[发明专利]一种具有双向自由度的支架

权利要求书

1.一种具有双向自由度的支架，其特征在于：包括底座(1)、支架(2)、支板(3)和弹簧(4)；底座(1)和支板(3)均采用实心板状结构，底座(1)上设有用于调节支板(3)高度并限制支板(3)平动范围的支架(2)；支板(3)上安装待测物；弹簧(4)安装在支架(2)与支板(3)之间，用于驱动支板(3)沿待测物轴线平动和绕待测物轴线转动；

所述弹簧(4)采用拉杆弹簧，弹簧(4)一端与支架(2)固定连接，弹簧(4)另一端与支板(3)固定连接；弹簧(4)两端分别设有两组相互垂直的椭圆形缺口，其中一组缺口与待测物轴向垂直，另一组缺口与待测物径向垂直；

若待测物为水力测功器，在试验过程中，被测设备带动水力测功器转子转动并与内部的水形成摩擦，摩擦将被测设备的力矩传递到水力测功器壳体上，从而带动水力测功器壳体的绕轴转动，此时弹簧(4)随着水力测功器的转动在与轴线垂直的椭圆形缺口发生变形，以支持水力测功器的绕轴转动；水力测功器与被测设备利用刚性联轴器连接，当被测设备产生轴向力时，通过联轴器将轴向力传递给水力测功器，水力测功器产生位移，带动支板(3)和弹簧(4)产生位移和形变，将轴向力传递到在轴向设置的拉压力传感器上，从而获取到被测设备的轴向力，弹簧(4)垂直于轴向的凹面产生的变形最大，经过两个凹面的变形，在与支架(2)连接的弹簧(4)端面基本不发生变形。

2.根据权利要求1所述的一种具有双向自由度的支架，其特征在于：所述底座(1)为实心矩形板，底座(1)固定安装在地面上并与支架(2)螺纹连接，底座(1)的材料采用结构钢。

3.根据权利要求2所述的一种具有双向自由度的支架，其特征在于：所述底座(1)的长度范围设为50～1000mm，底座(1)的宽度范围设为40～800mm。

4.根据权利要求1所述的一种具有双向自由度的支架，其特征在于：所述支架(2)包括基架(21)、托架(22)和垫块(23)；基架(21)为矩形框架，托架(22)为Y形梁，垫块(23)为柱形胶圈；基架(21)一端与底座(1)螺纹连接，基架(21)另一端与托架(22)螺纹连接，基架(21)侧面安装有用于支板(3)限位的垫块(23)。

5.根据权利要求4所述的一种具有双向自由度的支架，其特征在于：所述基架(21)两端分别设有用于螺接底座(1)和托架(22)的法兰。

6.根据权利要求4所述的一种具有双向自由度的支架，其特征在于：所述托架(22)底端设有用于螺接基架(21)的法兰，托架(22)两个顶角上均设有用于安装弹簧(4)的圆孔。

7.根据权利要求4所述的一种具有双向自由度的支架，其特征在于：所述支架(2)的材料采用结构钢；支架(2)的数量设为两个，两个支架(2)分别位于支板(3)两侧。

8.根据权利要求1所述的一种具有双向自由度的支架，其特征在于：所述支板(3)为实心工字板，支板(3)四角处均设有用于安装弹簧(4)的凸缘，支板(3)上两个相互对称的凹口用于配装支架(2)。

9.根据权利要求8所述的一种具有双向自由度的支架，其特征在于：所述支板(3)通过弹簧(4)和支架(2)悬浮在空中，支板(3)与底座(1)的间隔不小于20mm。