CN103528804B - 柔性轴性能特性测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性轴性能特性测试装置，其包括前试验台、后试验台、控制箱和计算机；前试验台和后试验台分别与柔性轴的两端连接，二者配合对柔性轴进行扭转并计量扭转前后的扭矩；控制箱对前试验台和后试验台进行实验条件控制；计算机从前试验台和后试验台采集实验数据并进行数据处理。与现有技术相比，本发明柔性轴性能特性测试装置采用模块化设计，实现了各种柔性轴性能特性的量化测试，为柔性轴的设计、制造和使用提供了参考依据。

Description

柔性轴性能特性测试装置
技术领域
本发明涉及柔性轴的性能测试，更具体地说，本发明涉及一种柔性轴性能特性测试装置。
背景技术
柔性轴是在一根芯轴上正反交替地缠绕若干层钢丝而制成，其性能要求是能够在相当大的范围内向任意方向弯曲，并传递扭矩，其中，传动效率、最大传输扭矩、最小转弯半径、极限强度和使用寿命等性能参数都是柔性轴的重要性能参数。但是，目前还没有任何单位或个人开发出一种能够对柔性轴的性能特性进行测试的装置，因此也就无法对各种柔性轴的性能特性进行量化测试。这给柔性轴的设计人员、检测人员、使用方都成了很大不便，既限制了柔性轴的设计、选型、改进，也不利于柔性轴的推广应用。
有鉴于此，确有必要提供一种能够对柔性轴的性能特性进行量化测试的装置。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种柔性轴性能特性测试装置，以实现柔性轴性能特性的量化测试。
为了实现上述目的，本发明提供了一种柔性轴性能特性测试装置，其包括前试验台、后试验台、控制箱和计算机；前试验台和后试验台分别与柔性轴的两端连接，二者配合对柔性轴进行扭转并计量扭转前后的扭矩；控制箱对前试验台和后试验台进行实验条件控制；计算机从前试验台和后试验台采集实验数据并进行数据处理。
作为本发明柔性轴性能特性测试装置的一种改进，所述控制箱与前试验台、后试验台、计算机分别连接，其是根据计算机的指令对前试验台和后试验台进行实验条件控制的。
作为本发明柔性轴性能特性测试装置的一种改进，所述前试验台为扭矩输出端，其包括以轴对齐方式固定在一条直线上的电机、减速箱、前扭矩传感器和柔性轴轴承，相邻组件之间通过联轴器连接，前扭矩传感器与计算机连接而将感应到的扭矩数值传输给计算机。
作为本发明柔性轴性能特性测试装置的一种改进，所述柔性轴轴承安装在固定的轴承支架上，待测试柔性轴的前端固定在前试验台的柔性轴轴承上。
作为本发明柔性轴性能特性测试装置的一种改进，所述电机和减速箱之间、减速箱和前扭矩传感器之间、前扭矩传感器和柔性轴轴承之间分别由联轴器连接。
作为本发明柔性轴性能特性测试装置的一种改进，所述后试验台为扭矩接收端，其包括以轴对齐方式固定在一条直线上的柔性轴轴承、后扭矩传感器和阀门模拟件，相邻组件之间通过联轴器连接，后扭矩传感器与计算机连接而将感应到的扭矩数值传输给计算机，阀门模拟件与计算机连接而将转动情况传输至计算机。
作为本发明柔性轴性能特性测试装置的一种改进，所述后试验台的柔性轴轴承安装在固定的轴承支架上，待测试柔性轴的尾端固定在后试验台的柔性轴轴承上。
作为本发明柔性轴性能特性测试装置的一种改进，所述阀门模拟件为磁粉耦合器。
作为本发明柔性轴性能特性测试装置的一种改进，所述后试验台的柔性轴轴承和后扭矩传感器之间、后扭矩传感器和磁粉耦合器之间分别由联轴器连接。
作为本发明柔性轴性能特性测试装置的一种改进，所述控制箱包括电机驱动器、传感器电源、磁粉耦合器电源和控制板卡；电机驱动器与前试验台的电机连接而控制电机的旋转；传感器电源和磁粉耦合器电源分别为前扭矩传感器、后扭矩传感器、磁粉耦合器供电并进行电流控制；控制板卡与计算机通讯，以根据计算机的指令对实验条件进行控制。
与现有技术相比，本发明柔性轴性能特性测试装置采用模块化设计，实现了各种柔性轴性能特性的量化测试，从而为柔性轴的设计、制造和使用提供了参考依据。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明柔性轴性能特性测试装置及其有益效果进行详细说明，其中：
图1为本发明柔性轴性能特性测试装置的***结构示意图。
图2为本发明柔性轴性能特性测试装置的前试验台结构示意图。
图3为本发明柔性轴性能特性测试装置的后试验台结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图1，本发明柔性轴性能特性测试装置包括前试验台10、后试验台20、控制箱30和计算机40。其中，前试验台10和后试验台20通过柔性轴连接，二者配合而对柔性轴进行扭转和扭转前后的扭矩计量；控制箱30与前试验台10、后试验台20、计算机40分别连接，用于根据计算机的指令对前试验台10和后试验台20进行实验条件控制；计算机40也与前试验台10和后试验台20分别连接，用于从前试验台10和后试验台20采集扭矩等实验数据，并负责对所采集的实验数据进行处理，以及实验结果输出等。
请参阅图2，前试验台10为扭矩输出端，其包括电机11、联轴器12、减速箱13、联轴器14、前扭矩传感器15、联轴器16、柔性轴轴承17和轴承支架18。其中，柔性轴轴承17安装在轴承支架18上，电机11、减速箱13、前扭矩传感器15、柔性轴轴承支架18以轴对齐的方式固定在试验台板19的同一条直线上，电机11和减速箱13之间、减速箱13和前扭矩传感器15之间、前扭矩传感器15和柔性轴轴承17之间分别由联轴器12、14、16连接。
请参阅图3，后试验台20为扭矩接收端，其包括柔性轴轴承21、轴承支架22、联轴器23、后扭矩传感器24、联轴器25和阀门模拟件。其中，阀门模拟件为磁粉耦合器26。柔性轴轴承21安装在轴承支架22上，轴承支架22、后扭矩传感器24和磁粉耦合器26以轴对齐的方式固定在试验台板27的同一条直线上，柔性轴轴承21和后扭矩传感器24之间、后扭矩传感器24和磁粉耦合器26之间分别由联轴器23、25连接。
控制箱30包括电机驱动器、传感器电源、磁粉耦合器电源、控制板卡等。电机驱动器与前试验台10的电机11连接而控制电机11的旋转；传感器电源和磁粉耦合器电源分别为前扭矩传感器15、后扭矩传感器24、磁粉耦合器26供电并进行电流控制；控制板卡与计算机通讯，以根据计算机的指令对实验条件进行控制。
计算机40内安装有测试与控制软件、信息采集软件、数据处理软件等，并具备试验数据输出能力。
使用本发明对柔性轴进行测试时，首先将柔性轴的两端分别固定于前试验台10和后试验台20的柔性轴轴承17、21上；然后通过控制箱30设定好实验条件，并启动前试验台10的电机11；电机11的旋转由减速箱13减速并增大扭矩后，经前扭矩传感器15和柔性轴轴承17传输给柔性轴；柔性轴将扭矩传输至后试验台20，经轴承支架22和后扭矩传感器24传输给磁粉耦合器26；前扭矩传感器15和后扭矩传感器24将各自感应到的扭矩数值传输给计算机40，磁粉耦合器26的转动情况也传输至计算机40；计算机40根据实验条件和所有采集到的实验数据，计算出柔性轴的传动效率、最大传输扭矩、最小转弯半径、极限强度和使用寿命等性能参数，最后根据需要将测试结果绘制成图表进行实时显示和数据保存，以及打印输出。
通过以上描述可知，本发明通过柔性轴性能特性测试装置通过前试验台10和后试验台20对柔性轴进行扭转和扭转前后的扭矩计量，通过控制箱30对前试验台10和后试验台20的实验条件进行控制，并通过计算机40采集和处理实验数据，从而实现了各种柔性轴性能特性的量化测试，为柔性轴的设计、制造和使用提供了参考依据。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种柔性轴性能特性测试装置，其特征在于：包括前试验台、后试验台、控制箱和计算机；前试验台和后试验台分别与柔性轴的两端连接，二者配合对柔性轴进行扭转并计量扭转前后的扭矩；控制箱对前试验台和后试验台进行实验条件控制；计算机从前试验台和后试验台采集实验数据并进行数据处理，计算出柔性轴的传动效率、最大传输扭矩、最小转弯半径、极限强度和使用寿命；所述前试验台为扭矩输出端，其包括以轴对齐方式固定在一条直线上的电机、减速箱、前扭矩传感器和柔性轴轴承，相邻组件之间通过联轴器连接，前扭矩传感器与计算机连接而将感应到的扭矩数值传输给计算机；所述后试验台为扭矩接收端，其包括以轴对齐方式固定在一条直线上的柔性轴轴承、后扭矩传感器和阀门模拟件，相邻组件之间通过联轴器连接，后扭矩传感器与计算机连接而将感应到的扭矩数值传输给计算机，阀门模拟件与计算机连接而将转动情况传输至计算机。
2.根据权利要求1所述的柔性轴性能特性测试装置，其特征在于：所述控制箱与前试验台、后试验台、计算机分别连接，其是根据计算机的指令对前试验台和后试验台进行实验条件控制的。
3.根据权利要求1所述的柔性轴性能特性测试装置，其特征在于：所述前试验台的柔性轴轴承安装在固定的轴承支架上，待测试柔性轴的前端固定在前试验台的柔性轴轴承上。
4.根据权利要求1所述的柔性轴性能特性测试装置，其特征在于：所述电机和减速箱之间、减速箱和前扭矩传感器之间、前扭矩传感器和前试验台的柔性轴轴承之间分别由联轴器连接。
5.根据权利要求1所述的柔性轴性能特性测试装置，其特征在于：所述后试验台的柔性轴轴承安装在固定的轴承支架上，待测试柔性轴的尾端固定在后试验台的柔性轴轴承上。
6.根据权利要求1所述的柔性轴性能特性测试装置，其特征在于：所述阀门模拟件为磁粉耦合器。
7.根据权利要求6所述的柔性轴性能特性测试装置，其特征在于：所述后试验台的柔性轴轴承和后扭矩传感器之间、后扭矩传感器和磁粉耦合器之间分别由联轴器连接。
8.根据权利要求6所述的柔性轴性能特性测试装置，其特征在于：所述控制箱包括电机驱动器、传感器电源、磁粉耦合器电源和控制板卡；电机驱动器与前试验台的电机连接而控制电机的旋转；传感器电源和磁粉耦合器电源分别为前扭矩传感器、后扭矩传感器、磁粉耦合器供电并进行电流控制；控制板卡与计算机通讯，以根据计算机的指令对实验条件进行控制。
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