(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210852333.1 (22)申请日 2022.07.20 (71)申请人 株洲时代新材 料科技股份有限公司 地址 412007 湖南省株洲市天元区海天路 18号 (72)发明人 冯万盛　杨军　曹政　何剑　李平　 傅超　 (74)专利代理 机构 株洲湘知 知识产权代理事务 所(普通合伙) 43232 专利代理师 龙懿敏 (51)Int.Cl. G01M 13/04(2019.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种杆端轴承多自由度疲劳及刚度精准测 试的设备 (57)摘要 一种杆端轴承多自由度疲劳及刚度精准测 试的设备， 杆端轴承包括内接头和外接头， 测试 设备包括径向测试机构、 弯曲测试机构和扭转测 试机构， 径向测试机构中设置有纵向转轴、 扭转 测试机构设置有横向转轴； 横向转轴穿过杆端轴 承的内接头， 对杆端轴承进行限位， 纵向转轴的 一端与杆端轴承的外接头固定连接； 弯曲测试机 构通过铰接头与纵向转轴铰接， 扭转测试机构通 过铰接头与横向转轴铰接。 本发 明能提高疲劳试 验过程中弯曲、 扭转与径向刚度的在线测量精度 并实时监控， 径向位移测量采用外置位移传感器 直接测量位移量， 弯曲、 扭转角度测量采用外置 角度传感器直接测量角度， 避免了传统测量方式 中的工装误差 。 权利要求书1页 说明书3页 附图7页 CN 115200862 A 2022.10.18 CN 115200862 A 1.一种杆端轴承多自由度疲劳及刚度精准测试的设备， 杆端轴承包括内接头和外接 头， 其特征在于， 测试设备包括径向测试机构、 弯曲测试机构和扭转测试机构， 径向测试机 构中设置有纵向转轴、 扭转测试机构设置有横向转轴； 横向转轴穿过杆端轴承的内接头， 对 杆端轴承进行限位， 纵向转轴的一端与杆端轴承的外接头固定连接； 弯曲测试机构和扭转 测试机构的一端都设置有铰接头， 且弯曲测试机构通过铰接头与纵向转轴铰接， 扭转测试 机构通过铰接 头与横向转轴铰接 。 2.根据权利要求1所述的一种杆端轴承多自由度疲劳及刚度精准测试的设备， 其特征 在于， 测试设备还包括底板、 反力座和支撑座， 反力座和支撑座都固定连接在底板上， 反力 座上设置有万向接头， 支撑座上开有安装孔， 纵向转轴和横向转轴都从安装孔处穿过两个 以上的支撑座， 支撑座对纵向转轴和横向转轴进行限位。 3.根据权利要求2所述的一种杆端轴承多自由度疲劳及刚度精准测试的设备， 其特征 在于， 径向测试机构、 弯曲测试机构和扭转测试机构中都设置有油缸， 每个油缸的前端和 后 端都设置有活塞杆， 且每 个油缸的后端的活塞杆都与一个支撑座上的万向接 头连接。 4.根据权利要求3所述的一种杆端轴承多自由度疲劳及刚度精准测试的设备， 其特征 在于， 径向测试机构中还设置有力 传感器， 设置在径向测试机构的油缸为径向油缸， 所述力 传感器设置在径向油缸前端的活塞杆与纵向转轴之 间， 能测量杆端轴承在 承受的径向的推 力或径向的拉力。 5.根据权利要求4所述的一种杆端轴承多自由度疲劳及刚度精准测试的设备， 其特征 在于， 径向测试机构 中还设置有位移传感器， 径向测试机构 中还设置有底板上还设置有支 架， 位移传感器安装在支架上， 且位移传感器的一端在径向方向上与杆端轴承相顶， 能测量 杆端轴承在承受径向的推力时产生的位移。 6.根据权利要求3所述的一种杆端轴承多自由度疲劳及刚度精准测试的设备， 其特征 在于， 铰接头包括前铰接头和 后铰接头， 弯曲测试机构的油缸为弯曲油缸， 前铰接头与 弯曲 油缸前端的活塞杆固定连接， 后铰接头与纵向转轴固定连接， 前铰接头与后铰接头铰接在 一起。 7.根据权利要求6所述的一种杆端轴承多自由度疲劳及刚度精准测试的设备， 其特征 在于， 弯曲测试机构 中还设置有弯曲角度传感器和弯曲扭矩传感器， 弯曲角度传感器和弯 曲扭矩传感器都设置在纵向转轴上， 且弯曲角度传感器安装在靠近径向测试机构的油缸的 一端， 弯曲扭矩传感器安装在靠 近杆端轴承的一端。 8.根据权利要求3所述的一种杆端轴承多自由度疲劳及刚度精准测试的设备， 其特征 在于， 铰接头包括前铰接头和 后铰接头， 扭转测试机构的油缸为扭转油缸， 前铰接头与扭转 油缸前端的活塞杆固定连接， 后铰接头与横向转轴固定连接， 前铰接头与后铰接头铰接在 一起。 9.根据权利要求8所述的一种杆端轴承多自由度疲劳及刚度精准测试的设备， 其特征 在于， 扭转测试机构 中还设置有扭转角度传感器和扭转力矩传感器， 扭转角度传感器和扭 转力矩传感器都安装在横向转轴 上； 且扭转力矩传感器安装在靠近杆端轴承的一端， 扭转 角度传感器安装在远离杆端轴承的一端。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115200862 A 2一种杆端轴承多自由度疲劳及刚度精准测试的设 备 技术领域 [0001]本发明涉及 一种杆端轴承的测试工装， 具体涉及 一种杆端轴承的刚度及疲劳实验 测试工装。 背景技术 [0002]刚度变化率是衡量杆端轴承性能的主要指 标， 疲劳试验过程中监测产品刚度变化 率是十分必 要的。 目前国内监测方法主要有两种： 一是试验过程中拆卸 产品检测刚度， 操作 复杂； 二是直接通过直接读取力和位移及算刚度， 但该 方法精度低。 发明内容 [0003]本发明要解决的技术问题是： 如何在对杆端轴承进行疲劳试验的同时， 对杆端轴 承的刚度进行精确的测量。 [0004]针以上述问题， 本发明提出的技术方案是： 一种杆端轴承多自由度疲劳及刚度精 准测试的设备， 杆端轴承包括内接头和外接头， 测试设备包括径向测试机构、 弯曲测试机构 和扭转测试机构， 径向测试机构中设置有纵向转轴、 扭转测试机构设置有横向转轴； 横向转 轴穿过杆端轴承的内接头， 对杆端轴承进行限位， 纵向转轴的一端与杆端轴承的外接头固 定连接； 弯曲测试机构和扭转测试机构的一端都设置有铰接头， 且弯曲测试机构通过铰接 头与纵向转轴铰接， 扭转测试机构通过铰接 头与横向转轴铰接 。 [0005]优选的， 测试设备还包括底板、 反力座和支撑座， 反力座和支撑座都固定连接在底 板上， 反力座上设置有万向接头， 支撑座上开有安装孔， 纵向转轴和横向转轴都从安装孔处 穿过两个以上的支撑座， 支撑座对纵向转轴和横向转轴进行限位。 [0006]优选的， 径向测试机构、 弯曲测试机构和扭转测试机构中都设置有油缸， 每个油缸 的前端和 后端都设置有活塞杆， 且每个油缸的后端的活塞杆都与一个支撑座上的万向接头 连接。 [0007]优选的， 径向测试机构中还设置有力传感器， 设置在径向测试机构的油缸为径 向 油缸， 所述力传感器设置在径向油缸前端的活塞杆与纵向转轴之间， 能测量杆端轴承在承 受的径向的推力或径向的拉力。 [0008]优选的， 径向测试机构中还设置有位移传感器， 径 向测试机构中还设置有底板上 还设置有支架， 位移传感器安装在支架上， 且位移传感器的一端在径向方向上与杆端轴承 相顶， 能测量杆端轴承在承受径向的推力时产生的位移。 [0009]优选的， 铰接头包括前铰接头和后铰接头， 弯曲测试机构的油缸为弯曲油缸， 前铰 接头与弯曲油缸前端的活塞杆固定连接， 后铰接头与纵向转轴固定连接， 前铰接头与后铰 接头铰接在一 起。 [0010]优选的， 弯曲测试机构中还设置有弯曲角 度传感器和弯曲扭矩传感器， 弯曲角 度 传感器和弯曲扭矩传感器都设置在纵向转轴上， 且弯曲角度传感器安装在靠近径向测试机 构的油缸的一端， 弯曲扭矩传感器安装在靠 近杆端轴承的一端。说　明　书 1/3 页 3 CN 115200862 A 3