[发明专利]一种桨叶径向转角测量装置

说明书

本发明是一种桨叶径向转角测量装置，用于桨叶力矩测量时对桨叶径向所对应转角的测量与记录，属于几何量测量领域。装置利用固定轴与桨叶力矩测量装置相配合，利用旋转拨盘安装圆光栅尺进行角度测量，读数头安装于固定轴端，保证装置旋转部分径向的结构对称性。利用旋转拨盘进行桨叶定位装夹，并设计对称结构，避免旋转过程中给装置带来附加力矩。利用旋转拨盘与固定轴的一组带座磁铁进行原始位置角度控制，保证不同桨叶装夹后初始测量角度的一致性，以保证角度测量的重复性。利用弹簧柱塞对装夹所需的间隙与正反转动切换时产生的微小角度差进行消除，保证桨叶角度测量准确性。

技术领域

本发明涉及一种桨叶径向转角测量装置，属于几何测量领域中的角度测量领域。

背景技术

螺旋桨发动机由多片桨叶构成，装配时需选取在轴向和径向力矩值在相同范围内的桨叶，以保证发动机的性能。由于桨叶在径向方向上是非对称的特殊螺旋结构，不同转角方向对应的径向力矩值也不同。因此，在测量桨叶径向力矩时，需要先确定桨叶对应的转角数值。

目前桨叶的角度测量主要是通过在叶片外侧附加测量装置进行。有利用靠尺、气泡水平仪等角度测量设备，通过靠近桨叶被测型面进行的直接测量；也有通过转接装置，利用转盘、凸轮、连杆机构等，将桨叶旋转角度转换为距离参数，再进行换算的间接测量。对于这两种测量方式而言，都无法实现对桨叶绕其轴线进行旋转的角度的直接测量；同时靠尺及水平仪的指示刻度读取精度有限，人为误差较高，而间接测量在换算中会带来额外的测量误差及不确定性，难以得到高精度的测量结果。

发明内容

本发明针对现有桨叶角度测量精度低、且无法直接对桨叶绕其轴线进行旋转的角度进行直接测量的问题，公开一种桨叶径向转角测量装置，目的是为桨叶力矩测量提供一种能直接读取桨叶旋转角度的高精度测量装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种桨叶径向转角测量装置是一种通过固定轴整体固定在不同仪器上的测量装置；带有圆光栅尺的旋转拨盘通过轴承与固定轴连接；光栅读数头安装于在固定轴上端并正对圆光栅尺刻度线；带座磁铁固定于固定轴下端，平头螺栓止动座磁铁固定于旋转拨盘上，组成磁吸旋转定位组件；旋转拨盘的桨叶安装孔上设置有弹簧柱塞，用于消除桨叶安装间隙。

所述固定轴为桨叶径向转角测量装置的固定部件，其法兰端设置了读数头安装孔及带座磁铁安装孔；安装端的长度满足安装轴承与旋转拨盘的需要。固定轴法兰可通过螺栓固定于力矩测量仪器的转动轴线上，或其他带有法兰安装孔的测量仪器上。

所述旋转拨盘为装置的主要运动部件，由两组滚动轴承与固定轴的安装端通过过盈配合进行连接。旋转拨盘内侧设有光栅尺安装法兰及带座磁铁安装的螺纹孔，外侧预留呈锥形的桨叶的安装销孔。安装销孔的直径略大于桨叶销直径，并配有坡度导向槽，便于桨叶装夹。安装销孔中心侧截面，装有带螺纹的弹簧柱塞，起到对桨叶的辅助固定作用，并消除安装间隙以及正反转动转换的角度误差。为使旋转拨盘的重心位于力矩测量仪器的转动轴线上，旋转拨盘上与安装销孔相对的位置做镂空处理，减掉相同的重量，以免产生附加的径向力矩。

角度测量元件由圆光栅尺和读数头组成，圆光栅尺安装于旋转拨盘内侧的法兰上，随桨叶旋转同步转动。读数头安装于固定轴所留的安装孔，安装后与光栅尺保持可读数的间隙。

磁吸旋转定位组件由一组带座磁铁组成。带平头螺栓止动座磁铁安装于旋转拨盘内侧，磁铁位于磁铁座内部。带螺栓孔圆柱形座磁铁安装于固定轴所留螺纹孔的对应位置。磁铁座包裹可避免磁铁与临近其他元件产生吸附力影响测量结果。旋转拨盘转动到磁铁对应位置时，因磁铁吸附力会自动停止转动，以此保证相同桨叶每次装夹或不同桨叶装夹时初始角度的一致性，有利于提高桨叶测量结果的重复性。

装置的工作方式：