一种支撑轴弯曲间隙及刚度自动测量装置及其测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种支撑轴弯曲间隙及刚度自动测量装置及其测量方法。本发明通过测量杆将微小弯曲间隙放大，以气缸配合气动滑台为动力机构，连接带动施力构件对测量杆施加压力，并通过位移传感器及压力传感器实时采集测量杆的位移数据及受力数据，进一步计算出支撑轴的弯曲间隙角及刚度。本发明通过两个位移传感器实现对弯曲间隙的精确测量，消除了由扭矩输入时弯曲间隙的顶点相对于轴心的径向窜动带来的不利影响；气缸带动施力构件施加扭矩实现从零到特定扭矩的连续输出；测量高度自动化，避免了因操作人员技能水平不同带来的人为误差影响，其测量精度更高，且测量过程自动化程度高，对测量人员技能要求低，重复性、可靠性大，操作简单、效率高。
【专利说明】
-种支撑轴弯曲间隙及刚度自动测量装置及其测量方法
技术领域
[0001 ]本发明设及一种自动测量装置及自动测量方法，尤其是设及一种支撑轴弯曲间隙 及刚度自动测量装置及其测量方法。
【背景技术】
[0002] -般支撑轴由两个轴承支撑，轴承存在游隙，导致支撑轴存在弯曲方向间隙，该弯 曲间隙对系统的工作性能产生影响，也是电动伺服机构精度控制的主要指标，因此需要对 支撑轴的弯曲间隙及刚度进行精确的测量，W便对其进行调整和控制。
[0003] 但是，由于支撑轴的弯曲间隙测量范围小，测量精度要求高，目前没有很好的精确 测量方法。现有技术如CN201310151261.9提供了一种测量方法，将弯曲间隙放大后进行测 量并将测量误差缩小到1%W内，但是该测量方法没有考虑到施加弯曲扭矩W后造成的轴 屯、径向窜动量对测量精确度的不利影响。并且，弯曲间隙测量属于高精度测量， CN201310151261.9的测量方法依赖人工手动操作的环节太多，对测量人员自身的技术水平 要求较高，不同熟练程度的操作人员测得结果相差较大，操作难度大，重复性和可靠性低， 不利于精确测量。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的W上缺陷或改进需求，本发明提供了一种支撑轴弯曲间隙及刚度 自动测量装置，能够消除轴屯、径向窜动量对测量精确度的不利影响，其测量精度更高，且测 量过程自动化程度高，对测量人员技能要求低，重复性、可靠性大，操作简单、效率高。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。一种支撑轴弯曲间隙及刚度测量装 置，其特征在于，包括:施力构件，所述施力构件具有相对设置的第一感应部和第二感应部， W及连接所述第一感应部和第二感应部的连接部；
[0006] 测量杆，所述测量杆一端设有测量夹具，另一端位于所述第一感应部和所述第二 感应部之间；
[0007] 所述第一感应部朝向所述测量杆的一侧设有第一压力传感器，背离所述测量杆的 一侧连接第一气缸;所述第二感应部朝向所述测量杆的一侧设有第二压力传感器，背离所 述测量杆的一侧连接第二气缸；
[000引所述第一气缸设于第一气动滑台上，所述第二气缸设于第二气动滑台上，所述连 接部设于直线导轨上;所述第一气缸的运动路径、所述第二气缸的运动路径、所述施力构件 的运动路径、所述第一压力传感器的施力点和所述第二压力传感器的施力点的连线均垂直 于所述测量杆的轴线；
[0009] 所述测量杆一侧对应所述测量杆间隔设有沿所述测量杆轴线方向排列的第一位 移传感器和第二位移传感器，所述第一位移传感器和所述第二位移传感器的运动路径与所 述第一气缸的运动路径平行。
[0010] 控制系统，连接所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第一气缸、所述 第二气缸、所述第一位移传感器、所述第二位移传感器。
[0011] 进一步地，所述第一气缸包括第一推力杆，所述第二气缸包括第二推力杆，所述第 一推力杆、所述第二推力杆、所述第一压力传感器的施力点、所述第二压力传感器的施力点 位于同一平面上。
[0012] 进一步地，所述第一感应部通过第一弹黃连接所述第一气缸;所述第二感应部通 过第二弹黃连接所述第二气缸，所述第一压力传感器的施力点、所述第二压力传感器的施 力点、所述第一弹黃、所述第二弹黃位于同一直线上。
[0013] 进一步地，所述第一位移传感器、所述第二位移传感器设于同一第Ξ气缸上，所述 第Ξ气缸设于第Ξ气动滑台上。
[0014] 进一步地，所述第一气动滑台上设有第一返程开关和第一静止开关，所述第一返 程开关和第一静止开关连接所述控制系统;所述第二气动滑台上设有第二返程开关和第二 静止开关，所述第二返程开关和第二静止开关连接所述控制系统。
[0015] 本发明还提供了一种基于所述支撑轴弯曲间隙及刚度自动测量装置的测量方法， 包括：
[0016] (1)安装待测目标，将待测目标与所述测量杆通过所述夹具夹紧；
[0017] (2)所述第一位移传感器和所述第二位移传感器进入检测位置，实时将所述测量 杆的测点位移值反馈给所述控制系统；
[0018] (3)分别设置所述第一气缸和所述第二气缸对所述测量杆施加的最大压力值；
[0019] (4)启动所述第一气缸、所述第二气缸先后向所述测量杆连续施加压力分别达到 各自设定的最大压力值，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器实时上传数据给所述 控制系统；
[0020] (5)所述控制系统实时对所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第一位 移传感器、所述第二位移传感器所上传的数据进行处理，得到支撑轴的弯曲间隙及刚度，计 算公式如下
[0021]
[0022] 其中，L为两个位移传感器的间距，当所述第一气缸对所述测量杆施加压力时，所 述第一位移传感器的位移值为化R、所述第二位移传感器的位移值为化R;当所述第二气缸对 所述测量杆施加压力时，所述第一位移传感器的位移值为化L、所述第二位移传感器的位移 值为D2L;
[0023] 当所述第一气缸与所述第二气缸先后对所述测量杆施加压力的数值相等时，弯曲 间隙与施加压力之间存在直线拟合关系，由此得到支撑轴刚度的计算公式为
[0024] 刚度=k · h
[0025] 其中，h是根据待测目标与所述测量杆夹紧后测得的力臂长度，k是弯曲间隙与施 加压力直线拟合关系的斜率。
[00%]进一步地，所述第一气动滑台上设有第一返程开关和第一静止开关，所述第一返 程开关和第一静止开关连接所述控制系统;所述第二气动滑台上设有第二返程开关和第二 静止开关，所述第二返程开关和第二静止开关连接所述控制系统；
[0027]所述步骤(6)包括至少一个测量循环，所述测量循环如下
[0028] 所述控制系统启动所述第一气缸向远离所述测量杆的方向移动，所述第二气缸静 止，经过所述第一弹黃的缓冲，所述第一压力传感器接触并检测所述测量杆所受到的压力， 并发送压力数据到所述控制系统中；
[0029] 所述第一气缸继续移动，触发所述第一返程开关并反馈给所述控制系统，在所述 控制系统的控制下所述第一气缸返程，直至触发所述第一静止开关，并反馈给所述控制系 统；
[0030] 所述控制系统控制所述第一气缸静止，启动所述第二气缸向远离所述测量杆的方 向移动，经过所述第二弹黃的缓冲，所述第一压力传感器接触并检测所述测量杆所受到的 压力，并发送压力数据到所述控制系统中；
[0031] 所述第二气缸继续移动，触发所述第二返程开关并反馈给所述控制系统，在所述 控制系统的控制下所述第二气缸返程，直至触发所述第二静止开关，并反馈给所述控制系 统；
[0032] 所述控制系统控制所述第二气缸静止，完成一个所述测量循环。
[0033] 进一步地所述控制系统包括循环次数判断机制，所述测量循环中触发所述第二静 止开关后，启动所述循环次数判断机制，决定重复所述测量循环或结束本次测量。
[0034] 进一步地步骤(5)中，所述第一气缸还包括第一节流阀和第一减压阀，所述第一节 流阀控制所述第一气缸的运行速度W调节施力速度，第一减压阀控制所述第一气缸的驱动 气压W调节气缸的最大施力;所述第二气缸还包括第二节流阀和第二减压阀，所述第二节 流阀控制所述第二气缸的运行速度W调节施力速度，第二减压阀控制所述第二气缸的驱动 气压W调节气缸的最大施力。
[0035] 本发明所具有的优点与效果是：
[0036] 1.本发明采用所述测量杆将弯曲间隙放大，通过测量放大后的弯曲间隙来实现对 原始弯曲间隙的间接测量，使得测量方法更简单有效；
[0037] 2.通过两个位移传感器实现对弯曲间隙的精确测量，消除了由扭矩输入时弯曲间 隙的顶点相对于轴屯、的径向窜动带来的不利影响；
[0038] 3.气缸带动施力构件施加扭矩，可实现从零到特定扭矩的连续输出；
[0039] 4.测量过程高度自动化，避免了因操作人员技能水平不同带来的人为误差影响， 其测量精度更高，对测量人员技能要求低，重复性、可靠性大，操作简单、效率高。
【附图说明】
[0040] 图1是本发明的第一实施例组装图示意图；
[0041] 图2是图1中部分施力构件的放大图；
[0042] 图3是图1中位移检测组件的放大图；
[0043] 图4是本发明的第一实施例的控制过程简图；
[0044] 图5是本发明的第一实施例的方法流程简图；
[0045] 图6是本发明的第一实施例的测量循环流程简图；
[0046] 图7是本发明的计算原理图；
[0047] 图8是本发明的实验二的弯曲间隙与施加压力直线拟合关系图。
[0048] 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
[0049] 施力构件1 第一感应部11 第一压力传感器111
[(K)加]第一弹黃112 第二感应部12 第二压力传感器121
[0051] 第二弹黃122 连接部13 滑块14
[0052] 直线导轨15 测量杆2 测量夹具21
[0053] 支撑轴3 第一气缸4 第一连接件41
[0化4]第一气动滑台42 第二气缸5 第二连接件51
[0055]第二气动滑台52 位移检测组件6 第一位移传感器61
[0化6] 第二位移传感器62第Ξ连接件63 垫板64
[0057] 第Ξ气动滑台65
【具体实施方式】
[0058] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并 不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所设及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可W相互组合。
[0059] 为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及【具体实施方式】 对本发明作进一步的详细描述。
[0060] 如图1至图3所示，为本发明第一实施例。施力构件1，具有相对设置的第一感应部 11和第二感应部12, W及连接所述第一感应部11和第二感应部12的连接部13,所述连接部 13安装在滑块14上，所述滑块14在直线导轨15上滑动。
[0061] 测量杆2,所述测量杆2-端设有测量夹具21，将所述测量杆2与待测支撑轴3夹紧 固定，另一端位于所述第一感应部11和所述第二感应部12之间。
[0062] 所述第一感应部11朝向所述测量杆2的一侧设有第一压力传感器111，背离所述测 量杆2的一侧通过第一弹黃112连接第一气缸4,所述第一气缸4包括第一推力杆(未图示）， 所述第一气缸4设于第一气动滑台42上，所述第一气动滑台42上设有第一返程开关（未图 示)和第一静止开关(未图示），所述第一推力杆与所述第一气动滑台42连接，W驱动所述第 一气缸4在所述第一气动滑台42上滑动;所述第一气动滑台42上设有第一返程开关和第一 静止开关;所述第一气缸4与所述第一弹黃112通过第一连接件41连接，所述第一连接件41 包括头部设有通孔的螺栓(未标号）;所述第一弹黃112-端穿在该通孔(未标号）内，另一端 通过一个同样的螺栓连接至所述第一感应部11上;所述第一气缸4还包括第一节流阀（未图 示)和第一减压阀（未图示），所述第一节流阀控制所述第一气缸4的运行速度W调节施力速 度，第一减压阀控制所述第一气缸4的驱动气压W调节气缸的最大施力。
[0063] 所述第二感应部12朝向所述测量杆2的一侧设有第二压力传感器121，背离所述测 量杆2的一侧通过第二弹黃122连接第二气缸5,所述第二气缸5包括第二推力杆(未图示）， 所述第二气缸5设于第二气动滑台52上，所述第二气动滑台52上设有第二返程开关(未图 示)和第二静止开关(未图示），所述第二推力杆与所述第二气动滑台52连接，W驱动所述第 二气缸5在所述第二气动滑台52上滑动;所述第二弹黃122的连接方式与所述第一弹黃112 的连接方式相同，通过第二连接件51连接;所述第二气缸5还包括第二节流阀（未图示)和第 二减压阀（未图示），所述第二节流阀控制所述第二气缸5的运行速度W调节施力速度，第二 减压阀控制所述第二气缸5的驱动气压W调节气缸的最大施力。
[0064] 所述第一气缸4的运动路径、所述第二气缸5的运动路径、所述施力构件1的运动路 径、所述第一压力传感器111的施力点和所述第二压力传感器121的施力点的连线均垂直于 所述测量杆2的轴线；所述第一推力杆、所述第二推力杆、所述第一压力传感器111的施力 点、所述第二压力传感器121的施力点位于同一平面上;所述第一压力传感器111的施力点、 所述第二压力传感器121的施力点、所述第一弹黃112、所述第二弹黃122位于同一直线上。
[0065] 所述测量杆2-侧对应所述测量杆2设有位移检测组件6,所述位移检测组件6上间 隔设有沿所述测量杆2轴线方向排列的第一位移传感器61和第二位移传感器62;所述第一 位移传感器61、所述第二位移传感器62通过第Ξ连接件63及垫板64安装在第Ξ气缸(未图 示)上，所述第Ξ气缸设于第Ξ气动滑台65上，所述第一位移传感器61和所述第二位移传感 器62的运动路径与所述第一气缸4的运动路径平行。
[0066] 控制系统，连接所述第一压力传感器111、所述第二压力传感器121、所述第一气缸 4、所述第二气缸5、所述第一位移传感器61、所述第二位移传感器62、所述第一返程开关、所 述第一静止开关、所述第二返程开关、所述第二静止开关。
[0067] 请参照图4至图6,本发明还提供了一种支撑轴3弯曲间隙及刚度自动测量方法，包 括如下步骤：
[0068] (1)安装待测目标，将待测目标与所述测量杆2通过所述夹具夹紧；
[0069] (2)所述第一位移传感器61和所述第二位移传感器62进入检测位置，实时将所述 测量杆2的测点位移值反馈给所述控制系统；
[0070] (3)分别设置所述第一气缸和所述第二气缸对所述测量杆施加的最大压力值；
[0071] (4)启动测量循环:所述控制系统启动所述第一气缸4向远离所述测量杆2的方向 移动，所述第二气缸5静止，经过所述第一弹黃112的缓冲，所述第一压力传感器111接触并 检测所述测量杆2所受到的压力，实时发送压力数据到所述控制系统中；
[0072] 所述第一气缸4继续移动，触发所述第一返程开关并反馈给所述控制系统，在所述 控制系统的控制下所述第一气缸4返程，直至触发所述第一静止开关，并反馈给所述控制系 统；
[0073] 所述控制系统控制所述第一气缸4静止，启动所述第二气缸5向远离所述测量杆2 的方向移动，经过所述第二弹黃122的缓冲，所述第一压力传感器111接触并检测所述测量 杆2所受到的压力，实时发送压力数据到所述控制系统中；
[0074] 所述第二气缸5继续移动，触发所述第二返程开关并反馈给所述控制系统，在所述 控制系统的控制下所述第二气缸5返程，直至触发所述第二静止开关，并反馈给所述控制系 统；
[0075] 所述控制系统控制所述第二气缸5静止，完成一个所述测量循环；
[0076] (5)所述控制系统实时对所述第一压力传感器111、所述第二压力传感器121、所述 第一位移传感器61、所述第二位移传感器62所上传的数据进行处理，得到支撑轴3的弯曲间 隙及刚度，计算公式如下(原理参照图7)
[0077]
[0078] 其中，L为两个位移传感器的间距，当所述第一气缸对所述测量杆施加压力时，所 述第一位移传感器的位移值为化R、所述第二位移传感器的位移值为化R;当所述第二气缸对 所述测量杆施加压力时，所述第一位移传感器的位移值为化L、所述第二位移传感器的位移 值为D2L。
[0079] 利用上述公式，可W计算出所述第一气缸4和所述第二气缸5对所述测量杆施加任 意相同或不同压力时的弯曲间隙。
[0080] 当所述第一气缸与所述第二气缸先后对所述测量杆施加压力的数值相等时，在X- y坐标系中，弯曲间隙X与施加压力y之间存在直线拟合关系
[0081 ] y = kx+b
[0082] 其中，k是弯曲间隙与施加压力直线拟合关系的斜率，b是y轴截距。
[0083] 由此得到支撑轴刚度的计算公式为
[0084]
[0085] 其中，h是根据待测目标与所述测量杆2夹紧后测得的力臂长度。
[0086] 其余诸如检查、复位测量装置各机构，检查、调整所述第一气缸4和所述第二气缸5 的驱动气压，测量完成后测试装置各机构复位，将待测机构从安装接口取出，断电结束测量 等均为常规实验注意事项，不再寶述。
[0087] 在所述步骤(4)中，如需重复实验，则通过控制系统的循环次数判定机制进行循环 次数设定，当触发第二静止开关时，若未完成指定循环次数，则启动所述第一气缸4，开始重 复所述测量循环，若达到指定循环次数则结束循环;如需改变实验最大压力值，则可在循环 结束后，进入步骤(3)重新设置最大压力值，也可直接通过所述控制系统随时暂停测量过程 进行调整。
[0088] 下面结合根据本发明第一实施例得出的实验数据进行进一步说明。
[0089] 【实验一】待测目标为谐波减速器的支撑轴
[0090] 测量弯曲间隙时，设定所述施力构件11施加的最大压力值为5N，所述第一位移传 感器61和所述第二位移传感器62之间的距离为50mm，所述测量杆2左旋（图示右侧施压）测 得施力达到5N时所述第一位移传感器61的读数分别为为DiL = 4.0271mm、DlR = 4.3651mm，所 述测量杆2右旋（图示左侧施压）测得5N时所述第二位移传感器62的读数分别为D化二 3.1741mm、D2R = 3.6905mm，因此计算得到的弯曲间隙为
[0091]
[0092] 【实验二】待测目标为谐波减速器的支撑轴
[0093] 设定所述施力构件11对所述测量杆2两侧施加压力的最大值均为9N。记录一个测 量循环过程中第一位移传感器61、第二位移传感器62和第一压力传感器111、第二压力传感 器121现慢得到的位移和力。计算施加压力5N到9N变化时的弯曲间隙与施加压力的直线拟 合关系如图8,根据图8得到弯曲间隙与施加压力的拟合直线的斜率为0.6753,由于该斜率 中，弯曲角度的单位为"分"，需要换算为弧度，换算公式为
[0094]
[OOM]实测力臂h为0.205m，故支撑轴3刚度为
[0096]
[0097] 【实验Ξ】待测目标为电动舱机支撑轴
[0098] 设定左右施加最大压力均为5N，重复五次步骤(5)的测量循环，记录5组压力为5N 时的弯曲间隙数据如表1。
[0099] 表1左5N右5N弯曲间隙测量值
[0100]
[0101] 由表1可知，在左右施加最大压力均为5N的实验条件下，相对标准偏差缩小到了 0.33%。
[0102] 【实验四】待测目标为电动舱机支撑轴
[0103] 设定左右施加最大压力均为10N，重复五次步骤（5)的测量循环，记录5组压力为 10N时的弯曲间隙数据如表2。
[0104] 表2左10N右10N弯曲间隙测量值
[0105]
[0106] 由表2可知，在左右施加最大压力均为10N的实验条件下，测量误差缩小到了 0.13%。
[0107] 在本实施例中，所需计算公式、函数、参数等均已预设在所述控制系统内，所述控 制系统根据接收到的数据实时计算并显示出测量结果。
[0108] 在其他实施例中（未图示），所述第一气缸4和所述第二气缸5均为双杆气缸，各包 括两个推力杆，各个推力杆与所述第一压力传感器111的施力点、所述第二压力传感器121 的施力点位于同一平面上
[0109] 在其他实施例中（未图示），所述第一位移传感器61、所述第二位移传感器62分开 设置，独立滑动。
[0110] 在其他实施例中（未图示），所述第一气缸4和所述第二气缸5的往返运动也可通过 手动通过所述控制系统进行控制。
[0111] 相比现有技术，本发明具有如下优点：
[0112] 1.本发明采用所述测量杆2将弯曲间隙放大，通过测量放大后的弯曲间隙来实现 对原始弯曲间隙的间接测量，使得测量方法更简单有效；
[0113] 2.通过两个位移传感器实现对弯曲间隙的精确测量，消除了由扭矩输入时弯曲间 隙的顶点相对于轴屯、的径向窜动带来的不利影响；
[0114] 3.气缸带动施力构件11施加扭矩，并可通过调节气缸驱动压力改变对测量杆2施 加的最大压力，实现从零到特定扭矩的连续输出，且能限制过扭矩的产生，避免过扭矩导致 支撑轴3发生塑性形变；
[0115] 4.控制系统配合第一、第二限位开关及第一、第二静止开关自动进行扭矩的输出 控制，并实时处理两个位移传感器的测量值，自动计算弯曲间隙，经过计算得到弯曲间隙及 刚度；
[0116] 5.除了预设数据、启动、暂停、检查、关闭设备等操作，测量过程由控制系统全自动 管理，避免了因操作人员技能水平不同带来的人为误差影响，其测量精度更高，且测量过程 自动化程度高，对测量人员技能要求低，重复性、可靠性大，操作简单、效率高。
[0117] 本领域的技术人员容易理解，W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W 限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种支撑轴弯曲间隙及刚度自动测量装置，其特征在于，包括： 施力构件，所述施力构件具有左右相对设置的第一感应部和第二感应部，以及连接所 述第一感应部和第二感应部的连接部； 测量杆，所述测量杆一端设有测量夹具，另一端位于所述第一感应部和所述第二感应 部之间； 所述第一感应部朝向所述测量杆的一侧设有第一压力传感器，背离所述测量杆的一侧 连接第一气缸;所述第二感应部朝向所述测量杆的一侧设有第二压力传感器，背离所述测 量杆的一侧连接第二气缸； 所述第一气缸设于第一气动滑台上，所述第二气缸设于第二气动滑台上，所述连接部 设于直线导轨上;所述第一气缸的运动路径、所述第二气缸的运动路径、所述施力构件的运 动路径、所述第一压力传感器的施力点和所述第二压力传感器的施力点的连线均垂直于所 述测量杆的轴线； 所述测量杆一侧对应所述测量杆间隔设有沿所述测量杆轴线方向排列的第一位移传 感器和第二位移传感器，所述第一位移传感器和所述第二位移传感器的运动路径与所述第 一气缸的运动路径平行； 控制系统，连接所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第一气缸、所述第二 气缸、所述第一位移传感器、所述第二位移传感器。2. 根据权利要求书1所述的一种支撑轴弯曲间隙及刚度自动测量装置，其特征在于:所 述第一气缸包括第一推力杆，所述第二气缸包括第二推力杆，所述第一推力杆、所述第二推 力杆、所述第一压力传感器的施力点、所述第二压力传感器的施力点位于同一平面上。3. 根据权利要求书2所述的一种支撑轴弯曲间隙及刚度自动测量装置，其特征在于:所 述第一感应部通过第一弹簧连接所述第一气缸;所述第二感应部通过第二弹簧连接所述第 二气缸，所述第一压力传感器的施力点、所述第二压力传感器的施力点、所述第一弹簧、所 述第二弹簧位于同一直线上。4. 根据权利要求书1所述的一种支撑轴弯曲间隙及刚度自动测量装置，其特征在于:所 述第一位移传感器、所述第二位移传感器设于同一第三气缸上，所述第三气缸设于第三气 动滑台上，所述控制系统连接所述第三气缸。5. 根据权利要求书1所述的一种支撑轴弯曲间隙及刚度自动测量装置，其特征在于:所 述第一气动滑台上设有第一返程开关和第一静止开关，所述第一返程开关和所述第一静止 开关连接所述控制系统;所述第二气动滑台上设有第二返程开关和第二静止开关，所述第 二返程开关和所述第二静止开关连接所述控制系统。6. -种基于权利要求书1所述的支撑轴弯曲间隙及刚度自动测量装置的测量方法，其 特征在于，包括如下步骤： (1) 安装待测目标，将待测目标与所述测量杆通过所述夹具夹紧； (2) 所述第一位移传感器和所述第二位移传感器进入检测位置，实时将所述测量杆的 测点位移值反馈给所述控制系统； (3) 分别设置所述第一气缸和所述第二气缸对所述测量杆施加的最大压力值； (4) 启动所述第一气缸、所述第二气缸先后向所述测量杆连续施加压力分别达到各自 设定的最大压力值，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器实时上传数据给所述控制 系统； (5)所述控制系统实时对所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第一位移传 感器、所述第二位移传感器所上传的数据进行处理，得到支撑轴的弯曲间隙及刚度，计算公 式如下其中，L为两个位移传感器的间距，当所述第一气缸对所述测量杆施加压力时，所述第 一位移传感器的位移值为D1R、所述第二位移传感器的位移值为D2R;当所述第二气缸对所述 测量杆施加压力时，所述第一位移传感器的位移值为D 1L、所述第二位移传感器的位移值为 D2L； 当所述第一气缸与所述第二气缸先后对所述测量杆施加压力的数值相等时，弯曲间隙 与施加压力之间存在直线拟合关系，由此得到支撑轴刚度的计算公式为 刚度=k · h 其中，h是根据待测目标与所述测量杆夹紧后测得的力臂长度，k是弯曲间隙与施加压 力直线拟合关系的斜率。7. 根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于:所述第一气动滑台上设有第一返程开 关和第一静止开关，所述第一返程开关和第一静止开关连接所述控制系统;所述第二气动 滑台上设有第二返程开关和第二静止开关，所述第二返程开关和第二静止开关连接所述控 制系统； 所述步骤(4)包括至少一个测量循环，所述测量循环如下 所述控制系统启动所述第一气缸向远离所述测量杆的方向移动，所述第二气缸静止， 经过所述第一弹簧的缓冲，所述第一压力传感器接触并检测所述测量杆所受到的压力，并 发送压力数据到所述控制系统中； 所述第一气缸继续移动，触发所述第一返程开关并反馈给所述控制系统，在所述控制 系统的控制下所述第一气缸返程，直至触发所述第一静止开关，并反馈给所述控制系统； 所述控制系统控制所述第一气缸静止，启动所述第二气缸向远离所述测量杆的方向移 动，经过所述第二弹簧的缓冲，所述第一压力传感器接触并检测所述测量杆所受到的压力， 并发送压力数据到所述控制系统中； 所述第二气缸继续移动，触发所述第二返程开关并反馈给所述控制系统，在所述控制 系统的控制下所述第二气缸返程，直至触发所述第二静止开关，并反馈给所述控制系统； 所述控制系统控制所述第二气缸静止，完成一个所述测量循环。8. 根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于：所述控制系统包括循环次数判断机 制，所述测量循环中触发所述第二静止开关后，启动所述循环次数判断机制，决定重复所述 测量循环或结束本次测量。9. 根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于:步骤(3)中，所述第一气缸还包括第一 节流阀和第一减压阀，所述第一节流阀控制所述第一气缸的运行速度以调节施力速度，第 一减压阀控制所述第一气缸的驱动气压以调节气缸的最大施力;所述第二气缸还包括第二 节流阀和第二减压阀，所述第二节流阀控制所述第二气缸的运行速度以调节施力速度，第 二减压阀控制所述第二气缸的驱动气压以调节气缸的最大施力。
【文档编号】G01B21/16GK105823456SQ201610287478
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】王卓, 朱焕标, 孙志刚, 肖力, 黄川 , 江义, 谭慧桐, 陈慧涛
【申请人】华中科技大学