[发明专利]一种刚体转动惯量测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种刚体转动惯量测试方法。 

背景技术

现有技术中，测量刚体转动惯量的方法主要有三种：三线摆法、扭摆法和复摆法。其中，三线摆法测量被测物体转动惯量具有设备简单的优点，但缺点是其测量精度较低，被试件的安装费时费力，试验周期长。扭摆法和复摆法的原理基本相同，但利用扭摆法测量的试验台，被测物体在试验台上各种摆放姿态的调整和各相对位置的测量不易得到好的控制，会给最终测量精度带来很大影响，不易得到好的测试精度。 

目前，质心、转动惯量的测试主要为扭摆法和复摆法。但是，通过现有的各种测试仪器测量转动惯量时，测量的精度有限，耗时长。 

发明内容

为克服现有技术中刚体转动惯量测试方法测量转动惯量时，精度有限，耗时长的问题，本发明提供了一种刚体转动惯量测试方法，其精度高，耗时短。 

本发明公开的刚体转动惯量测试方法包括： 

（1）、提供一测试台架，所述测试台架包括主机和捆绑组件，所述主机包括基台、固定于基台上的摆动组件、滑动组件、转动组件及翻动组件； 

所述摆动组件包括相互固定的摆盘和摆臂，所述摆盘可通过摆臂绕摆动轴线在前后方向自由摆动； 

所述滑动组件包括设置于摆盘上，并可相对摆盘前后滑动的滑盘； 

所述转动组件包括设置于滑盘上，并可在滑盘表面水平转动的转盘； 

所述翻动组件包括设置于转盘上，并可相对转盘左右倾斜的翻盘； 

所述捆绑组件设置于翻盘上； 

摆臂和摆盘总重记为m₀，滑盘和转盘的总重记为m，翻盘重量记为m₂；摆臂和摆盘的总质心到摆动轴线所在水平面的距离记为H₀，滑盘和转盘的总质心到摆动轴线所在水平面的距离记为H； 

所述测试台架还包括用于测量滑盘滑动距离的量具、测量摆盘倾斜角度的角度仪以及用于测试摆盘摆动周期的周期仪；并且以摆盘的几何中心所在的竖直方向为中心线，所述摆盘、滑盘、转盘、翻盘的质心位于中心线上，并且所述转盘转动时，转盘质心不变；所述测试台架可实现以下9种工况：工况1：不转不翻；工况2：左转不翻；工况3：左转左翻；工况4：不转左翻；工况5：不转右翻；工况6：右转右翻；工况7：右转不翻；工况8：右转左翻；工况9：左转右翻； 

以翻盘质心所在空间位置为原点，从原点沿中心线向上为台上Z轴，从原点沿向前方向为台上X轴，从原点沿向左方向为台上Y轴，建立台上三维坐标系； 

（2）、获取测试台架上未固定待测试物体时，第i种工况下，测试台架的总转动惯量I_台0i；其中，i为选自1-9的自然数； 

（3）、使用捆绑组件将重量为M的待测试物体固定于翻盘上，获取待测试物体质心在所述台上三维坐标系中的坐标； 

（4）、调整测试台架，使其处于第i种工况下，对台架进行调平处理，所述调平处理包括滑动滑盘，直至角度仪测量的摆盘角度为0；获取翻盘质心到摆动轴线所在水平面的垂直距离H_2i、待测试物体质心到摆动轴线所在水平面的垂直的距离H_i、滑盘相对摆盘滑动的距离S_i； 

（5）、获取第i种工况下，由测试台架和待测试物体组成的测试系统的总转动惯量I_系统i； 

（6）、获取第i种工况下，待测试物体相对于摆动轴线的转动惯量I_物i。 

通过上述方法即可在短时间内准确测出待测试物体的转动惯量，并且，该方法操作简单，效率高。 

附图说明

图1是本发明提供的测试方法中，台架工作状态主视图。 

图2是本发明提供的测试方法中，台架工作状态左视图。 

图3是图1中A处的局部放大图。 

图4是图1中B处的局部放大图。 

图5是图2中C处的局部放大图。 

图6是本发明提供的测试方法中固定块和摆动块结构示意图。 

图7是本发明提供的测试方法中捆绑组件的结构示意图。 

图8是本发明提供的测试方法中捆绑组件的使用状态示意图。 

图9是本发明提供的测试方法中定位座的结构示意图。 

图10是图8中D处的局部放大图。 

图11是本发明提供的测试方法中定位轴的结构示意图。 

图12是本发明提供的测试方法中限位装置的主剖视图。