用于轴向加力装置的侧向力施加装置制造方法
【专利摘要】本发明属于计量测试技术，涉及一种用于轴向加力装置的侧向力施加装置，主要由底座、主机架、升降装置、侧向力输出装置和控制系统等部分组成。所述底座位于轴向加力装置上，用于安装被测力传感器。所述主机架上有导轨，并通过导轨与侧向力输出机构相连。所述升降装置在主机架的另一侧，通过滚珠丝杠副与侧向力输出装置相连。本发明通过在轴向加力装置的基础上，增加侧向力施加装置，用来对被测力传感器等施加侧向力，从而实现两个方向力的同时加载。本装置通过升降机构来调节上下位置，以适应不同大小的被测物。本装置具有结构简单，准确性好，操作方便，成本节约等特点。
【专利说明】用于轴向加力装置的侧向力施加装置
【技术领域】
[0001]本发明属于计量测试技术，涉及一种用于轴向加力装置的侧向力施加装置。
【背景技术】
[0002]要检定或校准一个传感器或测力仪，首先要施加相应的力到传感器或测力仪上。而要准确检定或校准传感器或测力仪，特别是多分力传感器或多分力测力仪，往往需要对其施加多个方向的力值，并进行测量。常见的力施加装置通常只有一个单纯的轴向力，无法满足被测装置需要侧向受力的要求。目前，针对多个方向力值测量还没有一个系统的装置，其操作繁琐，成本高，误差大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决多个方向力值测量的问题，提供一种用于轴向加力装置的侧向力施加装置。
[0004]本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
[0005]一种侧向力施加装置，用于安装在轴向加力装置上，为被测物(23)提供侧向力；所述轴向加力装置包括轴向加力装置底座(24)、立柱(25)、上顶平板(26)和轴向加力头
(27)。所述侧向力施加装置，包括:底座(I)、主机架(2)、升降装置(3)、侧向力输出装置
(4)、连接装置(5)和控制系统。
[0006]所述底座(I)位于轴向加力装置底座(24)上，被测物放置在底座(I)上。所述底座(I)为T形槽结构，便于使用螺钉和螺母将侧向力施加装置底座(I)固定在轴向加力装置底座(24)上以及将被测物(23)固定在侧向力施加装置底座(I)上。
[0007]所述主机架(2 )固定在底座(I)上，用于固定升降装置(3 )和侧向力输出装置(4 );主机架(2)上有导轨(12)。
[0008]所述升降装置(3 )包括电机(6 )、主带轮(7 )、同步带(8 )、同步轮(9 )和竖直滚珠丝杠(11)。竖直滚珠丝杠(11)的上端固定件和下端固定件分别固定在主机架(2)上。主带轮(7 )套在电机(6 )的输出轴上，并与同步带(8 )连接；同步轮(9 )与竖直滚珠丝杠(11)连接，同步带(8)套在同步轮(9)的外面；同步带(8)、同步轮(9)和竖直滚珠丝杠(11)同轴。
[0009]所述升降装置(3)还包括一个微调轮(10)，微调轮(10)套在电机(6)的输出轴上，通过手动调节微调轮(10)可实现小位移调节。
[0010]所述侧向力输出装置(4)包括伺服电机(13)、减速机(14)、联轴器(15)、联轴过渡板(16)、升降机(17)、水平滚珠丝杠(18)和侧向力输出头(19)。伺服电机(13)的输出轴向下，与减速机(14)的输入端连接。减速机(14)与联轴器(15)固定连接；联轴器(15)安装在联轴过渡板(16)上；减速机(14)的输出轴穿过联轴器(14)和联轴过渡板(16)，与升降机(17)连接。水平滚珠丝杠(18)通过其上的滚珠丝杠副与升降机(17)固定连接。升降机
(17)通过内部的齿轮组合将减速机(14)沿竖直轴轴向的旋转变为沿水平轴向的旋转。所述齿轮组合与水平滚珠丝杠(18)连接，因此所述齿轮组合带动水平滚珠丝杠(18)做水平运动；水平滚珠丝杠(18)通过固定在其上的滚珠丝杠副带动升降机(17)做水平运动。升降机(17)靠近被测物的一端装有侧向力输出头(19)。
[0011]所述连接装置(5)穿过导轨(12)，导轨(12)起导引连接装置(5)运动方向的作用。连接装置(5 )的一端通过竖直滚珠丝杠(11)上的滚珠丝杠副与竖直滚珠丝杠(11)连接，另一端与升降机(17)固定连接。
[0012]所述控制系统用于控制电机(6)和伺服电机(13)的轴向旋转输出速度。所述控制系统为单片机或计算机。
[0013]其工作过程为:
[0014]步骤1:将所述侧向力施加装置固定在轴向加力装置底座(24)上，将被测物(23)固定在侧向力施加装置底座(I)上，被测物(23)与轴向加力头(27)同轴。
[0015]步骤2:通过升降装置(3)调整侧向力输出头(19)的高度。具体为:电机(6)工作，电机(6)的输出轴带动主带轮(7)转动，同步带(7)带动同步带(8)同步转动，同步带(8 )带动同步轮(9 )同步转动，同步轮(9 )带动竖直滚珠丝杠(11)同步转动，竖直滚珠丝杠
(11)做向上或者向下的运动，竖直滚珠丝杠(11)上的滚珠丝杠副带动与其连接的水平升降机(17)做向上或者向下的运动，实现对侧向力输出头(19)的高度调整。
[0016]步骤3:通过侧向力输出装置(4)调整侧向力输出头(19)的侧向输出力。具体为:伺服电机(13)和减速机(14)工作，减速机(14)调整伺服电机(13)的转速；升降机(17)通过内部的齿轮组合将减速机(14)沿竖直轴向的旋转变为沿水平轴向的旋转；齿轮组合带动水平滚珠丝杠(18)做水平运动；水平滚珠丝杠(18)通过固定在其上的滚珠丝杠副带动升降机(17 )做水平运动,实现对侧向力输出头(19 )的侧向力输出大小的调节。
[0017]有益效果
[0018]本发明提供了 一种用于轴向加力装置的侧向力施加装置，实现了在轴向力加载的同时施加侧向力，解决了多个方向力值同时校准的问题。通过升降机构的上下移动，可以适应多种被测物的校准，适应性较强。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明【具体实施方式】中侧向力施加装置安装在轴向加力装置上的安装位置不意图；
[0020]其中，1-底座、2-主机架、3-升降装置、4-侧向力输出装置、5-连接装置、23-被测物、24-底座、25-立柱、26-上顶平板、27-轴向加力头。
[0021]图2是本发明【具体实施方式】中侧向力施加装置的结构示意图；
[0022]其中，6-电机、7-主带轮、8-同步带、9-同步轮、10-微调轮、11-竖直滚珠丝杠、12-导轨、13-电机、14-减速机、15-联轴器、16-联轴过渡板、17-升降机、18-水平滚珠丝杠、19-侧向力输出头、20-第一过渡板、21-第二过渡板、22-第三过渡板。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明做详细说明。
[0024]如图1所示，将侧向力施加装置固定在轴向加力装置底座24上，将被测物23固定在侧向力施加装置底座I上，被测物23与轴向加力头27同轴。[0025]侧向力施加装置的结构如图2所示，包括:底座1、主机架2、升降装置3、侧向力输出装置4、连接装置5和控制系统。
[0026]所述底座I为T形槽结构，便于使用螺钉和螺母将侧向力施加装置底座I固定在轴向加力装置底座24上以及将被测物23固定在侧向力施加装置底座I上。
[0027]主机架2固定在底座I上，用于固定升降装置3和侧向力输出装置4 ;主机架2上有导轨12。
[0028]升降装置3包括电机6、主带轮7、同步带8、同步轮9和竖直滚珠丝杠11。竖直滚珠丝杠11的上端固定件和下端固定件分别固定在主机架2上。主带轮7套在电机6的输出轴上，并与同步带8连接；同步轮9与竖直滚珠丝杠11连接，同步带8套在同步轮9的外面；同步带8、同步轮9和竖直滚珠丝杠11同轴。升降装置3还包括一个微调轮10，微调轮10套在电机6的输出轴上，通过手动调节微调轮10可实现小位移调节。
[0029]侧向力输出装置4包括伺服电机13、减速机14、联轴器15、联轴过渡板16、升降机17、水平滚珠丝杠18和侧向力输出头19。伺服电机13的输出轴向下，与减速机14的输入端连接。减速机14与联轴器15固定连接；联轴器15安装在联轴过渡板16上；减速机14的输出轴穿过联轴器14和联轴过渡板16，与升降机17连接。水平滚珠丝杠18通过其上的滚珠丝杠副与升降机17固定连接。升降机17通过内部的齿轮组合将减速机14沿竖直轴轴向的旋转变为沿水平轴向的旋转。所述齿轮组合与水平滚珠丝杠18连接，因此所述齿轮组合带动水平滚珠丝杠18做水平运动；水平滚珠丝杠18通过固定在其上的滚珠丝杠副带动升降机17做水平运动。升降机17靠近被测物的一端装有侧向力输出头19。
[0030]连接装置5包括第一过渡板20、第二过渡板21和第三过渡板22，三块过渡板的一端固定连接在一起，另一端也固定连接在一起。连接装置5穿过导轨12，即第一过渡板20和第三过渡板22从导轨12的前面通过，而第二过渡板21从导轨12的后面通过。导轨12起导引连接装置5运动方向的作用。连接装置5的一端通过竖直滚珠丝杠11上的滚珠丝杠副与竖直滚珠丝杠11连接，另一端与升降机17固定连接。
[0031]控制系统为单片机，用于控制电机6和伺服电机13的轴向旋转输出速度。
[0032]当电机6工作时，电机6的输出轴带动主带轮7转动，同步带7带动同步带8同步转动，同步带8带动同步轮9同步转动，同步轮9带动竖直滚珠丝杠11同步转动，竖直滚珠丝杠11做向上或者向下的运动，竖直滚珠丝杠11上的滚珠丝杠副带动与其连接的水平升降机17做向上或者向下的运动，实现对侧向力输出头19的高度调整。
[0033]当伺服电机13和减速机14工作时，减速机14调整伺服电机13的转速；升降机17通过内部的齿轮组合将减速机14沿竖直轴向的旋转变为沿水平轴向的旋转；齿轮组合带动水平滚珠丝杠18做水平运动；水平滚珠丝杠18通过固定在其上的滚珠丝杠副带动升降机17做水平运动,实现对侧向力输出头19的侧向力输出大小的调节。
[0034]在侧向力施力的同时，也可以让轴向加力装置同时工作，让被测物同时受到轴向力和侧向力，再由反馈装置将信息反馈到控制系统，从而完成试验。
【权利要求】
1.一种侧向力施加装置，用于安装在轴向加力装置上，为被测物(23)提供侧向力；所述轴向加力装置包括轴向加力装置底座(24)、立柱(25)、上顶平板(26)和轴向加力头(27);其特征在于:所述侧向力施加装置，包括:底座(1)、主机架(2)、升降装置(3)、侧向力输出装置(4)、连接装置(5)和控制系统； 所述底座(1)位于轴向加力装置底座(24)上，被测物放置在底座(1)上； 所述主机架(2)固定在底座(1)上，用于固定升降装置(3)和侧向力输出装置(4);主机架(2)上有导轨(12)； 所述升降装置(3)包括电机(6)、主带轮(7)、同步带(8)、同步轮(9)和竖直滚珠丝杠(11);竖直滚珠丝杠(11)的上端固定件和下端固定件分别固定在主机架(2)上；主带轮(7)套在电机(6 )的输出轴上，并与同步带(8 )连接；同步轮(9 )与竖直滚珠丝杠(11)连接，同步带(8)套在同步轮(9)的外面；同步带(8)、同步轮(9)和竖直滚珠丝杠(11)同轴； 所述侧向力输出装置(4)包括伺服电机(13)、减速机(14)、联轴器(15)、联轴过渡板(16)、升降机(17)、水平滚珠丝杠(18)和侧向力输出头(19);伺服电机(13)的输出轴向下，与减速机(14)的输入端连接；减速机(14)与联轴器(15)固定连接；联轴器(15)安装在联轴过渡板(16)上；减速机(14)的输出轴穿过联轴器(14)和联轴过渡板(16)，与升降机(17)连接；水平滚珠丝杠(18)通过其上的滚珠丝杠副与升降机(17)固定连接；升降机(17)通过内部的齿轮组合将减速机(14)沿竖直轴轴向的旋转变为沿水平轴向的旋转；所述齿轮组合与水平滚珠丝杠(18)连接，因此所述齿轮组合带动水平滚珠丝杠(18)做水平运动；水平滚珠丝杠(18)通过固定在其上的滚珠丝杠副带动升降机(17)做水平运动；升降机(17 )靠近被测物的一端装有侧向力输出头(19 ); 所述连接装置(5)穿过导轨(12)，导轨(12)起导引连接装置(5)运动方向的作用；连接装置(5 )的一端通过竖直滚珠丝杠(11)上的滚珠丝杠副与竖直滚珠丝杠(11)连接，另一端与升降机(17)固定连接； 所述控制系统用于控制电机(6)和伺服电机(13)的轴向旋转输出速度。
2.如权利要求1所述的一种侧向力施加装置，其特征在于:所述底座(1)为T形槽结构，便于使用螺钉和螺母将侧向力施加装置底座(1)固定在轴向加力装置底座(24)上以及将被测物(23)固定在侧向力施加装置底座(1)上。
3.如权利要求1或2所述的一种侧向力施加装置，其特征在于:所述升降装置(3)还包括一个微调轮(10)，微调轮(10)套在电机(6)的输出轴上，通过手动调节微调轮(10)可实现小位移调节。
4.如权利要求1或2所述的一种侧向力施加装置，其特征在于:所述控制系统为单片机或计算机。
5.如权利要求1或2所述的一种侧向力施加装置，其特征在于:其工作过程为: 步骤1:将所述侧向力施加装置固定在轴向加力装置底座(24)上，将被测物(23)固定在侧向力施加装置底座(1)上，被测物(23)与轴向加力头(27)同轴； 步骤2:通过升降装置(3)调整侧向力输出头(19)的高度；具体为:电机(6)工作，电机(6)的输出轴带动主带轮(7)转动，同步带(7)带动同步带(8)同步转动，同步带(8)带动同步轮(9)同步转动，同步轮(9)带动竖直滚珠丝杠(11)同步转动，竖直滚珠丝杠(11)做向上或者向下的运动，竖直滚珠丝杠(11)上的滚珠丝杠副带动与其连接的水平升降机(17)做向上或者向下的运动，实现对侧向力输出头(19)的高度调整； 步骤3:通过侧向力输出装置(4)调整侧向力输出头(19)的侧向输出力；具体为:伺服电机(13)和减速机(14)工作，减速机(14)调整伺服电机(13)的转速；升降机(17)通过内部的齿轮组合将减速机(14)沿竖直轴向的旋转变为沿水平轴向的旋转；齿轮组合带动水平滚珠丝杠(18)做水平运动；水平滚珠丝杠(18)通过固定在其上的滚珠丝杠副带动升降机(17 )做水平运动,实 现对侧向力输出头(19 )的侧向力输出大小的调节。
【文档编号】G01L27/00GK103884469SQ201410141697
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2014年4月9日
【发明者】秦海峰, 刘永录 申请人:中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所