一种陀螺轮转速测试装置及其吹气系统的制作方法

本发明涉及一种陀螺轮转速测试装置及其吹气系统。

背景技术：

某产品翼面陀螺是气动陀螺，被高压气吹动时，陀螺飞快的旋转，如果动平衡不好时，陀螺就会产生一定的离心力，带动机械结构之间的碰撞和摩擦，进而会影响产品的性能指标。

在对陀螺轮进行动平衡试验时，翼面陀螺要求在某一固定的转速调节动平衡，这就要求转速测试的准确和可靠。如《计量与测试技术》2007年第34卷第9期中记载的翼面陀螺转速的测试，翼面陀螺的表面大部分刷白漆，只有一小部分刷有黑漆，该陀螺在旋转的过程中，利用光电管照射陀螺，当光线照射到白漆的地方，光线反射到光电接收管上，当光线照射到黑漆部分，光线被吸收，没有光线反射到光电接收管上，这样一来，利用光电接收管的作用，可以将翼面陀螺的转速转化为方波，进而实现对陀螺转速测试。

实际上，目前在进行陀螺轮转速测试时主要采用吹气气路向陀螺轮吹气以驱动陀螺轮高速转动，测试时，由吹气气路的末端喷嘴向陀螺轮吹出高压气流，气流吹动陀螺轮转动。但现有的吹气气路所采用的喷嘴多为等径喷嘴，气流加速性能不好，这就对外部供气气源提出了较高要求，否则无法满足陀螺轮高转速要求，而且对于特别高的转速要求，有时也无法直接更换较高压力的气源，整个转速测试的范围较窄。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种陀螺轮转速测试装置用吹气系统，以解决现有技术中的吹气测试中采用等径结构的喷嘴使得吹气气路对供气气源要求较高的技术问题；同时，本发明还提供一种使用上述吹气系统的陀螺轮转速测试装置。

为实现上述目的，本发明所提供的陀螺轮转速测试装置用吹气系统的技术方案是：一种陀螺轮转速测试装置用吹气系统，包括用于对待测的陀螺轮进行吹气以驱动陀螺轮转动的吹气气路，吹气气路的出气末端设有拉瓦尔喷管结构。

所述吹气气路具有至少两个出气末端支路，各出气末端支路分别具有所述的出气末端和所述的拉瓦喷管结构，各出气末端支路上分别设有电磁阀。

所述吹气气路包括用于连接气源的主气路，吹气气路包括设置在主气路与所述拉瓦尔喷管结构之间且并联布置的第一支路和第二支路，第一支路上设有用于控制通过第一支路向所述吹气气路的出气末端输出的气体总流量的流量控制阀，第二支路上设有减压阀和用于在第一支路断开时使第二支路导通、在第一支路导通时使第二支路断开的通断控制阀，该通断控制阀为布置于所述减压阀下游的单向阀，所述第二支路上于所述减压阀和单向阀之间设有溢流阀。

本发明所提供的陀螺轮转速测试装置的技术方案是：一种陀螺轮转速测试装置，包括用于对陀螺轮吹气以驱动陀螺轮转动的吹气系统和用于测量陀螺轮转速的转速测量系统，吹气系统包括吹气气路，吹气气路的出气末端设有拉瓦尔喷管结构。

所述吹气气路具有至少两个出气末端支路，各出气末端支路分别具有所述的出气末端和所述的拉瓦喷管结构，各出气末端支路上分别设有电磁阀。

所述吹气气路包括用于连接气源的主气路，吹气气路包括设置在主气路与所述拉瓦尔喷管结构之间且并联布置的第一支路和第二支路，第一支路上设有用于控制向所述吹气气路的出气末端输出的气体总流量的流量控制阀，第二支路上设有减压结构和用于在第一支路断开时使第二支路导通、在第一支路导通时使第二支路断开的通断控制阀。

所述通断控制阀为布置于所述减压结构下游的单向阀，所述,减压结构为减压阀，第二支路上在所述减压阀和单向阀之间还设有溢流阀。

测试装置包括试验台，所述拉瓦尔喷管结构在横向上与相应陀螺轮距离可调的安装在所述试验台上，所述拉瓦尔喷管结构在竖向上升降可调的安装在所述试验台上。

所述试验台上设有喷管安装架，喷管安装架包括立柱和与立柱铰接装配的横向安装杆，所述拉瓦尔喷管结构安装在所述横向安装杆上并通过所述横向安装杆与立柱的铰接配合实现在拉瓦尔喷管结构在竖向上的升降可调。

所述转速测量系统包括用于监控陀螺轮转动的光电传感器，光电传感器在竖向上与相应陀螺轮距离可调安装在传感器安装板上，传感器安装板支撑设置在所述试验台上。

本发明的有益效果是：本发明所提供的陀螺轮转速测试装置在使用时，由吹气系统向待测的陀螺轮提供高压气流，以吹动陀螺轮高速转动，并由转速测量系统测量陀螺轮的转速，由于本发明中吹气气路的出气末端采用拉瓦尔喷管结构，由于拉瓦尔喷管结构利用自身具有的收缩管结构和扩张管结构可有效将高压气流提高大较高的转速，这样，可以得到高速气流，从而可以降低对供气气源的要求，降低成本，而且，拉瓦尔喷管结构可大幅提高气流速度，继而扩大使用该吹气系统的转速测试装置的转速测试范围，提高其通用测试性能。

进一步地，吹气气路具有至少两个出气末端支路，这样可以对至少两组陀螺轮进行多任务量测试，提高测试效率。

进一步地，各出气末端支路上分别设有电磁阀，这样可以根据测试需要选择开启相应的电磁阀以控制对应出气末端支路导通，这样可以实现对相应的陀螺轮进行测试，同时，也可以起到调整其他出气末端支路中的气体流量的作用。

进一步地，吹气气路包括并联布置的第一支路和第二支路，第一支路上设有流量控制阀，以控制通过第一支路向拉瓦尔喷管结构输出的气体总流量，达到不同转速的测试要求，扩大测试装置的转速测试范围。第二支路上设有减压结构，使得第二支路形成减压支路，可以对外部供气气源进行减压，同样扩大测试装置的转速测试范围。而且，在第二支路上设置通断控制阀，以避免两支路出现相互影响。进一步地，通断控制阀采用单向阀，结构较为简单，使用较为方便，利用第一支路中气体压力高于第二支路中的气体压力的特点，巧妙的实现对第二支路的通断控制。

进一步地，第二支路上于减压阀和单向阀之间还设有溢流阀，可有效控制第二支路上的安全气压，提高安全性能。

进一步地，拉瓦尔喷管结构在横向上与相应陀螺轮距离可调，拉瓦尔喷管结构在竖向上升降可调，光电传感器在竖向上与相应陀螺轮距离可调，这样可以根据实际测试需要调整拉瓦尔喷管结构与相应陀螺轮的距离，调整拉瓦尔喷管结构的出气喷口的高度位置，调整光电传感器与相应陀螺轮的距离间隙，提高测试装置的测量精度，满足不同的测试需求。

附图说明

图1为本发明所提供的陀螺轮转速测试装置的一种实施例的结构示意图；

图2为图1所示测试装置的吹气系统的气路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的陀螺轮转速测试装置的具体实施例，如图1、图2所示，该实施例中的测试装置包括用于对陀螺轮吹气以驱动陀螺轮转动的吹气系统和用于测量陀螺轮转速的转速测量系统，吹气系统包括吹气气路，此处的吹气气路包括用于连接外部供气气源的主气路100，吹气气路还具有四个出气末端支路4，各出气末端支路4的出气末端分别设有拉瓦尔喷管结构5，这种拉瓦尔喷管结构5与现有技术中的拉瓦尔喷管的结构相同，自身具有相应的收缩管段和扩张管段，在此不再过多赘述。

实际上，在各出气末端支路4分别设有电磁阀18以控制各支路的通断，同时，在各出气末端支路4上还分别设有支路压力表19以检测相应支路的气体压力。

而且，在本实施例中，吹气气路包括设置在主气路与四个末端出气支路之间且并联布置的第一支路200和第二支路300。第一支路200上设有用于控制向吹气气路的出气末端输出的气体总流量的流量控制阀17。第二支路300为其上设有减压结构的减压支路，此处的减压结构具体为减压阀13。并且，在第二支路300上还设有用于在第一支路断开时使第二支路导通、在第一支路导通时使第二支路断开的通断控制阀，该通断控制阀为布置在减压阀下游的单向阀16。而且，在减压支路上于减压阀13和单向阀16之间还设有溢流阀14和减压压力表15，此处的减压压力表15用于检测减压支路上的气体压力。

另外，在主气路100上沿着气体流动的方向依次布置有过滤器10、通断球阀11和主气路压力表12。

本实施例所提供的连接外部气源后，高压空气通过过滤器10过滤后，通过通断球阀11控制输入气体的通断，主气路压力表12实时显示供气压力，后端气路分为两路，即第一支路200和第二支路300，一路经第二支路300即减压支路将高压空气减压输出，可实现50000r/min以下转速测试的需要；另外一路直接通过流量控制阀17控制输出总流量，同时，在与四个出气末端支路4上的电磁阀18配合后，可实现单路0～100000r/min和四路同时0～30000r/min转速测试的需要。出气末端支路4采用电磁阀控制供气输出，在出气末端支路上设置压力表，实时显示出气末端处的压力。而且，在减压支路上设置溢流阀作为安全阀，超压自动泄压，保证设备和人员安全。

本实施例所提供的测试装置中的转速测量系统包括光电传感器，在陀螺轮的相应侧面设置明暗相间的区域，在陀螺轮高速转动时，光电传感器通过感应明暗区域的变化采集转速信息，然后将采集到的信息传输给PLC控制系统，由控制系统沟通过滤波和放大，将信息显示在软件界面。而且，利用PLC控制系统实时监测运行参数和测试任务设置，可同时实现4套产品同时定时供气、定速测试等，集成度高。

本实施例中的测试装置包括测试台1，测试台设置于机柜30上，测试台1上设有相应的工装夹具2，利用该工装夹具2装夹固定装配有陀螺轮6的相应产品7，该工装夹具具体包括相对设置的两夹板和实现两夹板对应夹紧相应产品7的压紧手轮，试验台上对应每个吹气气路分别设有一个支架32，各支架32上分别设有喷管安装架和传感器安装板，拉瓦尔喷管结构5对应安装在喷管安装架上，而光电传感器3则对应的安装在传感器安装板上。

上述的喷管安装架包括固设在支架上的立柱31和与立柱铰接装配的横向安装杆33，拉瓦尔喷管结构5安装在横向安装杆33的一端，横向安装杆33的另一端铰接装配有竖向移动杆，竖向移动杆在竖向上可调整的装配在支架32上，当竖向移动杆在竖向上进行移动调整时，利用杠杆原理，可通过横向安装杆控制拉瓦尔喷管结构5在竖向上进行升降调整，进而可调整拉瓦尔喷管结构的出气喷口的高度位置。实际上，竖向移动杆上设有上定位螺母和下定位螺母，在竖向移动杆移动到位时，利用上下定位螺母将竖向移动杆紧固装配在支架上。

而且，横向稳定杆的用于安装拉瓦尔喷管结构的相应端部处设有安装凹槽，安装凹槽沿着靠近-远离相应陀螺轮的方向延伸，拉瓦尔喷管结构在安装凹槽中沿着靠近-远离相应陀螺轮的方向移动调整进而可在横向上调整拉瓦尔喷管结构与相应陀螺轮的距离。在安装凹槽上设有紧固螺钉，这样可以在拉瓦尔喷管结构移动到位时将其锁紧固定。

实际上，此处的出气末端支路均采用金属软管与相应的拉瓦尔喷管结构连通，以便于拉瓦尔喷管结构在横向的距离调整和竖向上的升降调整。

需要说明的是，上述光电传感器3在竖向上升降可调的安装在传感器安装板上，这样可以对光电传感器3的高度位置进行调整，从而可以在竖向上调整光电传感器与相应陀螺轮6的距离。

具体使用时，将待测产品7装夹固定在测试台1上，调整拉瓦尔喷管结构的位置和高度，调整光电传感器3距离，由拉瓦尔喷管结构5对待测产品上的陀螺轮6进行吹气，带动陀螺轮6转动，陀螺轮6上设置明暗相间的不同区域，利用光电传感器3进行转速数据采集，然后将转速信号转换为电流信号传输至控制系统，控制系统将电流信号进行滤波和放大处理，最终显示在软件系统界面，也可通过机载打印机，将实时转速信息以图表的形式打印输出。操作者可预先对控制系统进行任务设置，监测所需要的试验数据。

本实施例中，吹气气路包括4个出气末端支路，在其他实施例中，吹气气路可设置一个或者两个以上，当设置有多个出气末端支路时，可在每个出气末端支路上分别设置电磁阀，这样可以实现对单个支路的测试控制，也可以在各出气末端支路上不设置电磁阀。

本实施例中，吹气气路包括并联布置的第一支路和第二支路，这样可以提高测试装置的适用性。在其他实施例中，也可以省去作为减压支路的第二支路，而仅保留第一支路，此时，可以在第一支路上设置流量控制阀，也可以不设置流量控制阀。

本实施例中，作为减压支路的第二支路上的减压结构采用减压阀，在其他实施例中，也可采用节流阀作为减压结构。

本实施例中，用于根据第一支路导通和断开情况控制第二支路通断的通断控制阀选用单向阀，实现自动控制，巧妙的利用了两支路的压力不同的特点。在其他实施例中，通断控制阀也可采用截止阀结构。

本发明还提供一种陀螺轮转速测试装置用吹气系统的实施例，该实施例中的吹气系统的结构与上述陀螺轮转速测试装置实施例中的吹气系统的结构相同，在此不再赘述。