(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 202210809639.9 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 天津大学 地址 300072 天津市津南区海河教育园雅 观路135号天津大 学北洋园校区 (72)发明人 陈刚　李海宇　林强　冯少武　 (74)专利代理 机构 天津市北洋 有限责任专利代 理事务所 12 201 专利代理师 琪琛 (51)Int.Cl. G01N 3/62(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种原位双轴试验机对中装置和校准方法 (57)摘要 本发明属于测试校准技术领域， 公开了一种 原位双轴试验机对中装置和校准方法， 对中装置 包括电机连接件、 激光仪夹持机构、 激光仪、 固定 平板、 双头螺栓转轴、 转动连接件； 通过不同的连 接构成一维对中模式和二维对中模式， 分别用于 实现两个相对电机轴的共轴线安装和四个电机 轴的共面安装； 校准方法是将对中装置安装在电 机轴之后， 由激光仪发射激光， 激光接收靶识别 激光点位置， 从而进行误差分析； 根据误差分析 以其中一个电机轴为基准， 调整其它三个电机轴 实现对中安装， 最终实现第一电机轴、 第二电机 轴、 第三电机轴、 第四电机轴精准处于同一安装 平面， 且第一电机轴和第三电机轴、 第二电机轴 和第四电机轴精准共轴线， 结构 简单， 操作方便 。 权利要求书4页 说明书9页 附图4页 CN 115184200 A 2022.10.14 CN 115184200 A 1.一种原位双轴试验机对中装置， 其特征在于， 包括电机连接件、 激光仪夹持机构、 激 光仪、 固定平板、 双头螺栓转轴、 转动连接件； 所述电机连接件、 所述激光仪夹持机构和激光 仪连接构成一 维对中模式， 用于实现两个相对电机轴的共轴线安装； 所述电机连接件、 所述 固定平板、 所述双头螺栓转轴、 所述转动连接件、 所述激光仪夹持机构和所述激光仪连接构 成二维对中模式， 用于实现四个电机轴的共面 安装； 所述电机连接件套接在电机轴外部并与电机轴过盈配合， 且所述电机连接件和所述电 机轴通过第一锁死螺 栓固定， 实现所述电机连接件与电机轴同轴连接； 所述激光仪夹持机构包括连接部和夹持部， 所述连接部用于与 所述电机连接件或者所 述转动连接件螺纹连接， 所述夹持部用于实现对所述激光仪的夹持， 所述夹持部外部套有 两个固定卡扣， 通过调节两个所述固定卡扣的松紧程度， 能够将所述激光仪调整为与所述 激光仪夹持机构同轴连接； 所述激光仪所发射激光 能够由安装在其它电机轴上的激光接收靶接收， 所述激光接收 靶与其所连接的所述电机轴同轴设置； 所述激光接 收靶能够识别激光点的位置， 并输出坐 标值用于误差分析； 所述转动连接件与 所述激光仪夹持机构同轴设置， 一端用于在二维对中模式下与 所述 激光仪夹持机构螺纹连接， 另一端用于使双头螺栓转轴穿过； 所述转动连接件能够绕所述 双头螺栓转轴转动， 转动到位后通过第二锁 死螺栓将所述转动连接件和所述双头螺栓转轴 进行固定； 所述双头螺栓转轴穿过所述转动连接件和所述固定平板， 所述双头螺栓转轴两端分别 与手拧螺帽螺纹连接； 两个所述固定平板分别位于两个手拧螺帽与所述转动连接件之间， 并以所述转动连接 件的轴线为中心线对称设置； 所述固定平板与所述电机连接件和所述双头螺栓转轴均为固 定连接； 由此， 所述电机连接件通过两个所述固定平板和所述双头螺栓转轴与转动连接件连 接， 所述转动连接件通过所述激光仪夹持机构与所述激光仪连接， 构成二 维对中模式； 所述 电机连接件直接通过 所述激光仪 夹持机构与所述激光仪连接， 构成一维对中模式。 2.根据权利要求1所述的一种原位双轴试验机对中装置， 其特征在于， 所述电机连接件 为圆柱体， 包括一体连接的空心区段和实心区段； 所述空心区段的端面敞口， 用于套在所述 电机轴外部并与所述电机轴过盈配合； 所述空心区段的侧 壁开设有第一螺纹孔， 所述第一 螺纹孔的轴线沿所述电机连接件的径向设置， 用于安装所述第一锁死螺栓； 所述实心区段 的端面设置有第二螺纹孔和两个第三螺纹孔， 所述第二螺纹孔与所述电机连接件共轴线， 用于在一 维对中模式下连接所述激光仪夹持机构； 两个所述第三螺纹孔对称设置在所述第 二螺纹孔两边， 所述第三螺纹孔的轴线与所述电机连接件的轴线平行， 分别用于连接两个 所述固定平板 。 3.根据权利要求1所述的一种原位双轴试验机对中装置， 其特征在于， 所述第 一锁死螺 栓穿过所述电机连接件开设的第一螺纹孔并进 行螺纹连接， 且所述第一锁死螺栓端部抵顶 于电机轴。 4.根据权利要求1所述的一种原位双轴试验机对中装置， 其特征在于， 所述激光仪夹持 机构的连接部设置有外螺纹， 用于与所述转动连接件或所述电机连接件螺纹连接； 所述激权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115184200 A 2光仪夹持机构的夹持部设置有槽口， 通过槽口实现所述夹持部内径的扩大和回缩， 以实现 对所述激光仪的夹持。 5.根据权利要求1所述的一种原位双轴试验机对中装置， 其特征在于， 所述转动连接件 一端设置有内螺纹， 所述内螺纹用于连接所述激光仪夹持机构； 另一端设置有径向通孔和 两个第四螺纹孔， 所述径向通孔的轴线用于穿过所述双头螺栓转轴； 两个第四螺纹孔分别 设置在所述径向通 孔的两侧， 用于安装所述第二锁死螺 栓。 6.根据权利要求1所述的一种原位双轴试验机对中装置， 其特征在于， 所述双头螺栓转 轴中部为光轴， 用于穿过所述转动连接件和固定平板； 所述双头螺栓转轴两端设置有外螺 纹， 用于安装所述手拧螺帽； 并且所述双头螺栓转轴开设有沿轴向延伸的通长键槽， 用于与 所述固定平板设置的键结构配合连接 。 7.根据权利要求1所述的一种原位双轴试验机对中装置， 其特征在于， 所述第 二锁死螺 栓穿过所述转动连接件并与所述转动连接件螺纹连接， 且端部抵顶于所述双头螺栓转轴； 所述第二锁死螺栓的轴线沿所述转动连接件的径向设置， 并且与所述转动连接件的径向通 孔的轴线相垂直； 两个第二锁死螺 栓以轴线夹角呈180 °设置。 8.根据权利要求1所述的一种原位双轴试验机对中装置， 其特征在于， 所述固定平板包 括平板主体和连接在平板主体一端的连接柱， 所述连接柱的轴线与所述电机连接件的轴线 平行； 所述连接柱设置有外螺纹， 用于与所述电机连接件螺纹连接； 所述平板主体开设有圆 形通孔， 所述圆形通孔用于使所述双头螺栓转轴的端部穿过； 所述圆形通孔内侧设置有键 结构， 所述键结构用于与所述双头 螺栓转轴的键 槽相配合。 9.一种基于权利要求1 ‑8中任一项所述对中装置的原位双轴试验机校准方法， 其特征 在于， 以任一选定的第一电机轴为基准， 调整第二电机轴、 第三电机轴、 第四电机轴实现对 中安装； 其中， 第一电机轴与第三电机轴相对， 第二电机轴与第四电机轴相对； 包括如下步骤： (1)将所述对中装置按照所述一维对中模式安装在第一电机轴上， 并将所述激光接收 靶安装在第三电机轴上； (2)转动所述激光仪夹持机构， 使其带动所述激光仪绕所述电机连接件转动两次， 在所 述激光接收靶上采集三次激光点位置， 得到可接收激 光区域的实际圆心(X0,Y0)和实际直径 D； (3)判断可接收激光区域的实际直径D是否处于误差允许范围之内； 若否， 则进行步骤 (4)； 若是， 则安装在第一电机轴上的所述激光仪与所述第一电机轴的共轴线， 进行步骤 (5)； (4)调整两个所述固定卡扣的松紧程度后， 重复步骤(2)和步骤(3)； (5)此时一维对中模式的对中装置调试完成， 重复步骤(2)； 判断可接收激光区域的实 际圆心(X0,Y0)和实际直径D是否处于误差允许范围之内； 若否， 则进行步骤(6)； 若是， 则第 三电机轴与第一电机轴1的共轴线， 进行步骤(7)； (6)调整第三电机轴的安装位置后， 重复步骤(5)； (7)此时第三电机轴的对中安装完成， 将所述对中装置由一维对中模式调整为二维对 中模式， 并将其 安装于第一电机轴上； (8)转动所述激光仪夹持机构， 使其带动所述激光仪绕所述转动连接件转动两次， 在所权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115184200 A 3