CN210605030U - 一种质量体角位移实验测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及测量装置技术领域，尤其涉及一种质量体角位移实验测量装置，其包括角位移回转装置、回转连接板、双向线位移装置、质量体线位移安装支架及质量体，角位移回转装置包括固定底板及回转支撑，回转连接板安装于回转支撑动环上，双向线位移装置包括双向线位移安装支架、第一及第二线位移装置，质量体线位移安装支架包括第一及第二质量体线位移安装支架，质量体包括第一及第二质量体，第一质量体线位移安装支架沿第一线位移装置往复移动，第二质量体线位移安装支架沿第二线位移装置往复移动。本实用新型提供的装置既可以测量单一质量体在平面不同位置的引力场变化，也可测量两个质量体同时运动产生引力场变化。

Description

一种质量体角位移实验测量装置

技术领域

本实用新型涉及测量装置技术领域，尤其涉及一种质量体角位移实验测量装置。

背景技术

地球的重力场由于地质结构的差异而在不同地区取值不同，重力的梯度在不同位置、角度也是不同的。重力梯度仪是测量重力场垂直梯度的仪器，即测量地球重力加速度随空间的变化。其对空间科学、地球科学和地质科学等科学技术发展起重要作用。重力梯度仪的研制工作中，需营造稳定的受控重力梯度场，用于对重力梯度仪测量性能进行可靠的评估和标定。自然界的重力梯度场主要由宏观地质地貌形成，人为控制自然重力梯度需要大规模工程建设才可实现。因此，利用人工质量体之间的万有引力特质，以人工质量体产生可控引力分布来影响和改变局部重力梯度场，营造测量引力和引力梯度场的人工环境，对于实验室进行重力梯度的测量和标定具有重要意义，但是现有技术在进行重力梯度仪常规人工环境营造时，只有单一质量体轴向位移产生的引力场的变化，无法满足实验的进一步需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供既可以测量单一质量体在平面不同位置的引力场变化，也可测量两个质量体同时运动所产生的引力场变化对重力梯度仪的影响的一种质量体角位移实验测量装置。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现：

一种质量体角位移实验测量装置，其包括角位移回转装置、回转连接板、双向线位移装置、质量体线位移安装支架及质量体，所述角位移回转装置包括固定底板及安装在固定底板上的回转支撑，所述回转支撑包括与固定底板固定连接的定环及通过回转伺服驱动装置驱动旋转的动环，所述回转连接板安装于回转支撑的动环上，双向线位移装置包括固定安装于回转连接板上的双向线位移安装支架、安装于双向线位移安装支架上的第一线位移装置及第二线位移装置，所述质量体线位移安装支架包括安装于第一线位移装置上的第一质量体线位移安装支架及安装于第二线位移装置上的第二质量体线位移安装支架，所述质量体包括安装在第一质量体线位移安装支架上的第一质量体及安装在第二质量体线位移安装支架上的第二质量体，第一质量体线位移安装支架由第一线位移伺服驱动装置驱动沿第一线位移装置往复移动，第二质量体线位移安装支架由第二线位移伺服驱动装置驱动沿第二线位移装置往复移动。

进一步，所述固定底板上安装有两个固定定位块，回转连接板上固定安装有与固定定位块配合的转动定位块。

优化的，回转支撑的动环外缘均匀的设有多个轮齿，回转伺服驱动装置包括固定安装于固定底板上的回转伺服电机固定支架及安装于回转伺服电机固定支架上的伺服电机减速机，伺服电机减速机的输出轴上安装有与回转支撑的轮齿相啮合的小齿轮。

进一步，回转伺服电机固定支架上设有卡槽，伺服电机减速机机壳上固定安装有连接板，伺服电机减速机卡装于卡槽内，其连接板通过调整螺钉与回转伺服电机固定支架连接。

优化的，第一线位移装置包括固定安装在线位移安装支架上的两个第一线性滑轨及位于两个第一线性滑轨之间的第一丝杠，所述第一质量体线位移安装支架通过丝母安装于第一丝杠上，第一丝杠由第一线位移伺服驱动电机驱动旋转，所述第二线位移装置包括固定安装在线位移安装支架上的两个第二线性滑轨及位于两个第二线性滑轨之间的第二丝杠，所述第二质量体线位移安装支架通过丝母安装于第二丝杠上，第二丝杠由第二线位移伺服驱动电机驱动旋转。

进一步，第一线性滑轨及第二线性滑轨的两端分别固定安装有限位装置，所述限位装置的限位开关分别与相应的线位移伺服驱动电机通过线缆连接。

进一步，第一线位移伺服驱动电机及第二线位移伺服驱动电机与相应的丝杠之间通过第一连轴装置及第二连轴装置连接。

实用新型的有益效果

一种质量体角位移实验测量装置，营造两个质量体可同时环绕中心做旋转及轴向运动，既可以测量单一质量体在平面不同位置的引力场变化，也可测量两个质量体同时运动所产生的引力场的变化对重力梯度仪的影响，使模拟的人工环境具有更多变化，更接近实际应用环境。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是回转伺服驱动装置放大结构示意图；

图中1.固定底板，2.第一线位移伺服驱动电机，3.第一线性滑轨，4.第一质量体,5.回转伺服驱动装置,6.回转连接板，7.双向线位移安装支架，8.第二线性滑轨,9.第二丝杠,10.第二质量体，11.限位装置,12.第二连轴装置，13.第二线位移伺服驱动电机，14.第二线位移装置,15.转动定位块,16.固定定位块,17.定环,18.动环,19.回转伺服电机固定支架,20.第一丝杠,21.第一线位移装置,22.第一连轴装置，23.第二质量体线位移安装支架,24.第一质量体线位移安装支架,25.小齿轮，26.伺服电机减速机,27.调整螺钉，28.连接板。

具体实施方式

一种质量体角位移实验测量装置，其包括角位移回转装置、回转连接板6、双向线位移装置、质量体线位移安装支架及质量体，所述角位移回转装置包括固定底板1及安装在固定底板上的回转支撑，所述回转支撑包括与固定底板固定连接的定环17及通过回转伺服驱动装置5驱动旋转的动环18，所述回转连接板安装于回转支撑的动环上，双向线位移装置包括固定安装于回转连接板上的双向线位移安装支架7、安装于双向线位移安装支架上的第一线位移装置21及第二线位移装置14，所述质量体线位移安装支架包括安装于第一线位移装置上的第一质量体线位移安装支架24及安装于第二线位移装置上的第二质量体线位移安装支架23，所述质量体包括安装在第一质量体线位移安装支架上的第一质量体4及安装在第二质量体线位移安装支架上的第二质量体10，第一质量体线位移安装支架由第一线位移伺服驱动装置驱动沿第一线位移装置往复移动，第二质量体线位移安装支架由第二线位移伺服驱动装置驱动沿第二线位移装置往复移动，回转伺服驱动装置驱动动环旋转，可以带动两个质量体旋转，同时，第一线位移伺服驱动装置及第二线位移伺服驱动装置还可以驱动相应的质量体做线性移动，即营造两个质量体可同时环绕中心做旋转及轴向运动，既可以测量单一质量体在平面不同位置的引力场变化，也可测量两个质量体同时运动所产生的引力场的变化对重力梯度仪的影响，使模拟的人工环境具有更多变化，更接近实际应用环境。

进一步，所述固定底板上安装有两个固定定位块16，回转连接板上固定安装有与固定定位块配合的转动定位块15，当回转支撑的动环旋转时，转动定位块与固定定位块组合限位，限制动环旋转过位。

优化的，回转支撑的动环外缘均匀的设有多个轮齿，回转伺服驱动装置包括固定安装于固定底板上的回转伺服电机固定支架19及安装于回转伺服电机固定支架上的伺服电机减速机26，伺服电机减速机的输出轴上安装有与回转支撑的轮齿相啮合的小齿轮25，通过回转伺服电机减速机驱动小齿轮正反旋转，小齿轮带动回转支撑的动环绕Z轴旋转，从而实现上面的双向线位移装置及质量体正反旋转不同角度，并且能够精确控制旋转角度，旋转定位精度高，使测量更为准确可靠，无需人工参与调控。

进一步，回转伺服电机固定支架上设有卡槽(未示出)，伺服电机减速机机壳上固定安装有连接板28，伺服电机减速机卡装于卡槽内，其连接板通过调整螺钉27与回转伺服电机固定支架连接，通过调整螺钉可以调节小齿轮与回转支撑的啮合间距，实现更好更精准的传动。

优化的，第一线位移装置包括固定安装在线位移安装支架上的两个第一线性滑轨3及位于两个第一线性滑轨之间的第一丝杠20，所述第一质量体线位移安装支架通过丝母安装于第一丝杠上，第一丝杠由第一线位移伺服驱动电机2驱动旋转，所述第二线位移装置包括固定安装在线位移安装支架上的两个第二线性滑轨8及位于两个第二线性滑轨之间的第二丝杠9，所述第二质量体线位移安装支架通过丝母安装于第二丝杠上，第二丝杠由第二线位移伺服驱动电机13驱动旋转，通过第一线位移伺服驱动电机及第二线位移伺服驱动电机驱动相应的丝杠旋转，可以使相应的质量体线位移安装支架沿着相应的线性滑轨线性移动，使相应的质量体实现线位移方向的精确移动。

进一步，第一线性滑轨及第二线性滑轨的两端分别固定安装有限位装置11，所述限位装置的限位开关分别与相应的线位移伺服驱动电机通过线缆连接，当质量体线位移安装支架运动到相应的线性滑轨端部的限位装置处，限位装置就会控制相应的线位移伺服驱动电机停止转动，保证质量体线位移安装支架带动质量体在有效线位移区间进行运动，避免过动作。

进一步，第一线位移伺服驱动电机及第二线位移伺服驱动电机与相应的丝杠之间通过第一连轴装置22及第二连轴装置12连接，线位移伺服驱动电机轴旋转可驱动相应的丝杠精准旋转。

本实用新型所保护的一种质量体角位移实验测量装置，当该装置同时启动各分项伺服电机减速机时，可实现两个质量体在XYZ坐标系中绕Z轴的一个特定环形平面相向进行运动，可产生一系列变化的引力和梯度引力场环境，为重力梯度仪的实验提供更多的变化可能。

综上所述，本实用新型所保护的一种质量体角位移实验测量装置，既可以测量单一质量体在平面不同位置的引力场变化，也可测量两个质量体同时运动所产生的引力场变化对重力梯度仪的影响，使模拟的人工环境具有更多变化，更接近实际应用环境。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种质量体角位移实验测量装置，其特征在于，包括角位移回转装置、回转连接板、双向线位移装置、质量体线位移安装支架及质量体，所述角位移回转装置包括固定底板及安装在固定底板上的回转支撑，所述回转支撑包括与固定底板固定连接的定环及通过回转伺服驱动装置驱动旋转的动环，所述回转连接板安装于回转支撑的动环上，双向线位移装置包括固定安装于回转连接板上的双向线位移安装支架、安装于双向线位移安装支架上的第一线位移装置及第二线位移装置，所述质量体线位移安装支架包括安装于第一线位移装置上的第一质量体线位移安装支架及安装于第二线位移装置上的第二质量体线位移安装支架，所述质量体包括安装在第一质量体线位移安装支架上的第一质量体及安装在第二质量体线位移安装支架上的第二质量体，第一质量体线位移安装支架由第一线位移伺服驱动装置驱动沿第一线位移装置往复移动，第二质量体线位移安装支架由第二线位移伺服驱动装置驱动沿第二线位移装置往复移动。

2.根据权利要求1所述的一种质量体角位移实验测量装置，其特征在于，所述固定底板上安装有两个固定定位块，回转连接板上固定安装有与固定定位块配合的转动定位块。

3.根据权利要求1所述的一种质量体角位移实验测量装置，其特征在于，所述回转支撑的动环外缘均匀的设有多个轮齿，回转伺服驱动装置包括固定安装于固定底板上的回转伺服电机固定支架及安装于回转伺服电机固定支架上的伺服电机减速机，伺服电机减速机的输出轴上安装有与回转支撑的轮齿相啮合的小齿轮。

4.根据权利要求3所述的一种质量体角位移实验测量装置，其特征在于，所述回转伺服电机固定支架上设有卡槽，伺服电机减速机机壳上固定安装有连接板，伺服电机减速机卡装于卡槽内，其连接板通过调整螺钉与回转伺服电机固定支架连接。

5.根据权利要求1所述的一种质量体角位移实验测量装置，其特征在于，第一线位移装置包括固定安装在线位移安装支架上的两个第一线性滑轨及位于两个第一线性滑轨之间的第一丝杠，所述第一质量体线位移安装支架通过丝母安装于第一丝杠上，第一丝杠由第一线位移伺服驱动电机驱动旋转，所述第二线位移装置包括固定安装在线位移安装支架上的两个第二线性滑轨及位于两个第二线性滑轨之间的第二丝杠，所述第二质量体线位移安装支架通过丝母安装于第二丝杠上，第二丝杠由第二线位移伺服驱动电机驱动旋转。

6.根据权利要求5所述的一种质量体角位移实验测量装置，其特征在于，所述第一线性滑轨及第二线性滑轨的两端分别固定安装有限位装置，所述限位装置的限位开关分别与相应的线位移伺服驱动电机通过线缆连接。

7.根据权利要求5所述的一种质量体角位移实验测量装置，其特征在于，第一线位移伺服驱动电机及第二线位移伺服驱动电机与相应的丝杠之间通过第一连轴装置及第二连轴装置连接。

Images