专利名称：用于测量旋转体转动惯量的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于测量旋转体转动惯量的装置。
背景技术：
旋转体是陀螺测斜仪的心脏。检测井斜的仪器——加速度计，检测仪器方位的光纤陀螺仪均安置在旋转体上。旋转体旋转的动力来源于电机，旋转体的转动惯量是选择电机的依据，同时也是验证所选用的电机是否能达到要求的依据。现有测量转动惯量的装置非常复杂，设备成本很高。如CN200610011481.1公开了一种物体转动惯量的测量方法及装置，采用磁场发生装置产生复位磁场和驱动磁场，复位磁场使带有磁性功能材料和被测物的转动部件复位，转动部件在复位磁场和磁性功能材料所产生的磁场作用下复位到起始位置；驱动磁场使转动部件开始转动，随着驱动磁场与磁性功能材料的磁矩之间夹角逐渐减�。懦〔淖匾仓鸾ゼ跣。谀Σ亮Φ淖饔孟拢钪站仓乖谟肫鹗嘉恢谜坏奈恢蒙希凰孀抛考淖塾敫次淮懦〖涞慕嵌冉浠判怨δ懿牧喜拇懦∏慷纫菜嬷浠籊MR传感器检测磁性功能材料产生的随时间变化的磁场强度，得到被测物的角度和角速度随时间的变化曲线，从而判断被测物的转动惯量。但对于某些旋转体，不必使用复杂的仪器，仅通过简单的装置和方法测量转动惯量，可以节约大量成本。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种结构简单，容易操作的用于测量旋转体转动惯量的装置，包括用于支承旋转体的支座和摆锤总成，其中:被测旋转体的两端分别通过轴承安装在所述支座上，所述摆锤总成包括摆杆和摆锤，所述摆杆为扁平的哑铃形状，其两端是对称的两个圆环，其中上端的圆环沿周向设置三个径向的螺纹孔，用于通过螺钉紧固被测旋转体，下端的圆环两侧对称安装一对摆锤，所述摆锤为直径与所述圆环相同且中间带有凸台的圆盘，摆锤之间通过螺钉连接，摆锤和摆杆下端的圆环组装成完整的圆柱形状。使用时，可以通过摆锤法测量摆锤总成和旋转体的共有转动惯量。由于摆锤总成是规则的形状，可以直接计算其转动惯量，因此可以共有转动惯量减去摆锤总成的转动惯量，即可得到被测旋转体的转动惯量。本实用新型结构非常简单，仅有几个零件，安装也非常容易，特别适用于测量旋转体的转动惯量。说明书附图
图1是本实用新型转动惯量的示意图；图2是图1中摆锤总成的示意图；图3是图1中摆杆的示意图。
具体实施方式
以下通过本实用新型的一个最佳实施例来详细说明本实用新型及其安装和使用方法。如图1所示，用于测量旋转体转动惯量的装置包括支座2和摆锤总成3。被测旋转体I的两端分别通过轴承4安装支座2上。其中，支座2为V形的支架，轴承4较佳地应选用摩擦力较小的球轴承。摆锤总成3安装在旋转体I的中部。例如，对于对称形状的旋转体，“中部”是指可以安装在中间位置处，对于如图1所示的两端不对成的旋转体，“中部”可以是安装在质心或重心所在的位置。在本实用新型的装置中，由于是通过摆锤法测量转动惯量，因此，此处的“中部”不要求安装精度，只要位置大致正确即可实现测量转动惯量的目的。如图2所示，摆锤总成3包括摆杆31和摆锤32。其中，摆杆31的形状如图3所示。结合图3，摆杆为扁平的哑铃形状，其两端是对称的两个圆环。其中，摆杆32上端的圆环沿周向设置有三个径向的螺纹孔，用于通过螺钉6固定被测旋转体，使被测旋转体与摆杆连接为一个整体。摆杆31下端的圆环两侧对称安装一对摆锤32。摆锤32为直径与所述圆环相同且中间带有凸台的圆盘，摆锤32之间通过螺钉5连接，摆锤32和摆杆31下端的圆环组装成完整的圆柱形状。整个摆锤总成3安装完后是一个对称的规则形状，并且摆锤总成3较佳地是由钢材制成的，可以通过转动惯量公式直接计算其转动惯量。使用时，使旋转体与摆锤总成一起作微幅摆动(Θ ^5° )。用秒表测出摆动的周期T (可让摆动次数尽可能多一点，然后求平均摆动时间即为T)。由微摆方程可导出Jz (旋
转体与此装置共有的转动惯量)与τ的关系A,其中，mg为摆锤总成的质量，τ
4π
为摆动周期，a为摆锤总成的回转`半径，令J1为旋转体的转动惯量，J2为摆锤总成的转动惯量,摆锤总成为规则件,J2可以计算出。通过实验数据可求解出Jz，通过公式J1 = Jz-J2, BP可求出旋转体的转动惯量，已知旋转体的转动惯量即可选择合适的电机，为整个旋转体的设计奠定了基础。
权利要求1.一种用于测量旋转体转动惯量的装置，其特征在于，包括用于支承旋转体的支座和摆锤总成，其中: 被测旋转体的两端分别通过轴承安装在所述支座上，所述摆锤总成安装在所述旋转体的中部； 所述摆锤总成包括摆杆和摆锤，所述摆杆为扁平的哑铃形状，其两端是对称的两个圆环，其中上端的圆环沿周向设置三个径向的螺纹孔，用于通过螺钉紧固被测旋转体，下端的圆环两侧对称安装一对摆锤，所述摆锤为直径与所述圆环相同且中间带有凸台的圆盘，摆锤之间通过螺钉连接，摆锤和摆杆下端的圆环组装成完整的圆柱形状。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述被测旋转体和支座之间通过球轴承连接。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支座为V形支架。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述摆锤总由钢材制成。
专利摘要一种用于测量旋转体转动惯量的装置，包括用于支承旋转体的支座和摆锤总成，其中被测旋转体的两端分别通过轴承安装在所述支座上，所述摆锤总成安装在所述旋转体的中部；所述摆锤总成包括摆杆和摆锤，所述摆杆为扁平的哑铃形状，其两端是对称的两个圆环，其中上端的圆环沿周向设置三个径向的螺纹孔，用于通过螺钉紧固被测旋转体，下端的圆环两侧对称安装一对摆锤，所述摆锤为直径与所述圆环相同且中间带有凸台的圆盘，摆锤之间通过螺钉连接，摆锤和摆杆下端的圆环组装成完整的圆柱形状。本实用新型结构非常简单，仅有几个零件，安装也非常容易，特别适用于测量旋转体的转动惯量。
文档编号G01M1/10GK202974564SQ20122055241
公开日2013年6月5日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者张晓丽, 孙成志, 岳步江, 吕伟, 张龙, 王晋麟, 李世扬 申请人:航天科工惯性技术有限公司
专业数控铣床产品供应商
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