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CN105806297B - 三轴向角度测量装置 - Google Patents

三轴向角度测量装置 Download PDF

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CN105806297B CN201610348107.4A CN201610348107A CN105806297B CN 105806297 B CN105806297 B CN 105806297B CN 201610348107 A CN201610348107 A CN 201610348107A CN 105806297 B CN105806297 B CN 105806297B
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Abstract

本发明涉及了一种三轴向角度测量装置，旨在解决空间三轴向角位移测量困难的问题，所述的三轴向角度测量装置包括垂向角位移传感器、十字轴垂向叉座装配体、十字轴装配体、纵向角位移传感器、横向角位移传感器和转角轴承套装配体。所述的十字轴装配体的纵向轴与转角轴承套装配体中的十字轴纵向叉座同轴连接，所述的2号转角轴承、轴承隔套和1号转角轴承依次安装在转角轴承套内部设置的圆孔内。该三轴向角度测量装置具有测量方法简便、测量结果可直接读取、易于安装和适用性广的特点。

Description

三轴向角度测量装置
技术领域
本发明涉及了一种用于测量空间三轴向角度变化测量装置，特别是涉及一种三轴向角度测量装置，它对比以往三轴向角度测量装置的结构，具有测量方法简便、测量结果可直接读取、易于安装和适用性广的特点。
背景技术
随着现有工业等各行各业的发展，机械设备需根据工作状况对其在三轴向角度位移进行实时监控，要求能够快速测量设备在三轴向角度的变化，以完成对试验的要求。目前对角度测量的方法主要停留在静止状态下的角度测量，不能满足对设备运到时的角度测量。
发明内容
本发明针对目前还没有一种可以实时测量设备三轴向角度变化的装置，提供了一种用于空间三轴向角位移测量的装置，该装置可以直接测量出被试物空间三轴向角度的变化，并直接通过显示表显示出来，方便快捷。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：
本发明所提供的三轴向角度测量装置包括垂向角位移传感器1、十字轴垂向叉座装配体2、十字轴装配体3、纵向角位移传感器4、横向角位移传感器5和转角轴承套装配体6。所述的十字轴垂向叉座装配体2包括十字轴垂向叉座7和十字轴挡块8，所述的十字轴垂向叉座7与十字轴装配体3的垂向轴同轴心配合连接，2个十字轴挡块8通过螺栓固定在十字轴垂向叉座7上。所述的十字轴装配体3包括十字轴焊接体17、带孔十字轴轴套18和十字轴轴套19，所述的转角轴承套装配体6包括十字轴纵向叉座装配体9、卡簧10、1号转角轴承11、轴承隔套12、转角轴承套14、中心轴锁紧螺母15和2号转角轴承13；所述的十字轴装配体3的纵向轴与转角轴承套装配体6中的十字轴纵向叉座16同轴连接，2个十字轴挡块8通过螺栓固定在十字轴纵向叉座16上，并分别与纵向轴上安装的带孔十字轴轴套18和十字轴轴套19的端面面接触连接，限制十字轴装配体3在十字轴纵向叉座16上的纵向位移；所述的垂向角位移传感器1的外端通过螺栓连接在十字轴垂向叉座7上，角度旋转轴与垂向传感器连接轴21同轴过盈配合连接，纵向角位移传感器4外端通过螺栓连接在十字轴纵向叉座16上，角度旋转轴与纵向传感器连接轴22同轴过盈配合连接，横向角位移传感器的外端通过螺栓连接在转角轴承套14上，角度旋转轴与十字轴纵向叉座16中心轴前端设置的角位移传感连接轴同轴过盈配合连接。
技术方案中所述的垂向角位移传感器1、纵向角位移传感器4和横向角位移传感器5型号相同，均为标准高精度编码器。
技术方案中所述的十字轴纵向叉座装配体9由十字轴挡块8和十字轴纵向叉座16组成，所述的十字轴纵向叉座16是一个前端设置有两个供十字轴安装的耳环体，后端设置有供轴承安装的中心轴，在轴的前端设置有角位移传感连接轴和螺纹。
技术方案中所述的2号转角轴承13、轴承隔套12和1号转角轴承11依次安装在转角轴承套14内部设置的圆孔内，卡簧10安装在转角轴承套14上设置的卡簧槽里，限制轴承在转角轴承套14内的位移。
技术方案中所述的十字轴纵向叉座装配体9通过十字轴纵向叉座16上设置的中心轴与轴承内环同轴连接，中心轴锁紧螺母15与十字轴纵向叉座16螺纹连接，防止十字轴纵向叉座16与转角轴承套14有相对位移。
技术方案中所述的十字轴焊接体17由十字轴20、垂向传感器连接轴21和纵向传感器连接轴22组成，十字轴20为标准件，垂向传感器连接轴21和纵向传感器连接轴22结构完全相同，均由45号钢加工而成。
技术方案中所述的垂向传感器连接轴21和纵向传感器连接轴22分别与十字轴20的上的垂向轴和纵向轴焊接连接，垂向传感器连接轴21与十字轴20的垂向轴同轴线，纵向传感器连接轴22与十字轴20的纵向轴同轴线。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明所述的三轴向角度测量装置可用于测量物体空间绕三轴向角度位移的变化，物体绕三轴向的转角由三个角度位移传感器直接测量，避免了花费大量时间进行计算。
2、本发明所述的三轴向角度测量装置组装方便，不需要特定技工进行安装，安装工艺不影响其测量精度，提高了测量的准确性。
3、本发明所述的三轴向角度测量装置结构合理，占用空间体积小，可用于任何角度测量试验中，通用性强，可测量两运动物体之间的三轴向相对转角变化。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1是本发明所述的三轴向角度测量装置的轴测投影图；
图2是本发明所述的三轴向角度测量装置中的十字轴垂向叉座装配体的轴测投影图；
图3是本发明所述的三轴向角度测量装置中的转角轴承套装配体的爆炸视图；
图4是本发明所述的三轴向角度测量装置中的十字轴纵向叉座装配体的轴测投影图；
图5是本发明所述的三轴向角度测量装置中的转角轴承套剖视投影图；
图6是本发明所述的三轴向角度测量装置中的十字轴装配体的轴测投影图；
图7是本发明所述的三轴向角度测量装置中的十字轴焊接体的轴测投影图；
图中：1、垂向角位移传感器；2、十字轴垂向叉座装配体；3、十字轴装配体；4、纵向角位移传感器；5、横向角位移传感器；6、转角轴承套装配体；7、十字轴垂向叉座；8、十字轴挡块；9、十字轴纵向叉座装配体；10、卡簧；11、1号转角轴承；12、轴承隔套；13、2号转角轴承；14、转角轴承套；15、中心轴锁紧螺母；16、十字轴纵向叉座；17、十字轴焊接体；18、带孔十字轴轴套；19、十字轴轴套；20、十字轴；21、垂向传感器连接轴；22、纵向传感器连接轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
首先建立如图1所示空间坐标系，定义空间横向、纵向和垂向三方向在空间坐标系中箭头指向方向为正方向，背向箭头方向为负方向。
参阅图1至图5，所述的三轴向角度测量装置由垂向角位移传感器1、十字轴垂向叉座装配体2、十字轴装配体3、纵向角位移传感器4、横向角位移传感器5和转角轴承套装配体6组成。
所述的十字轴垂向叉座装配体2由十字轴垂向叉座7和十字轴挡块8组成，十字轴垂向叉座7与十字轴装配体3的垂向轴同轴心配合连接，2个十字轴挡块8通过螺栓固定在十字轴垂向叉座7上，并分别于与垂向轴上安装的带孔十字轴轴套18和十字轴轴套19的端面面接触连接，限制十字轴装配体3在十字轴垂向叉座7上的垂向位移。
十字轴装配体3的纵向轴与转角轴承套装配体6中的十字轴纵向叉座16同轴连接，2个十字轴挡块8通过螺栓固定在十字轴纵向叉座16上，并分别于与纵向轴上安装的带孔十字轴轴套18和十字轴轴套19的端面面接触连接，限制十字轴装配体3在十字轴纵向叉座16上的纵向位移。
所述的垂向角位移传感器1、纵向角位移传感器4和横向角位移传感器5型号相同，均为标准高精度编码器，垂向角位移传感器1的外端通过螺栓连接在十字轴垂向叉座7上，角度旋转轴与垂向传感器连接轴21同轴过盈配合连接，纵向角位移传感器4外端通过螺栓连接在十字轴纵向叉座16上，角度旋转轴与纵向传感器连接轴22同轴过盈配合连接，横向角位移传感器的外端通过螺栓连接在转角轴承套14上，角度旋转轴与十字轴纵向叉座16中心轴前端设置的角位移传感连接轴同轴过盈配合连接。
所述的转角轴承套装配体6由十字轴纵向叉座装配体9、卡簧10、1号转角轴承11、轴承隔套12、转角轴承套14、中心轴锁紧螺母15和2号转角轴承13组成。十字轴纵向叉座装配体9由十字轴挡块8和十字轴纵向叉座16组成，十字轴纵向叉座16是一个前端设置有两个供十字轴安装的耳环体，后端设置有供轴承安装的中心轴，在轴的前端设置有角位移传感连接轴和螺纹。转角轴承套14是一个凸形结构件，内部设置有轴承安装孔，在轴承安装孔的一端设置有轴承外环挡肩，另一侧设置有卡簧安装槽。2号转角轴承13、轴承隔套12和1号转角轴承11依次安装在转角轴承套14内部设置的圆孔内，卡簧10安装在转角轴承套14上设置的卡簧槽里，通过与转角轴承套14上设置的轴承外环挡肩配合，限制轴承在转角轴承套14内的位移，十字轴纵向叉座装配体9通过十字轴纵向叉座16上设置的中心轴与轴承内环同轴连接，中心轴锁紧螺母15与十字轴纵向叉座16螺纹连接，防止十字轴纵向叉座16与转角轴承套14有相对位移。
参阅图6和图7，所述的十字轴装配体3由十字轴焊接体17、带孔十字轴轴套18和十字轴轴套19组成，其中带孔十字轴轴套18和十字轴轴套19的数量分别为2件，带孔十字轴轴套18和十字轴轴套19均与十字轴焊接体17同轴心转动连接，两个带孔十字轴轴套18安装在十字轴焊接体17带有传感器安装轴的一侧，十字轴轴套19安装在十字轴焊接体17没有传感器安装轴的一侧。
所述的十字轴焊接体17由十字轴20、垂向传感器连接轴21和纵向传感器连接轴22组成，十字轴20为标准件，垂向传感器连接轴21和纵向传感器连接轴22结构完全相同，均由45号钢加工而成，垂向传感器连接轴21和纵向传感器连接轴22分别与十字轴20的上的垂向轴和纵向轴焊接连接，垂向传感器连接轴21与十字轴20的垂向轴同轴线，纵向传感器连接轴22十字轴与20的纵向轴同轴线。
三轴向角度测量装置的使用方法：
结合该装置结构，十字轴装配体3和十字轴垂向叉座7之间的相对运动只会产生垂向角位移，并通过垂向角位移传感器1测量出垂向角位移变化量，十字轴装配体3和十字轴纵向叉座16之间的相对运动只会产生纵向角位移，并通过纵向角位移传感器4测量出纵向角位移变化量，转角轴承套14和十字轴纵向叉座之间的相对运动只会产生横向角位移，并通过横向角位移传感器5测量出横向角位移变化量。

Claims (7)

1.一种三轴向角度测量装置，包括垂向角位移传感器(1)、十字轴垂向叉座装配体(2)、十字轴装配体(3)、纵向角位移传感器(4)、横向角位移传感器(5)和转角轴承套装配体(6)；其特征在于，所述的十字轴垂向叉座装配体(2)包括十字轴垂向叉座(7)和十字轴挡块(8)，所述的十字轴垂向叉座(7)与十字轴装配体(3)的垂向轴同轴心配合连接，2个十字轴挡块(8)通过螺栓固定在十字轴垂向叉座(7)上；所述的十字轴装配体(3)包括十字轴焊接体(17)、带孔十字轴轴套(18)和十字轴轴套(19)；所述的转角轴承套装配体(6)包括十字轴纵向叉座装配体(9)、卡簧(10)、1号转角轴承(11)、轴承隔套(12)、转角轴承套(14)、中心轴锁紧螺母(15)和2号转角轴承(13)；所述的十字轴装配体(3)的纵向轴与转角轴承套装配体(6)中的十字轴纵向叉座(16)同轴连接，2个十字轴挡块(8)通过螺栓固定在十字轴纵向叉座(16)上，并分别与纵向轴上安装的带孔十字轴轴套(18)和十字轴轴套(19)的端面面接触连接，限制十字轴装配体(3)在十字轴纵向叉座(16)上的纵向位移；所述的垂向角位移传感器(1)的外端通过螺栓连接在十字轴垂向叉座(7)上，角度旋转轴与垂向传感器连接轴(21)同轴过盈配合连接，纵向角位移传感器(4)外端通过螺栓连接在十字轴纵向叉座(16)上，角度旋转轴与纵向传感器连接轴(22)同轴过盈配合连接，横向角位移传感器的外端通过螺栓连接在转角轴承套(14)上，角度旋转轴与十字轴纵向叉座(16)中心轴前端设置的角位移传感连接轴同轴过盈配合连接。
2.按照权利要求1所述的三轴向角度测量装置，其特征在于，垂向角位移传感器(1)、纵向角位移传感器(4)和横向角位移传感器(5)型号相同，均为标准高精度编码器。
3.按照权利要求1所述的三轴向角度测量装置，其特征在于，所述的十字轴纵向叉座装配体(9)由十字轴挡块(8)和十字轴纵向叉座(16)组成，所述的十字轴纵向叉座(16)是一个前端设置有两个供十字轴安装的耳环体，后端设置有供轴承安装的中心轴，在轴的前端设置有角位移传感连接轴和螺纹。
4.按照权利要求1所述的三轴向角度测量装置，其特征在于，所述的2号转角轴承(13)、轴承隔套(12)和1号转角轴承(11)依次安装在转角轴承套(14)内部设置的圆孔内，卡簧(10)安装在转角轴承套(14)上设置的卡簧槽里，限制轴承在转角轴承套(14)内的位移。
5.按照权利要求1所述的三轴向角度测量装置，其特征在于，所述的十字轴纵向叉座装配体(9)通过十字轴纵向叉座(16)上设置的中心轴与轴承内环同轴连接，中心轴锁紧螺母(15)与十字轴纵向叉座(16)螺纹连接，防止十字轴纵向叉座(16)与转角轴承套(14)有相对位移。
6.按照权利要求1所述的三轴向角度测量装置，其特征在于，所述的十字轴焊接体(17)由十字轴(20)、垂向传感器连接轴(21)和纵向传感器连接轴(22)组成，十字轴(20)为标准件，垂向传感器连接轴(21)和纵向传感器连接轴(22)结构完全相同，均由45号钢加工而成。
7.按照权利要求6所述的三轴向角度测量装置，其特征在于，所述的垂向传感器连接轴(21)和纵向传感器连接轴(22)分别与十字轴(20)的上的垂向轴和纵向轴焊接连接，垂向传感器连接轴(21)与十字轴(20)的垂向轴同轴线，纵向传感器连接轴(22)与十字轴(20)的纵向轴同轴线。
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