专利名称：一种转动惯量调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械控制领域，具体涉及一种转动惯量调节装置。
背景技术：
转动惯量又称惯性距，可说是一个物体对于旋转运动的惯性，通常以I表示，即I = mr2，其中m表示质量，r表示质点和转轴的垂直距离。转动惯量是刚体转动时惯性的量度，其量值取决于物体的形状、质量分布以及转轴的的位置，因此，在现有技术中对于转动惯量的模拟测试具有一定的复杂性，而在科学实验、工程技术、航天、电力、机械等工业领域转动惯量是一个非常重要的参数，在发动机叶片、电动机转轴、飞轮、陀螺以及人造卫星的外形设计上，对于转动惯量的精确测量都是不可避免的工作。在对现有技术的研究和实践过程中，本实用新型的发明人发现，目前对于转动惯量的模拟测试都采用手动调节装置，因此有些装置在每次变换转动惯量的模拟参数值时均需要将旋转设备停止，然后调节该装置的转动惯量参数，还有一些装置能够在设备旋转时进行转动惯量的参数调节，但是由于是手动操作，因此在控制的准确度及实时性方面均达不到精确的要求。
发明内容为了解决现有技术中对转动惯量模拟控制不准确、实时性不强的问题，本实用新型提供了一种转动惯量调节装置，包括质量体、支承座、直线运动单元和电动机；所述质量体由两个铰接的质量块组成；所述支承座由固定支承座和滑动支承座组成，所述质量体两端分别通过枢轴与固定支承座和滑动支承座连接；所述直线运动单元包括导轨和滑块，所述滑块沿导轨运动；所述滑动支承座固定于所述滑块上；所述直线运动单元与所述电动机连接，所述电动机驱动所述滑块运动。作为一种改进方式，所述转动惯量调节装置还包括防护罩，所述防护罩固定于所述固定支承座上，能够防止质量体在高速旋转的状态下脱离装置而伤害到周围的人员，增加了安全性。作为一种改进方式，所述质量块上具有用于加装微小质量块的微调槽，更加有利于转动惯量作出更大范围及更精确的调节，同时在整个转动惯量调节装置运转时，该微调槽还可以用于微调整个装置的平衡，使得本实用新型的转动惯量调节装置在高速运转时更平稳，振动更�。肷�。作为一种改进方式，所述转动惯量调节装置包括2个以上的质量体，所述质量体两端分别通过枢轴与所述固定支承座和所述滑动支承座连接。作为一种改进方式，所述质量体在质量块铰接处内侧具有用于防止质量块运动为一条直线的直线限位块。作为一种改进方式，在所述固定支承座的枢轴上具有用于防止质量块运动重合的重合限位块。[0010]作为一种改进方式，所述电动机通过减速器与直线运动单元连接。所述直线运动单元包括同步带和同步带轮，所述电动机驱动同步带轮，所述滑块固定在同步带上，所述同步带带动所述滑块沿所述导轨运动。作为另一种改进方式，所述直线运动单元包括丝杠，所述电动机驱动所述丝杠转动，所述丝杠的转动带动所述滑块沿所述导轨运动。本实用新型提供的转动惯量调节装置通过电动机驱动滑块运动，而电动机通过控制系统指令实现正反转以及转动圈数实现对滑块运动位移的精准控制，本装置中的支承座上均连接有枢轴，质量体通过枢轴与固定支承座和滑动支承座连接可以实现转动，而滑动支承座的运动可以使质量体转动的同时改变质量体相对于转动轴心的距离，实现转动惯量的实时控制。相对于现有技术中的手动控制的转动惯量调节装置或者其他形式的转动惯量调节装置，本实用新型提供的转动惯量调节装置具有自动化调节方式、实时性强、控制精确的效果。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型实施例1提供的转动惯量调节装置的结构示意图；图2是本实用新型实施例1提供的转动惯量调节装置的改进结构示意图；图3是本实用新型实施例1提供的转动惯量调节装置的另一种改进结构示意图；图4是本实用新型实施例2提供的转动惯量调节装置的结构示意图。
具体实施方式
一种转动惯量调节装置，包括质量体、支承座、直线运动单元和电动机；所述质量体由两个铰接的质量块组成；所述支承座由固定支承座和滑动支承座组成，所述质量体两端分别通过枢轴与固定支承座和滑动支承座连接；所述直线运动单元包括导轨和滑块，所述滑块沿导轨运动；所述滑动支承座固定于所述滑块上；所述直线运动单元与所述电动机连接，所述电动机驱动所述滑块运动。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。实施例1 一种转动惯量调节装置，如图1所示包括质量体11、支承座12、直线运动单元13和电动机14 ；所述质量体11由两个铰接的质量块111和质量块112组成；所述支承座12由固定支承座121和滑动支承座122组成，所述质量体11两端分别通过枢轴 123和枢轴IM与固定支承座和滑动支承座连接；所述直线运动单元13包括导轨131和滑块132，所述滑块132沿导轨131运动；所述滑动支承座122固定于所述滑块132上；所述直线运动单元13与所述电动机14连接，所述电动机14驱动所述滑块132运动。在本实施例的应用过程中，固定支承座一侧的枢轴123与滑动支承座一侧的枢轴1 通过轴承固定在固定支承座和滑动支承座上，轴承的滚动旋转方式可以减小质量体的转动摩擦力，可以理解的是，轴承不是支承座与枢轴间唯一的固定方式，实际应用中也可以选用法兰盘来替代轴承，或者直接在两支承座上开孔，枢轴在开孔中转动，本实施例优选用轴承作为枢轴与支承座的固定件。在枢轴与质量体连接的一端有固定结构，方便质量体的拆装。所述质量体11由质量块111和质量块112铰接组成，在质量块111和质量块112 的铰接位置实现自由转动，当转动惯量调节装置只有一个质量体时，为了防止质量体的两个质量块被拉伸成一条直线而形成运动奇点，因此在控制系统的程序指令上会限制滑块的运动位移小于两个质量块的长度和，这样可以保证两个质量块的活动角度小于180°，使得滑块在每个运动点只对应一个转动惯量值。本实施例中的转动惯量调节装置包括两个质量体，两个质量体具有同样结构，通过枢轴123和枢轴IM对称安装于固定支承座与滑动支承座上，不同于单个质量体的转动惯量调节装置，具有两个对称安装的质量体的转动惯量调节装置，不但可以在控制指令上限制滑块的运动以防止质量块出现运动奇点，还可以在结构上作出改进防止质量块出现运动奇点，如图2所示，每个质量体在质量块铰接处内侧具有用于防止质量块运动为一条直线的直线限位块201，当每个质量体上的质量块活动角度接近于180°时，质量体上的直线限位块会彼此接触，阻止质量体上的质量块被拉成一条直线。同样，如图3所示，为了使滑块在每个运动点只对应一个转动惯量值，即防止质量体上的两个质量块运动重合，在所述固定支承座一侧的枢轴123上设有重合限位块301。本实施例中质量体通过枢轴123和枢轴IM连接于固定支承座与滑动支承座上， 滑动支承座固定于滑块上，因此质量体的转动与滑动支承座的运动是相互独立的，当滑动支承座运动时，不需要停止整个设备的运行；转动惯量调节装置的控制系统通过指令控制电动机的转动角度和转动圈数，从而实现对滑块的精准控制，保证转动惯量调节的准确性与实时性。实施例2 为了更加准确的实现转动惯量的调节，如图4示，本实施例中在所述质量块上具有用于加装微小质量块的微调槽401，本实施例中所述微调槽401是中间贯穿的孔槽，所要加载的质量块选择带有螺母的螺柱，将螺柱穿过微调槽，锁紧螺母，需要调节加载的质量的位置时，则适当的旋松螺母，移动螺柱在微调槽上的位置，然后再锁紧螺母即可实现转动惯量的微小调节，可以理解的是，所要加载的质量块也可以选择卡扣式的柱体来替代，对于所选择的质量块不构成对本实用新型的限制。本实施例相对于实施1的改进之处在于在质量块上设置微调槽401，所要加载的质量块可以根据需要灵活确定，并且可以调节所加载的质量块在微调槽处的位置，能够将转动惯量的调节范围增大，同时也能增加转动惯量调节的精确性。如图4所示，作为实施例1中的改进方式，本实施例中的转动惯量调节装置还具有防护罩402，所述防护罩固定于所述固定支承座上。所述防护罩402能够防止质量体在高速转动时，其上某些部件可能会飞脱而伤害到周围的人，增加了整个转动惯量调节装置的安全可靠性。本实施例中所述电动机通过减速器与直线运动单元连接，所述直线运动单元包括同步带和同步带轮，所述电动机驱动同步带轮，所述滑块固定在同步带上，所述同步带带动所述滑块沿所述导轨运动。因此当电动机转动时即可实现对转动惯量的调节。在电动机与直线运动单元之间增加减速器可以是电动机驱动负载较大的质量体，能够增加转动惯量调节的范围。实施例3 本实施中的转动惯量调节装置的所述直线运动单元包括丝杠，所述电动机驱动所述丝杠转动，所述丝杠的转动带动所述滑块沿所述导轨运动。当电动机转动时， 所述丝杠与电动机同时转动，可以理解的是，当电动机与直线运动单元之间连接有减速器时，可以增加电动机驱动丝杠的能力，减速器的输出轴带动丝杠转动，丝杠的转动驱动所述滑块的移动，所述电动机选择伺服电机或步进电机，控制系统通过指令控制电动机的正转或反转，以及继续转动或停止转动，实现转动惯量的调节。本实施例中采用丝杠来控制滑块的移动，丝杠的螺纹间距越小则控制越精确，采用伺服电机或步进电机作为驱动源能够更好的实现信息反�。ü蠢〉男畔⒘考笆钡髡吡坎问Ｖぷ吡康氖凳毙钥刂啤１玖煊蚱胀际跞嗽笨梢岳斫馐迪稚鲜龇椒ㄊ凳├娜炕虿糠植街杩梢酝ü绦蛑噶钕喙氐挠布赐瓿桑笆龅某绦蚩梢源娲⒂谝患扑慊啥寥〈娲⒔橹手校贸绦蛟谥葱惺保葱邪ㄉ鲜龇椒ㄊ凳├牟街瑁欢笆龅拇娲⒔橹拾ㄖ欢链娲⑵� (Read-Only Memory, ROM)、随机存取器(Random Access Memory, RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种转动惯量调节装置，其特征在于包括质量体、支承座、直线运动单元和电动机；所述质量体由两个铰接的质量块组成；所述支承座由固定支承座和滑动支承座组成， 所述质量体两端分别通过枢轴与固定支承座和滑动支承座连接；所述直线运动单元包括导轨和滑块，所述滑块沿导轨运动；所述滑动支承座固定于所述滑块上；所述直线运动单元与所述电动机连接，所述电动机驱动所述滑块运动。
2.如权利要求1所述的转动惯量调节装置，其特征在于所述转动惯量调节装置还包括防护罩，所述防护罩固定于所述固定支承座上。
3.如权利要求1所述的转动惯量调节装置，其特征在于所述质量块上具有用于加装微小质量块的微调槽。
4.如权利要求1所述的转动惯量调节装置，其特征在于所述转动惯量调节装置包括 2个以上的质量体，所述质量体两端分别通过枢轴与所述固定支承座和所述滑动支承座连接。
5.如权利要求4所述的转动惯量调节装置，其特征在于所述质量体在质量块铰接处内侧具有用于防止质量块运动为一条直线的直线限位块。
6.如权利要求1所述的转动惯量调节装置，其特征在于在所述固定支承座的枢轴上具有用于防止质量块运动重合的重合限位块。
7.如权利要求1所述的转动惯量调节装置，其特征在于所述电动机通过减速器与直线运动单元连接。
8.如权利要求1或7所述的转动惯量调节装置，其特征在于所述直线运动单元包括同步带和同步带轮，所述电动机驱动同步带轮，所述滑块固定在同步带上，所述同步带带动所述滑块沿所述导轨运动。
9.如权利要求1或7所述的转动惯量调节装置，其特征在于所述直线运动单元包括丝杠，所述电动机驱动所述丝杠转动，所述丝杠的转动带动所述滑块沿所述导轨运动。
10.如权利要求1-7中任意一项所述的转动惯量调节装置，其特征在于所述的电动机为伺服电机或步进电机。
专利摘要本实用新型公开了一种转动惯量调节装置，包括质量体、支承座、直线运动单元和电动机；所述质量体由两个铰接的质量块组成；所述支承座由固定支承座和滑动支承座组成，所述质量体两端分别通过枢轴与固定支承座和滑动支承座连接；所述直线运动单元由导轨和滑块组成，所述滑块沿导轨运动；所述滑动支承座固定于所述滑块上；所述直线运动单元与所述电动机连接，所述电动机驱动所述滑块运动。本实用新型中的转动惯量调节装置用于对转动惯量的模拟测试，能够精确、实时的模拟转动惯量的变化，操作方便，安全性好。
文档编号G01M1/10GK202153171SQ201120243609
公开日2012年2月29日 申请日期2011年7月12日 优先权日2011年7月12日
发明者邓鹏 申请人:北京配天大富精密机械有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
