CN203178145U

CN203178145U - 扭转刚度的自动测试装置

Info

Publication number: CN203178145U
Application number: CN 201320146467
Authority: CN
Inventors: 胡长华
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2023-03-28

Abstract

一种扭转刚度的自动测试装置，它是通过CCD采集光点图像，利用计算机图像处理算法测出光点位移，得到扭转变形转角，由拉力传感器测出力，得到加载的力矩，可计算出扭转刚度。该装置操作简便，适合于高精度扭转刚度自动测量。

Description

扭转刚度的自动测试装置

技术领域：

本实用新型涉及一种刚度测试装置，具体地说是一种扭转刚度的自动测试装置。

背景技术：

扭转刚度测试在车辆、机床、航天等行业都有广泛应用。专利200810171539.8公开了一种汽车悬架用衬套扭转刚度测量方法，该方法采用方向盘加载，角度传感器测量扭转角，由于方向盘加载会产生一定的载荷波动，角度传感器误差较大。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种扭转刚度的自动测试装置。该装置采用CCD和计算机进行加载测量，测量精度高，自动化程度高，操作简便。

本实用新型的技术方案：一种扭转刚度的自动测试装置，被测件固定在试验机台面上，力偶加载架上端连接试验机加载头，下端与被测件上部连接，激光管发射激光到被测件测点反射镜上，反射光在屏幕上形成光点，CCD将光点图像传入计算机，力偶加载架中的拉力传感器将拉力传入计算机，由计算机处理得到被测件的扭转刚度。

所述力偶加载由试验机产生，激光点入射到被测物表面反射镜上，CCD采集光点图像，计算机对光点图像进行处理测量扭转转角，拉力传感器采集加载力，计算机自动处理扭转刚度。

本实用新型的有益效果是：与已有技术相比，本实用新型是一种基于试验机和CCD的扭转刚度的自动测试装置，测量精度高，自动化程度高，操作简便。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是测点扭转转角测试原理图。

图中标记：1被测件，2力偶加载架,3试验机，4拉力传感器，5激光管，6屏幕，7CCD，8计算机。

具体实施方式：

如图1所示，扭转刚度的自动测试装置。包括1被测件，2力偶加载架,3试验机，4拉力传感器，5激光管，6屏幕，7CCD，8计算机。

所述的被测件1底部用压板固定在试验机3台面上，被测件1上部与力偶加载架2相连接，力偶加载架2与试验机3的加载头连接。

所述的力偶加载架2由水平杆、钢丝绳和四个定滑轮组成，当试验机3加载头向上移动时，力偶加载架2对被测件1产生纯扭转力偶作用。

在被测件1的选定测点处贴上反射镜(图1中有3个测点)，激光管5分别入射到每个测点处，由反射镜反射到远处的屏幕6上。CCD7采集屏幕6上光点图像，传入计算机8进行图像处理。

计算机8计算出光点坐标，得到光点位移，拉力传感器4将载荷传入计算机8，可同时采集扭转变形的力矩和转角并计算扭转刚度，结果显示在计算机屏幕上，并保存在数据文件中。

测量原理如下：

如图2所示，设加载前激光入射到测点处反射镜后反射到屏幕上A点，加载后反射光移动到屏幕上B点，A、B两光点距离为d，测点到屏幕距离为S，则测点处转角b有计算公式：b=d/(2*S).

其中光点距离d由图像处理程序得到。采用灰度重心公式：

X_{C} = \frac{Σ_{i_{0}}^{i_{i}} Σ_{j_{0}}^{j_{f}} j (T - f_{ij})}{Σ_{i_{0}}^{i_{f}} Σ_{j_{0}}^{j_{f}} (T - f_{ij})}

y_{C} = \frac{Σ_{i_{0}}^{i_{i}} Σ_{j_{0}}^{j_{f}} i (T - f_{ij})}{Σ_{i_{0}}^{i_{f}} Σ_{j_{0}}^{j_{f}} (T - f_{ij})}

式中T是光点图像灰度阈值，f是各像素点的灰度值，x和y是光点灰度中心坐标。两光点灰度重心坐标之差即为间距d。

图像处理***中光点距离精度为0.1毫米，测点到屏幕距离为5米，则测点处转角测量精度为0.1/(2*5000)，即0.00001弧度。

设试验机加载扭转力矩为M，测点处转角为b，则扭转刚度为K=M/b。

Claims

1.一种扭转刚度的自动测试装置，其特征是：被测件(1)固定在试验机(3)台面上，力偶加载架(2)上端连接试验机(3)加载头，下端与被测件(1)上部连接，激光管(5)发射激光到被测件测点反射镜上，反射光在屏幕(6)形成光点，CCD(7)将光点图像传入计算机(8)，力偶加载架(2)中的拉力传感器(4)将拉力传入计算机(8)，由计算机(8)处理得到被测件(1)的扭转刚度。

2.根据权利要求1所述的一种扭转刚度的自动测试装置，其特征在于：力偶加载架(2)由水平杆、钢丝绳和四个定滑轮组成，当试验机(3)加载头向上移动时，力偶加载架(2)对被测件(1)产生纯扭转力偶作用。