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专利名称：利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测方法及装置，尤其是指弹性体的试验方法和装置，具体说是一种用于当弹性体受到旋转力矩作用时，其转动中心随时间变化的轨迹的测量方法和装置。属于一种根据产品物理量对产品进行检测的技术领域。
背景技术：
当一个弹性体或由几种弹性体构成的弹性系统受到旋转力矩作用时，其运动方式是转动+平动，所以弹性体或弹性系统的转动中心并非一个固定点，而是随时间变化的轨迹线，运动终点与运动起点之间既有X方向偏移，也有y方向偏移(在一个二维坐标平面上)。弹性体转动中心轨迹的确定对于了解相关部件或系统在受到旋转力矩作用时，其转动中心所处的空间位置或转动中心随时间变化的趋势等有很重要的意义，例如铁道车辆用一系弹簧、汽车用橡胶悬架系统等，在实际使用过程中会不断受到偏转力矩的作用，因此需要对它们的偏转中心轨迹进行测量，判断其空间状态。如果采用非接触式位移测量方法，例如光纤位移传感器、磁滞收缩位移传感器、激光位移传感器或空间摄像等方式，均因成本太高或对工作环境、场地等有特定要求而使应用受到限制，因此很有必要设计一种实用性强、成本低、操作使用方便的测量方法及装置。

发明内容
本发明的目的是根据弹性系统受到旋转力矩作用时的特性，提供一种利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的方法，该测量方法具有测量准确，测量过程简便，数据处理简单的特点。本发明的另一目的是提供一种实现上述方法的装置，该装置的成本低廉、操作使用方便，且对工作环境、场地等无特殊要求。本发明是通过下述技术方案实现一种利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的方法，其特征在于被测弹性体通过底座放置于试验平台上，在被测弹性体上安装一个旋转臂，被测弹性体与旋转臂连接处的中心位置为初始旋转中心，作动器通过一个滚动轴承与旋转臂的一端接触并对被测弹性体施加旋转力矩，旋转臂的两端通过销轴分别与两个滑块装置连接，滑块装置包括滑轨、导槽和滑块滚动轴承，滑轨相对导槽可以上下滑动；在滑块装置和试验台上分别安装有两个引伸计；其中两个引伸计的支座分别固定在两个导槽上，引伸计的测杆分别与固定在滑轨上的测板接触，另外两个引伸计的支座固定在试验平台上，引伸计的测杆则分别与两个导槽的外侧接触。当旋转臂受到作动器施加的旋转力矩的作用时，被测弹性体自身在旋转臂的带动下发生转动，并带动滑轨作竖直移动，从而带动两个导槽在试验平台上分别向外和向内水平移动，进而带动两侧的滑块滚动轴承在试验平台上向外和向内滚动，支座固定于导槽上的两个引伸计跟随导槽水平移动的同时，分别连续采集旋转臂两端随时间的竖直位移；支座固定在试验平台上的两个引伸计则分别连续采集旋转臂两端随时间的水平位移。根据四个引伸计连续记录的位移，可以得到旋转臂在二维空间的运动形态，进而获得被测弹性体转动中心的运动轨迹。根据上述方法所提出的一种利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的装置，包括一个试验平台，试验平台上安装有一底座，被测弹性体通过底座放置于试验平台上，即被测弹性体固定在底座上，底座则放置于试验平台上，在被测弹性体初始旋转中心上安装一个旋转臂，作动器通过一个连接装置安装在滚动轴承上面；作动器又通过滚动轴承与旋转臂的一端接触并施加力矩，旋转臂的两端通过销轴分别与两个滑块装置连接，滑块装置包括滑轨、导槽和滑块滚动轴承，滑轨相对导槽可以上下滑动；在滑块装置和试验台上分别安装有两个引伸计；两个引伸计的支座分别固定在两个导槽上，引伸计的测杆分别与固定在滑轨上的测板接触，另外两个引伸计的支座固定在试验平台上，引伸计的测杆则分别与两个导槽的外侧接触。当弹性体受到力矩的作用时，旋转臂发生转动，从而带动滑轨作竖直移动，进而带动导槽通过滚动轴承在试验平台上作水平移动，支座固定于导槽上的两个引伸计跟随导槽水平移动的同时，分别连续采集旋转臂两端随时间的竖直位移，支座固定在试验平台上的两个引伸计则分别连续采集旋转臂两端随时间的水平位移。根据四个引伸计连续记录的位移，可以得到旋转臂在二维空间的运动形态，进而获得弹性体转动中心的运动轨迹。本发明的优点是利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹，对工作环境、场地等没有特定要求，在应用上不受限制，实用性强；该装置的制造成本低、安装方便；该测量方法具有测量准确、测量过程简便、数据处理简单的特点。


图1是本发明一个实施例的结构示意主视图； 图2是本发明一个实施例的结构示意俯视图3是本发明一个实施例的结构示意左视图； 图4是本发明一个实施例的旋转臂运动状态示意图； 图5是本发明一个实施例的转动中心轨迹示意图。图中1、连接装置，2、滚动轴承，3、旋转臂，4、测板，5、引伸计，6、弹性体，7、底座， 8、销轴，9、滑轨，10、导槽，11、试验平台，12、滑块滚动轴承。
具体实施例方式为了更清楚的说明本发明实施例或技术方案，下面将结合实施例和附图对本发明做进一步说明。下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，不排除根据本发明的思想采取其它的方法实现测量弹性体转动中心轨迹，但只要是利用本发明基本原理的任何方法都属于本发明的保护范围。从附图中可以看出，本发明涉及一种利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的方法，其特征在于被测弹性体通过底座放置于试验平台上，在被测弹性体初始旋转中心上安装一个旋转臂，作动器通过一个滚动轴承与旋转臂的一端接触并施加力矩，旋转臂的两端通过销轴分别与两个滑块装置连接；滑块装置包括滑轨、导槽和滚动轴承，滑轨相对导槽可以上下滑动；在滑块装置和试验台上分别安装有两个引伸计；两个引伸计的支座分别固定在两个导槽上，引伸计的测杆分别与固定在滑轨上的测板接触，另外两个引伸计的支座固定在试验平台上，引伸计的测杆则分别与两个导槽的外侧接触。当被测弹性体受到力矩的作用时，旋转臂发生转动，从而带动滑轨作竖直移动，进而带动导槽通过滚动轴承在试验平台上作水平移动，支座固定于导槽上的两个引伸计跟随导槽水平移动的同时，分别连续采集旋转臂两端随时间的竖直位移，支座固定在试验平台上的两个引伸计则分别连续采集旋转臂两端随时间的水平位移。根据四个引伸计连续记录的位移，可以得到旋转臂在二维空间的运动形态，进而获得被测弹性体转动中心的运动轨迹。 根据上述方法所提出的一种利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的装置，包括一个试验平台11，试验平台11上安装有一底座7，被测弹性体6通过底座7放置于试验平台11上，即被测弹性体6固定在底座7上，底座7则放置于试验平台上，在被测弹性体6 初始旋转中心上安装一个旋转臂3，作动器通过一个连接装置1安装在滚动轴承2上面；作动器又通过滚动轴承2与旋转臂3的一端接触并施加力矩；旋转臂3的两端通过销轴8分别与两个滑块装置连接；滑块装置包括滑轨9、导槽10和滑块滚动轴承12，滑轨9相对导槽 10可以上下滑动；在滑块装置和试验台上分别安装有两个引伸计；两个引伸计5的支座分别固定在两个导槽10上；引伸计5的测杆分别与固定在滑轨9上的测板4接触，另外两个引伸计5的支座固定在试验平台上，引伸计5的测杆则分别与两个导槽10的外侧接触。当弹性体6受到力矩的作用时，旋转臂3发生转动，从而带动滑轨9作竖直移动，进而带动导槽10通过滑块滚动轴承12在试验平台上作水平移动，支座固定于导槽10上的两个引伸计 5跟随导槽10水平移动的同时，分别连续采集旋转臂3两端随时间的竖直位移，支座固定在试验平台上的两个引伸计5则分别连续采集旋转臂3两端随时间的水平位移。根据四个引伸计连续记录的位移，由计算机分析可以得到旋转臂3在二维空间的运动形态，进而获得弹性体3转动中心的运动轨迹。
权利要求
1.一种利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的方法，其特征在于被测弹性体通过底座放置于试验平台上，且底座安装在试验平台上，在被测弹性体初始旋转中心上安装一个旋转臂，作动器通过一个滚动轴承与旋转臂的一端接触并施加力矩，旋转臂的两端通过销轴分别与两个滑块装置连接；在滑块装置喝试验台上分别安装有两个引伸计；当被测弹性体受到力矩的作用时，旋转臂发生转动，从而带动滑轨作竖直移动，进而带动导槽通过滚动轴承在试验平台上作水平移动，支座固定于导槽上的两个引伸计跟随导槽水平移动的同时，分别连续采集旋转臂两端随时间的竖直位移，支座固定在试验平台上的两个引伸计则分别连续采集旋转臂两端随时间的水平位移；根据四个引伸计连续记录的位移，可以得到旋转臂在二维空间的运动形态，进而获得被测弹性体转动中心的运动轨迹。
2.如权利要求1所述的一种利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的方法，其特征在于滑块装置包括滑轨、导槽和滚动轴承，滑轨相对导槽可以上下滑动，两个引伸计的支座分别固定在两个导槽上，引伸计的测杆分别与固定在滑轨上的侧板接触，另外两个引伸计的支座固定在试验平台上，引伸计的测杆则分别与两个导槽的外侧接触。
3.如权利要求2所述的一种利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的方法，其特征在于所述的旋转臂的两端通过销轴分别与两个滑块装置连接，滑块装置包括滑轨、导槽和滚动轴承，滑轨相对导槽可以上下滑动，当旋转臂发生转动时，能带动滑轨作竖直移动，进而带动导槽通过滚动轴承在试验平台上作水平移动。
4.如权利要求3所述的一种利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的方法，其特征在于所述的引伸计或位移传感器至少需要4个，其中两个引伸计的支座分别固定在两个导槽上，引伸计的测杆分别与固定在滑轨上的测板接触，当导槽作水平移动时，引伸计整体可以跟随导槽作水平移动，而测杆测量的始终是旋转臂两端随时间的竖直位移；另外两个引伸计的支座固定在试验平台上，测杆分别与两个导槽的外侧接触，测量的始终是旋转臂两端随时间的水平位移。
5.如权利要求4所述的一种利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的方法，其特征在于所述的旋转臂在二维空间的运动形态，是通过4个引伸计连续采集旋转臂两个端部随时间作竖直和水平位移得到的，同时可获得旋转臂中点的运动轨迹，也即弹性体转动中心的运动轨迹。
6.一种实现权利要求1所述利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的方法的装置， 其特征在于包括一个试验平台，试验平台上安装有一底座，被测弹性体通过底座放置于试验平台上，即被测弹性体固定在底座上，底座则放置于试验平台上，在被测弹性体初始旋转中心上安装一个旋转臂，作动器通过一个滚动轴承与旋转臂的一端接触并施加力矩，旋转臂的两端通过销轴分别与两个滑块装置连接；在滑块装置和试验台上分别安装有两个引伸计。
7.如权利要求6所述的利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的装置，其特征在于所述滑块装置包括滑轨、导槽和滚动轴承，滑轨相对导槽可以上下滑动。
8.如权利要求7所述的利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的装置，其特征在于所述滑块装置上的两个引伸计的支座分别固定在两个导槽上；所述试验台上两个引伸计的测杆分别与固定在滑轨上的测板接触，另外两个引伸计的支座固定在试验平台上，引伸计的测杆则分别与两个导槽的外侧接触。
9.如权利要求6至8所述的利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的装置，其特征在于当弹性体受到力矩的作用时，旋转臂发生转动，从而带动滑轨作竖直移动，进而带动导槽通过滚动轴承在试验平台上作水平移动，支座固定于导槽上的两个引伸计跟随导槽水平移动的同时，分别连续采集旋转臂两端随时间的竖直位移，支座固定在试验平台上的两个引伸计则分别连续采集旋转臂两端随时间的水平位移。
10.如权利要求6至8所述的利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的装置，其特征在于根据四个引伸计连续记录的位移，由计算机分析得到旋转臂在二维空间的运动形态， 进而获得弹性体转动中心的运动轨迹。
全文摘要
利用机械式装置测量弹性体转动中心轨迹的方法及装置，将弹性体放置于试验平台上，在弹性体初始旋转中心上安装一个旋转臂，作动器通过一个滚动轴承与旋转臂的一端接触并施加力矩，旋转臂的两端通过销轴分别与两个滑块装置连接；在滑块装置和试验台上分别安装有两个引伸计；当弹性体受到力矩的作用、旋转臂发生转动时，4个引伸计连续采集旋转臂两端随时间所作的竖直和水平位移，从而得到旋转臂在二维空间的运动形态，进而获得弹性体转动中心的运动轨迹。
文档编号G01B5/00GK102305582SQ201110224700
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月8日 优先权日2011年8月8日
发明者姜其斌, 李世珩, 李心, 林达文, 王永冠, 王进 申请人:株洲时代新材料科技股份有限公司