专利名称：物体转动惯量测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机器或结构部件的静态平衡的测试装置，进一步涉及物体转动惯量的测定。
背景技术：
物体转动惯量是机械设计中的一个重要物理参量，特别是对于复杂、不规则形状的物体，其质心位置是很难依靠观察来获得，必须借助测试手段，现有技术中测量转动惯量通常采用的方法是(1)给物体施加一定扭矩，然后测量其角加速度，通过动量距定理推算出转动惯量；( 采用悬线摆法，通过测量它的扭振周期来计算转动惯量；C3)通过单摆法测量转动惯量。这些方法实现复杂，误差较大，并且侧重于测量质量小于500kg的物体，因此，急需一种简便的物体质心测量装置。
发明内容本发明提供了一种操作简便的物体转动惯量测量装置和方法。对于质量超过 500kg，外形尺寸超过1. 5m的大型动力设备有更加明显的优势。本发明所采用的技术方案如下物体转动惯量测量装置，包括水平悬空放置的平板，平板的几何外形是圆形或边数为3N的正多边形，N为大于或等于1的整数，用于盛放被测物体；位于平板外缘处、等距离分布、等长度且垂直于平板的3根吊索；与吊索另一端项连接的水平支架；位于每根吊索上的拉力传感器；位于平板边缘的微小豁口 ；静止稳定状态下豁口处的光电传感器，所述光电传感器与支架保持固定的位置关系，当平板沿圆心发生微小转动时，光电传感器的信号发生变化；与光电信号传感器相连的光电信号读取装置。所述平板优选等边三角形或正六边形，吊索均勻的分布于其中三个顶点。在上述装置上实现物体转动惯量测量方法，定义三根绳索分别为第一绳索、第二绳索、第三绳索，其长度定义为L，其对应的拉力传感器分别为第一拉力传感器、第二拉力传感器、第三拉力传感器，在平板上，三根绳索与平板的结点分别定义为第一结点、第二结点、 第三结点，平板沿垂直中心线的转动惯量定义为Itj，第一结点、第二结点、第三结点与平板中心的距离定义为R，测量地点的重力加速度定义为g ；其特征在于，步骤包括步骤一调整水平支架，确保与绳索的结点处于同一水平面；步骤二 调整平板，使其保持水平面；步骤三将被测物体置于平板上，确保其质心与平板的中心在同一垂直方向上；步骤四给平板一个微小力，使其以一个小角度扭振，所述角度大于0，且小于等于5度；通过光电传感器读取扭振周期T ；此时，第一、第二、第三拉力传感器的读数分别为 F1、F2、F3 ；转动惯量的计算公式为r (Fl +F2 +FZ^ R2 ^T2 τI = I-—L--10
Απ1^L。本发明原理简单，易于控制，便于操作，适用大多数复杂的动力设备。

图1是实施例的示意图。图中1代表支架，2代表拉力传感器；3代表被测物体，4 代表吊索，5代表绳索长度调节装置，6代表平板，7代表电荷放大器，8代表计算机，9代表光电传感器。
具体实施方式
对照图1说明本发明的具体实施方式
。物体转动惯量测量装置，包括水平悬空放置的平板6，平板的几何外形是圆形， 用于盛放被测物体3 ；位于平板外缘处、等距离分布、等长度且垂直于平板的3根吊索4 ；与吊索另一端项连接的水平支架1 ；位于每根吊索上的拉力传感器2 ；位于平板边缘的微小豁口 ；静止稳定状态下豁口处的光电传感器9，所述光电传感器与支架保持固定的位置关系， 当平板沿中心线发生微小转动时，光电传感器的信号发生变化；与光电信号传感器相连的光电信号读取装置——计算机8。在上述装置上实现物体转动惯量测量方法，定义三根绳索分别为第一绳索、第二绳索、第三绳索，其长度定义为L，其对应的拉力传感器分别为第一拉力传感器、第二拉力传感器、第三拉力传感器，在平板上，三根绳索与平板的结点分别定义为第一结点、第二结点、 第三结点，平板沿垂直中心线的转动惯量定义为Itj，第一结点、第二结点、第三结点与平板中心的距离定义为R，测量地点的重力加速度定义为g ；其特征在于，步骤包括步骤一调整水平支架，确保与绳索的结点处于同一水平面；步骤二 通过调节绳索长度调节装置5实现调整平板，使其保持水平面；步骤三将被测物体置于平板上，确保其质心与平板的中心在同一垂直方向上；步骤四给平板一个微小力，使其以一个小角度扭振，所述角度大于0，且小于等于5度；通过光电传感器读取扭振周期T ；此时，第一、第二、第三拉力传感器的读数分别为 F1、F2、F 3 ；转动惯量的计算公式为
r (F\ +Fl +F^ R2 ^T2 Τ ι [_ I = --γ1--10 I0=-MR2
； 0 2 。
权利要求1.物体转动惯量测量装置，其特征在于，包括水平悬空放置的平板，平板的几何外形是圆形或边数为3N的正多边形，N为大于或等于1的整数，用于盛放被测物体；位于平板外缘处、等距离分布、等长度且垂直于平板的3根吊索； 与吊索另一端项连接的水平支架； 位于每根吊索上的拉力传感器； 位于平板边缘的微小豁口；静止稳定状态下豁口处的光电传感器，所述光电传感器与支架保持固定的位置关系， 当平板沿中心线发生微小转动时，光电传感器的信号发生变化； 与光电信号传感器相连的光电信号读取装置。
2.根据权利要求1所述物体转动惯量测量装置，其特征在于，所述平板为等边三角形或正六边形，吊索均勻的分布于其中三个顶点。
专利摘要本实用新型涉及机器或结构部件的静态平衡的测试装置，进一步涉及物体转动惯量的测定。本实用新型提供了一种操作简便的物体转动惯量测量装置。装置包括水平悬空放置的平板；位于平板上的3根吊索；与吊索另一端项连接的水平支架；位于每根吊索上的拉力传感器；位于平板边缘的微小豁口；光电传感器；与光电信号传感器相连的光电信号读取装置。本实用新型原理简单，易于控制，便于操作，适用大多数复杂的动力设备。
文档编号G01M1/12GK202329937SQ201120466549
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者宋震, 张俊红, 毕凤荣, 毕晓阳, 邵康 申请人:天津大学