1.一种轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置,所述轴杆的固定端与所述轴系连接,所述轴杆的轴向与所述轴系的轴向垂直,其特征在于,该装置包括:十字滑台、第一电机、第二电机、称重器、倾角传感器及控制器;
所述十字滑台包括X轴滑台和Y轴滑台,所述X轴滑台垂直设置于所述Y轴滑台上;所述第一电机固定于所述Y轴滑台的一端,所述第二电机固定于所述X轴滑台的一端,所述称重器设置于所述X轴滑台的滑块上;所述轴杆的活动端悬挂于所述称重器的下方;所述轴杆平行于所述X轴滑台的运动面;所述X轴滑台的运动面为所述X轴滑台沿所述Y轴滑台运动时扫过的平面;所述倾角传感器固定于所述轴杆上;
所述第一电机、所述第二电机、所述称重器以及所述倾角传感器分别与所述控制器连接。
2.根据权利要求1所述的轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置,其特征在于,所述称重器具体包括:称重传感器、连接线及挂钩;
所述称重传感器固定于所述X轴滑台的滑块的下表面上,所述挂钩通过所述连接线悬挂于所述称重传感器下方;所述轴杆的活动端与所述挂钩连接;所述称重传感器与所述控制器连接。
3.根据权利要求2所述的轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置,其特征在于,所述测量装置还包括:模数转换器及数据采集卡;
所述称重传感器和所述倾角传感器分别与所述模数转换器的输入端连接,所述模数转换器的输出端与所述数据采集卡连接,所述数据采集卡与所述控制器连接。
4.根据权利要求1所述的轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置,其特征在于,所述测量装置还包括:第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关及第四接近开关;
所述第一接近开关固定于所述Y轴滑台的一端,所述第二接近开关固定于所述Y轴滑台的另一端;所述第三接近开关固定于所述X轴滑台的一端,所述第四接近开关固定于所述X轴滑台的另一端;
所述第一接近开关、所述第二接近开关、所述第三接近开关以及所述第四接近开关分别与所述控制器连接。
5.根据权利要求1所述的轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置,其特征在于,所述测量装置还包括:底座、线性滑台及第三电机;
所述线性滑台固定于所述底座上,所述第三电机设置于所述线性滑台的一端;所述十字滑台固定于所述线性滑台的滑块上;
所述第三电机与所述控制器连接。
6.根据权利要求5所述的轴系轴杆转动摩擦力矩的测量装置,其特征在于:所述X轴滑台具体为丝杆滑台,所述Y轴滑台具体为丝杆滑台,所述线性滑台具体为丝杆滑台。
7.一种轴系轴杆转动摩擦力矩的测量方法,所述方法应用于权利要求1-6任一项所述的测量装置,其特征在于,包括:控制轴杆活动端自初始位置向终止位置进行第一运动;
获取称重器在每次所述第一运动中测得的第一质量值;所述第一质量值为所述轴杆活动端经过待测区域时,所述称重器测得的质量值;
获取倾角传感器在每次所述第一运动中测得的第一角度值;所述第一角度值为所述轴杆活动端经过所述待测区域时,所述倾角传感器测得的角度值;
控制所述轴杆活动端自所述终止位置向所述初始位置进行第二运动;
获取所述称重器在每次所述第二运动中测得的第二质量值;所述第二质量值为所述轴杆活动端经过所述待测区域时,所述称重器测得的质量值;
根据公式 计算得到轴杆转动摩擦力矩值F;
其中, θi为所述倾角传感器在所述待测区域内测得的第i个第一角度值;
为所述倾角传感器在所述待测区域内测得的第一角度值的平均值,p为大于0的整数;L为的轴杆长度;g为重力加速度;m1i为称重器测得的第i个第一质量值;m2i为所述称重器测得的第i个第二质量值,n为大于0的整数。
8.根据权利要求7所述的轴系轴杆转动摩擦力矩的测量方法,其特征在于,所述获取称重器在每次所述第一运动中测得的第一质量值,具体包括:获取称重器在一次第一运动过程中测得的多个候选第一质量值;所述多个候选第一质量值为所述轴杆活动端经过所述待测区域时,所述称重器测得的质量值;
将所述多个候选第一质量值中的最大值确定为所述第一质量值;
所述获取所述称重器在每次所述第二运动中测得的第二质量值,具体包括:获取所述称重器在一次第二运动过程中测得的多个候选第二质量值;所述多个候选第二质量值为所述轴杆活动端经过所述待测区域时,所述称重器测得的质量值;
将所述多个候选第二质量值中的最大值确定为所述第二质量值。
9.一种轴系轴杆转动摩擦力矩的测量方法,所述方法应用于权利要求1-6任一项所述的测量装置,其特征在于,包括:控制轴杆活动端自初始位置向终止位置进行第一运动;
获取称重器在一次第一运动过程中测得的多个第一质量值及倾角传感器测得的多个第一角度值;所述多个第一质量值为所述轴杆活动端经过所述待测区域时,所述称重器测得的质量值;所述多个第一角度值为所述轴杆活动端经过所述待测区域时,所述倾角传感器测得的角度值;
控制所述轴杆活动端自所述终止位置向所述初始位置进行第二运动;
获取所述称重器在一次第二运动过程中测得的多个第二质量值;所述多个第二质量值为所述轴杆活动端经过所述待测区域时,所述称重器测得的质量值;
从所述多个第一质量值中确定一个最大第一质量值,从所述多个第二质量值中确定一个最大第二质量值;
根据公式计算得到轴杆转动摩擦力矩值F:
其中, θi为所述倾角传感器在所述待测区域内测得的第i个第一角度值; 为所述倾角传感器在所述待测区域内测得的第一角度值的平均值,p为大于0的整数;L为的轴杆长度;g为重力加速度;m1max为称重器测得的最大第一质量值;m2max为所述称重器测得的最大第二质量值。
10.根据权利要求9所述的轴系轴杆转动摩擦力矩的测量方法,其特征在于,所述控制轴杆活动端自初始位置向待测位置运动,具体包括:获取预设轴杆转速、轴杆长度L、所述轴杆活动端的初始位置坐标及终止位置坐标;
根据所述预设轴杆转速、所述轴杆长度L、所述初始位置坐标以及所述终止位置坐标,通过圆弧插补算法确定第一电机预设转速及第二电机预设转速;
根据所述第一电机预设转速发出控制第一电机运行的控制信号,同时根据所述第二电机预设转速发出控制第二电机运行的控制信号。