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二维转动机构及其复杂零部件转动惯量的测试装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及二维转动机构及其复杂零部件转动惯量的测试装置，包括模拟二维转动机构以及杠杆百分表组件；测试平台包括气浮平台、与气浮平台固连的驱动气浮平台转动的转动装置，气浮平台台面上放置有测速系统和时统装置；模拟二维转动机构包括方位转动装置以及俯仰转动装置，方位转动装置包括二维转台转子和转台定子，俯仰转动装置包括俯仰轴以及固定在二维转台转子上的支架；杠杆百分表组件包括立柱和杠杆表，杠杆表一端固定在立柱上，另一端作用在方位转动装置上，侧角系统安装在气浮平台中。解决了现有的转动惯量测试方法测试复杂、精度低的技术问题，本实用新型利用气浮平台微摩擦力矩的特性对模拟二维转动机构的转动惯量进行测试。
【专利说明】二维转动机构及其复杂零部件转动惯量的测试装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种二维转动机构及其复杂零部件转动惯量的测试装置。
【背景技术】
[0002]目前获得物体转动惯量一般通过两种方式:对于形状简单、密度分布均匀的物体，一般采取理论计算法；而形状复杂、质量分布不规则的物体，则采取实际测量法。实际测量则主要利用弹性元件组成振荡系统，通过系统振荡频率来推算转动惯量。常用的转动惯量测量法有:复摆法、扭摆法、三线摆法、单线摆法和落体法等。对于复摆法测量转动惯量，被测件长径比大于15时，其影响不可忽略；而当垂直和平行角度偏差大于2°时，也应考虑纵轴与转轴的垂直度和平行度的影响；当摆角60°时，测量振动周期误差为±6.8%，转动惯量误差达40%。三线扭摆法用于测量大质量被测件时被测件旋转夹紧立置使得安装困难，且存在安全隐患；同时，大型被测件位置不稳，亦影响测量精度。单线扭摆法存在同样的问题。落体法对于大质量、大冲量的被测件，精度只能达到3%。
[0003]转动惯量是刚体转动时惯性的度量，其大小体现了刚体转动时状态改变的难易程度。凡是涉及到转动动力学的问题，转动惯量均为重点测量参数。空间二维转动机构其方位轴的转动惯量在转台运动过程中是变化的，随负载俯仰角变化而变化的，虽然二者存在一定的数学关系，但是由于加工、安装误差会带来一定的不确定性，因此需进行实际测量得到方位转动惯量值随俯仰角不同的变化曲线，给动量平衡控制及力学测试提供基础参数，用以确定对卫星产生的扰动力矩。由于二维转动机构形状复杂，另外方位轴的转动惯量会随着俯仰轴转动位置的改变而改变。因此传统的测量方法由于测试复杂精度低而不能满足当前的测试需求。

【发明内容】

[0004]为了解决现有的转动惯量测试方法测试复杂、精度低、不能满足当前测试需求的技术问题，本实用新型提供一种二维转动机构及其复杂零部件转动惯量的测试装置，利用气浮平台微摩擦力矩的特性对二维转台转子方位及俯仰轴转动惯量进行测试。
[0005]本实用新型的技术解决方案:
[0006]一种二维转动机构及其复杂零部件转动惯量的测试装置，其特殊之处在于:包括测角系统、时统装置、测速系统、模拟二维转动机构以及杠杆百分表组件；
[0007]所述测试平台包括气浮平台、与气浮平台固连的驱动气浮平台转动的转动装置，所述测速系统和时统装置均位于气浮平台台面上；
[0008]所述模拟二维转动机构包括方位转动装置以及俯仰转动装置，所述方位转动装置包括二维转台转子和转台定子，所述二维转台转子放置在气浮平台台面上且通过转台定子与气浮平台固定连接，所述俯仰转动装置包括俯仰轴以及固定在二维转台转子上的支架，所述俯仰轴设置在支架上且能够绕支架的水平轴做俯仰运动；
[0009]所述杠杆百分表组件包括立柱和杠杆表，所述杠杆表一端固定在立柱上，另一端作用在方位转动装置上，
[0010]所述方位转动装置的二维转台转子通过杠杆百分表组件测量调整后与气浮平台的回转轴重合；
[0011 ] 所述测角系统安装在气浮平台中。
[0012]上述转动装置包括定滑轮、砝码和拉绳，所述拉绳的一端固定在气浮平台上，所述拉绳的另一端通过定滑轮连接有砝码。
[0013]上述测速系统为速率陀螺。
[0014]二维转动机构及其复杂零部件转动惯量的测试方法，其特殊之处在于，包括以下步骤:
[0015]I】测量转台非转动部分以及气浮平台转动平面的转动惯量Jtl:
[0016]1.1】搭建权利要求1所述的测试装置，只放置方位转动装置中不转动的部分，利用杠杆表将转台定子与气浮平台对中；
[0017]1.2】启动转动装置，使得气浮平台从静止状态开始转动；
[0018]1.3】转动h时间后，利用测速系统采集气浮平台此刻速度V1 ；
[0019]1.4】利用下式计算方位转动装置中非转动部分以及气浮平台转动平面的转动惯量Jo:
[0020]
【权利要求】
1.一种二维转动机构及其复杂零部件转动惯量的测试装置，其特征在于:包括测角系统、时统装置、测速系统、模拟二维转动机构以及杠杆百分表组件； 所述测试平台包括气浮平台、与气浮平台固连的驱动气浮平台转动的转动装置，所述测速系统和时统装置均位于气浮平台台面上； 所述模拟二维转动机构包括方位转动装置以及俯仰转动装置，所述方位转动装置包括二维转台转子和转台定子，所述二维转台转子放置在气浮平台台面上且通过转台定子与气浮平台固定连接，所述俯仰转动装置包括俯仰轴以及固定在二维转台转子上的支架，所述俯仰轴设置在支架上且能够绕支架的水平轴做俯仰运动； 所述杠杆百分表组件包括立柱和杠杆表，所述杠杆表一端固定在立柱上，另一端作用在方位转动装置上， 所述方位转动装置的二维转台转子通过杠杆百分表组件测量调整后与气浮平台的回转轴重合； 所述测角系统安装在气浮平台中。
2.根据权利要求1所述的二维转动机构及其复杂零部件转动惯量的测试装置，其特征在于: 所述转动装置包括定滑轮、砝码和拉绳，所述拉绳的一端固定在气浮平台上，所述拉绳的另一端通过定滑轮连接有砝码。
3.根据权利要求1或2所述的二维转动机构及其复杂零部件转动惯量的测试装置，其特征在于:所述测速系统为速率陀螺。
【文档编号】G01M1/10GK203606074SQ201320696972
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】黄静, 刘朝晖, 谢友金, 李治国, 王振宇 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所