角度转换装置分别与输入轴和输出轴的反射体对应布置，用于将透射光束和反射光束分别引导照射到输入轴和输出轴的反射体，并获取从反射体上反射回角度转换装置的接收点；
7、数据处理装置连接于角度转换装置，用于获取接收点随着输入轴和输出轴的旋转而产生的位移，以将输入轴和输出轴的旋转角位移相应转换为一维线位移，并根据一维线位移计算转子系统传动精度。
8、进一步，两个角度转换装置均包括第一激光输出点、第二激光输出点以及平行布置的反射屏和接收屏；输入轴和输出轴的反射体均位于与之对应的角度转换装置的反射屏和接收屏之间，第一激光输出点和第二激光输出点分别位于反射体的两侧且设于反射屏一侧，用于将透射光束和反射光束分别引导照射到反射体，反射体用于将照射来的激光反射到反射屏，反射屏用于将反射体反射来的激光再次反射到接收屏，接收屏将反射屏反射来的激光在接收屏上的接收点发送到数据处理装置以计算一维线位移。
9、进一步，两个角度转换装置的接收屏相邻设置，两个角度转换装置的反射屏相背设置。
10、进一步，与输入轴对应的第一激光输出点包括分光镜c和反射镜d，分光镜c用于接收分光镜a发送来的透射光束并将其分成两束激光，其中一束透射到与输入轴对应的第二激光输出点，另一束反射到反射镜d，并经反射镜d反射到输入轴上的反射体。
11、进一步，分光镜a与分光镜c之间设有反射镜c，反射镜c用于将分光镜a发送来的透射光束反射到分光镜c。
12、进一步，与输入轴对应的第二激光输出点为反射镜e，用于将分光镜c透射过来的激光反射到输入轴上的反射体。
13、进一步，与输出轴对应的第一激光输出点包括分光镜b和反射镜a，分光镜b用于接收分光镜a发送来的反射光束并将其分成两束激光，其中一束透射到与输出轴对应的第二激光输出点，另一束反射到反射镜a，并经反射镜a反射到输出轴上的反射体。
14、进一步，与输出轴对应的第二激光输出点为反射镜b，用于将分光镜b透射过来的激光反射到输出轴上的反射体。
15、一种转子系统传动精度非接触式高精度测量方法，包括以下步骤，
16、激光光源向分光镜a发出入射激光，分光镜a将入射激光分成透射光束和反射光束并分别传送到两个角度转换装置；
17、两个角度转换装置将透射光束和反射光束分别引导照射到输入轴和输出轴的反射体，并获取从反射体上反射回角度转换装置的接收点；
18、数据处理装置获取接收点随着输入轴和输出轴的旋转而产生的位移，将输入轴和输出轴的旋转角位移相应转换为一维线位移，并根据一维线位移计算转子系统传动精度。
19、进一步，将输入轴和输出轴的旋转角位移相应转换为一维线位移的实现方式为，第一激光输出点和第二激光输出点将透射光束和反射光束分别引导照射到反射体，反射体将照射来的激光反射到反射屏，反射屏将反射体反射来的激光再次反射到接收屏，接收屏将反射屏反射来的激光在接收屏上的接收点发送到数据处理装置；
20、随着输入轴和输出轴带动反射体旋转，数据处理装置获取接收点随着输入轴和输出轴的旋转而产生的位移，进而将输入轴和输出轴的旋转角位移相应转换为一维线位移。
21、进一步，根据所要测量的输入轴和输出轴的传动比，调整反射屏和接收屏之间的距离，将输入轴和输出轴测量的一维线位移调整为相等的距离，以在相等的直线距离上更好地对比分析两者的角度差，进而精确地计算出传动误差。
22、总的说来，本专利技术具有如下优点：
23、(1)通过在转子系统外围设置激光束对转子系统的轴的转速进行测量，并不需要前期特意设计传感器的安装位置，因此针对新旧设备均可适用。
24、(2)测量设备的维护与调试简单，且由于是非接触式测量，测量前的校核和准备工作简单，设备总体成本低廉。
25、(3)通过激光反射原理对测量的细微量进行放大，将旋转量转换为一维直线量进行测量，能够获得更高的测量精度。
26、(4)通过一束激光分入到输入轴和输出轴上，将两者作为整体进行测量，因此，避免了分别进行测量时所带入的误差叠加，准确度更高。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种转子系统传动精度非接触式高精度测量装置，其特征在于：包括两个正方形的反射体、激光光源、分光镜A、两个角度转换装置和数据处理装置；
2.根据权利要求1所述的一种转子系统传动精度非接触式高精度测量装置，其特征在于：两个角度转换装置均包括第一激光输出点、第二激光输出点以及平行布置的反射屏和接收屏；输入轴和输出轴的反射体均位于与之对应的角度转换装置的反射屏和接收屏之间，第一激光输出点和第二激光输出点分别位于反射体的两侧且设于反射屏一侧，用于将透射光束和反射光束分别引导照射到反射体，反射体用于将照射来的激光反射到反射屏，反射屏用于将反射体反射来的激光再次反射到接收屏，接收屏将反射屏反射来的激光在接收屏上的接收点发送到数据处理装置以计算一维线位移。
3.根据权利要求2所述的一种转子系统传动精度非接触式高精度测量装置，其特征在于：两个角度转换装置的接收屏相邻设置，两个角度转换装置的反射屏相背设置。
4.根据权利要求2所述的一种转子系统传动精度非接触式高精度测量装置，其特征在于：与输入轴对应的第一激光输出点包括分光镜C和反射镜D，分光镜C用于接收分光镜
5.根据权利要求4所述的一种转子系统传动精度非接触式高精度测量装置，其特征在于：分光镜A与分光镜C之间设有反射镜C，反射镜C用于将分光镜A发送来的透射光束反射到分光镜C。
6.根据权利要求4所述的一种转子系统传动精度非接触式高精度测量装置，其特征在于：与输入轴对应的第二激光输出点为反射镜E，用于将分光镜C透射过来的激光反射到输入轴上的反射体。
7.根据权利要求2所述的一种转子系统传动精度非接触式高精度测量装置，其特征在于：与输出轴对应的第一激光输出点包括分光镜B和反射镜A，分光镜B用于接收分光镜A发送来的反射光束并将其分成两束激光，其中一束透射到与输出轴对应的第二激光输出点，另一束反射到反射镜A，并经反射镜A反射到输出轴上的反射体。
8.根据权利要求7所述的一种转子系统传动精度非接触式高精度测量装置，其特征在于：与输出轴对应的第二激光输出点为反射镜B，用于将分光镜B透射过来的激光反射到输出轴上的反射体。
9.权利要求1-8任一项所述的一种转子系统传动精度非接触式高精度测量装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种转子系统传动精度非接触式高精度测量方法，其特征在于：将输入轴和输出轴的旋转角位移相应转换为一维线位移的实现方式为，第一激光输出点和第二激光输出点将透射光束和反射光束分别引导照射到反射体，反射体将照射来的激光反射到反射屏，反射屏将反射体反射来的激光再次反射到接收屏，接收屏将反射屏反射来的激光在接收屏上的接收点发送到数据处理装置；
11.根据权利要求10所述的一种转子系统传动精度非接触式高精度测量方法，其特征在于：根据所要测量的输入轴和输出轴的传动比，调整反射屏和接收屏之间的距离，将输入轴和输出轴测量的一维线位移调整为相等的距离，以在相等的直线距离上更好地对比分析两者的角度差，进而精确地计算出传动误差。
...【技术特征摘要】
1.一种转子系统传动精度非接触式高精度测量装置，其特征在于：包括两个正方形的反射体、激光光源、分光镜a、两个角度转换装置和数据处理装置；
2.根据权利要求1所述的一种转子系统传动精度非接触式高精度测量装置，其特征在于：两个角度转换装置均包括第一激光输出点、第二激光输出点以及平行布置的反射屏和接收屏；输入轴和输出轴的反射体均位于与之对应的角度转换装置的反射屏和接收屏之间，第一激光输出点和第二激光输出点分别位于反射体的两侧且设于反射屏一侧，用于将透射光束和反射光束分别引导照射到反射体，反射体用于将照射来的激光反射到反射屏，反射屏用于将反射体反射来的激光再次反射到接收屏，接收屏将反射屏反射来的激光在接收屏上的接收点发送到数据处理装置以计算一维线位移。
3.根据权利要求2所述的一种转子系统传动精度非接触式高精度测量装置，其特征在于：两个角度转换装置的接收屏相邻设置，两个角度转换装置的反射屏相背设置。
4.根据权利要求2所述的一种转子系统传动精度非接触式高精度测量装置，其特征在于：与输入轴对应的第一激光输出点包括分光镜c和反射镜d，分光镜c用于接收分光镜a发送来的透射光束并将其分成两束激光，其中一束透射到与输入轴对应的第二激光输出点，另一束反射到反射镜d，并经反射镜d反射到输入轴上的反射体。
5.根据权利要求4所述的一种转子系统传动精度非接触式高精度测量装置，其特征在于：分光镜a与分光镜c之间设有反射镜c，反射镜c用于将分光镜a发送来的透射光束反射到分光镜c。
6.根据权利要求4所述的一种转子系统传动精度非接触式高精度...
【专利技术属性】
技术研发人员：文奇，卢冰颖，杨少轩，王克坚，王新华，
申请(专利权)人：广东技术师范大学，
类型：发明
国别省市：
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