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专利名称：直线与扭转复合运动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械实验装置，尤其涉及一种可以直线和扭转复合运动装置。
背景技术：
机械领域中许多机械零部件需要同时完成直线移动和扭转运动，比如汽车轮胎在路面上转向行驶时的运动状态就同时需要满足直线和扭转运动。现有的试验装置对于具体加载装置的研究和设计比较少，多采用单向轴向加载，加载装置具体结构不明确，其试验不能完全模拟被测对象的实际工况。

发明内容
针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种直线和扭转复合运动装置。该装置用于模拟同时需要完成转动和直线移动的机械设备的性能试验和评价。本发明提供的直线和扭转复合运动装置，包括支撑平台、至少三根竖直固定设置的导向柱、完成直线运动的直线动力机构、完成旋转运动的旋转动力机构和用于固定被测加载对象的固定机构；
所述支撑平台为平行设置的上下两层平台；每个导向柱均穿过支撑平台，并与支撑平台滑动配合；
所述固定机构包括用于固定被测加载对象的固定架和驱动固定架旋转的动力轴；所述固定架设置在上层平台的上方，动力轴穿过上层平台并与上层平台转动配合，动力轴的顶端固定设置在固定架上；
所述旋转动力机构包括完成旋转运动的动力装置I、齿轮传动机构、齿轮传动机构驱动的中间轴、中间轴通过十字滑槽联轴器与动力轴连接；所述动力装置I和齿轮传动机构设置在下层平台上；
所述直线动力机构包括固定设置在下层平台上的罩壳和驱动罩壳直线运动的动力装置II ；所述动力装置I和齿轮传动机构均设置在罩壳内。进一步，还包括角度传感器和扭矩传感器，所述角度传感器和扭矩传感器设置在中间轴上。再进一步，还包括导套，上下层平台均通过导套套在导向柱上，所述导套与导向柱滑动配合。本发明的有益效果将被测加载对象安装在固定架上，动力装置II通过支撑平台驱动被测加载对象作直线运动，动力装置I通过齿轮传动机构、中间轴和动力轴驱动被测加载对象作旋转运动。该机械加载装置可分别或同时完成直线和扭转运动，更能真实的模拟同时需要完成转动和直线移动的机械设备，可用于模拟同时需要完成转动和直线移动的机械设备的性能试验和评价。


图1为本发明直线和扭转复合运动装置的结构示意附图中，1 一被测加载对象；2—固定机构；21—固定架；22—动力轴；3—支撑平台；4一导向柱；5—十字滑槽联轴器；6—扭矩传感器；7—角度传感器；8—动力装置II; 9一罩壳；10—齿轮传动机构；11 一动力装置I ;12—导套；13—锁紧装置； 14一中间轴。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细地说明。
图1为本发明直线和扭转复合运动装置的结构示意图，如图所示。直线和扭转复合运动装置，包括支撑平台3、至少三根竖直固定设置的导向柱4 (本实施例中，导向柱为四个， 分别设置在支撑平台的四角)、完成直线运动的直线动力机构、完成旋转运动的旋转动力机构、导套12和用于固定被测加载对象的固定机构2。支撑平台3为平行设置的上下两层平台。在支撑平台3的四个角均设有导套12，四个导向柱4分别从支撑平台3的四个角上的导套12中穿过，并与导套12滑动配合。其中，固定机构2包括用于固定被测加载对象的固定架21和驱动固定架21旋转的动力轴22。固定架21设置在上层平台的上方，动力轴22穿过上层平台并与上层平台转动配合，动力轴22的顶端固定设置在固定架21上。旋转动力机构包括完成旋转运动的动力装置I 11、齿轮传动机构10、齿轮传动机构10驱动的中间轴14、中间轴14通过十字滑槽联轴器5与动力轴22连接。动力装置I 11 和齿轮传动机构10均设置在下层平台上，且位于上层平台的下方，动力装置I 11可采用伺服电机。直线动力机构包括固定设置在下层平台上的罩壳9和驱动罩壳9直线运动的动力装置II 8。动力装置I 11和齿轮传动机构10均设置在罩壳9内，可避免灰尘进入动力装置 I 11和齿轮传动机构10内，从而保护动力装置I 11和齿轮传动机构10。动力装置I 11 可采用气缸或液压缸。为了及时了解被测加载对象的转角和扭矩，在中间轴14上设置角度传感器7和扭矩传感器6，便于对被测加载对象进行性能试验和评价。此外，还在导向柱4上、且在导套12的行程最低端下侧设有锁紧装置13，锁紧装置13的作用是当遇到特殊状况(比如动力装置突然断电或者损坏不工作)时，支撑平台会固定在设置的位置，保护测试人员和测量设备的安全。使用该机械加载装置时，被测加载对象1安装在固定架21上；需对被测加载对象施加旋转运动时，开启动力装置I 11 (如伺服电机等)，动力装置I 11驱动齿轮机构(本实施例中，齿轮机构为一对齿轮，动力装置I 11驱动主动齿轮，主动齿轮通过齿啮合带动从带齿轮)转动，进而带动中间轴14转动，中间轴14通过十字滑槽联轴器5驱动动力轴22转动，动力轴22带动固定架21和被测加载对象1 一起转动，使被测加载对象1发生扭转；若需对被测加载对象1施加直线运动时，开启动力装置8 (气缸、液压缸等)，动力装置8驱动罩套9上下直线移动，从而带动整个支撑平台3沿导向柱4上下移动，提供给被测加载对象 1 一个上下的位移，进而带动被测加载对象上下跳动完成直线运动；此时被测加载对象所受的转矩和转角用扭矩传感器6和角度传感器7来测量。该机械加载装置特别适用于轮胎性能试验。 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种直线和扭转复合运动装置，其特征在于包括支撑平台(3)、至少三根竖直固定设置的导向柱(4)、完成直线运动的直线动力机构、完成旋转运动的旋转动力机构和用于固定被测加载对象的固定机构(2)；所述支撑平台为平行设置的上下两层平台；每个导向柱(4)均穿过支撑平台(3)，并与支撑平台(3)滑动配合；所述固定机构(2)包括用于固定被测加载对象的固定架(21)和驱动固定架(21)旋转的动力轴(22);所述固定架(21)设置在上层平台的上方，动力轴(22)穿过上层平台并与上层平台转动配合，动力轴(22)的顶端固定设置在固定架(21)上；所述旋转动力机构包括完成旋转运动的动力装置I (11)、齿轮传动机构(10)、齿轮传动机构(10)驱动的中间轴(14)、中间轴(14)通过十字滑槽联轴器(5)与动力轴(22)连接； 所述动力装置I (11)和齿轮传动机构(10)设置在下层平台上；所述直线动力机构包括固定设置在下层平台上的罩壳(9)和驱动罩壳(9)直线运动的动力装置II (8)；所述动力装置I (11)和齿轮传动机构(10)均设置在罩壳(9)内。
2.根据权利要求1所述的直线和扭转复合运动装置，其特征在于还包括角度传感器 (7)和扭矩传感器(6)，所述角度传感器(7)和扭矩传感器(6)设置在中间轴(14)上。
3.根据权利要求1或2所述的直线和扭转复合运动装置，特征在于还包括导套(12)， 上下层平台均通过导套(12)套在导向柱(4)上，所述导套(12)与导向柱(4)滑动配合。
全文摘要
本发明公开了一种直线和扭转复合运动装置，包括支撑平台、导向柱、直线动力机构、旋转动力机构和固定被测加载对象的固定机构；导向柱穿过支撑平台并与其滑动配合；固定机构包括固定架和驱动固定架旋转的动力轴，动力轴穿过上层平台并与其转动配合；旋转动力机构包括动力装置Ⅰ、齿轮传动机构、齿轮传动机构驱动的中间轴、中间轴通过十字滑槽联轴器与动力轴连接。将被测加载对象安装在固定架上，动力装置Ⅱ驱动被测加载对象作直线运动，动力装置Ⅰ通过齿轮传动机构、中间轴和动力轴驱动被测加载对象作旋转运动，更能真实的模拟同时需要完成转动和直线移动的机械设备，可用于模拟转动和直线移动的机械设备的性能试验和评价。
文档编号G01M13/00GK102269659SQ20111012577
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者屈翔, 张君, 李志立, 杨翔宇, 王伟, 王黎明, 符亮, 贾秋红 申请人:重庆理工大学