(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 202210545125.7 (22)申请日 2022.05.19 (71)申请人 南京航空航天大 学 地址 210016 江苏省南京市秦淮区御道街 29号 (72)发明人 杨凯杰　袁杰　孔犇犇　邹燚涛　 王建功　杨博霄　周晓丽　蒋彦龙　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 张弛 (51)Int.Cl. G01L 5/00(2006.01) G01N 1/28(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/20(2006.01)G01N 3/32(2006.01) B64F 5/60(2017.01) (54)发明名称 一种高压下球形接头启动力矩测试装置与 方法 (57)摘要 本发明公开了一种高压下球形接头启动力 矩测试装置与方法， 包括固定模块、 试验件模块、 导轨模块、 作动模块、 滑动模块； 试验件模块包括 固定管部、 活动管部、 球形接头； 导轨模块包括应 力平衡装置、 弧形导轨； 滑动模块包括滚轮、 激光 测距仪、 挡板、 滑轨； 固定管部、 活动管部、 球形接 头的中轴线均处于同一水平面； 作动模块沿竖直 方向运动， 应力平衡装置于弧形导轨上滑动使活 动管部带动球形接头的中轴线相对固定管部的 中轴线发生偏转； 应力平衡装置上还设有激光角 度仪， 激光角度仪测量试验过程中偏转角度； 滚 轮于滑轨内滑动， 激光测距仪测量测量试验前后 挡板与滚轮的距离。 本发明能够实现在高压工况 下准确测量出球形接 头启动力矩。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 114993534 A 2022.09.02 CN 114993534 A 1.一种高压下球形接头启动力矩测试装置， 其特征在于， 包括： 固定模块(1)、 试验件模 块(2)、 导轨模块(3)、 作动模块(4)、 滑动模块(5)； 固定模块(1)用于固定试验件模块(2)与 导轨模块(3)； 试验件模块(2)包括固定管部(201)、 活动管部(203)、 连接固定管部(201)与 活动管部(203)的球形接头(202)； 导轨模块(3)包括应力平衡装置(301)、 弧形导轨(302)； 作动模块(4)包括疲劳机(401)、 连接装置(402)； 滑动模块(5)包括滚轮(501)、 激光测距仪 (502)、 挡板(5 03)、 滑轨(5 04)； 活动管部(203)的一端与应力平衡装置(301)连接， 应力平衡装置(301)滑设于弧形导 轨(302)上； 疲劳机(401)与连接装置(402)的一端连接， 连接装置(402)的另一端套固有滚 轮(501)、 激光测 距仪(502)； 挡板(503)固定于活动管部(203)靠近球形接头(202)的一端； 滑轨(504)沿活动管部(203)长度方向设置， 滑轨(504)底部固定于活动管部(203)远离球形 接头(202)的一端， 滑轨(5 04)顶部套设于滚轮(5 01)上， 滚轮(5 01)位于滑轨(5 04)内滑动； 固定管部(201)、 球形接头(202)、 活动管部(203)同轴连接时， 疲劳机(401)带动连接装 置(402)沿竖直方向运动， 应力平衡装置(301)于弧形导轨(302)上滑动使活动管部(203)带 动球形接头(202)的中轴线相对固定管部(201)的中轴线发生偏转； 应力平衡装置(301)上 还设有激光角度仪(303)， 激光角度仪(303)用于测量试验过程中球形接头(202)的中轴线 相对固定管部(201)的中轴线的偏转角度； 滚轮(501)于滑轨(504)内滑动， 激光测距仪 (502)用于测量测量试验前后挡板(5 03)与滚轮(5 01)的距离 。 2.根据权利要求1所述的高压下球形接头启动力矩测试装置， 其特征在于， 固定模块 (1)包括端部固定装置(101)、 中部固定装置(102 )、 尾部固定装置(103)、 水平实验台架 (104)； 端部固定装置(101)、 中部固定装置(102)、 尾部固定装置(103)均固定于水平实验台 架(104)上； 固定管部(201)的一端与端部固定装置(101)连接， 弧形导轨(302)与尾部固定 装置(103)连接； 中部固定装置(102)的顶部套固于固定管部(201)外围。 3.根据权利要求1所述的高压下球形接头启动力矩测试装置， 其特征在于， 连接装置 (402)的另一端呈倒T字形， 倒T字形的宽 部套固有滚轮(5 01)与激光测距仪(5 02)。 4.根据权利要求3所述的高压下球形接头启动力矩测试装置， 其特征在于， 所述滚轮 (501)的数量为两个， 两个滚轮(501)分别套 固于倒T字形宽部的两端； 滑轨(504)包括套接 部(505)、 与套接部(505)顶部固连且沿活动管部(203)长度方向设置的滑轨部(506)， 滑轨 部(506)包括第一滑轨部、 第二滑轨部； 套接部(505)套 固于活动 管部(203)上； 第一滑轨部 套设于一个滚轮上， 该滚轮位于第一滑轨部内沿活动中空管部(203)长度方向滑动； 第二滑 轨部套设于另一个滚轮上， 该滚轮位于第二滑轨 部内沿活动中空管部(20 3)长度方向滑动。 5.根据权利要求2所述的高压下球形接头启动力矩测试装置， 其特征在于， 包括： 所述 尾部固定装置(103)开设插口， 弧形导轨(302)远离应力平衡装置(301)的一侧设有与插口 匹配的凸块， 弧形导轨(3 02)通过凸块与插口 的匹配与尾部固定装置(10 3)连接。 6.根据权利要求1所述的高压下球形接头启动力矩测试装置， 其特征在于， 活动管部 (203)的另一端与应力平衡装置(3 01)嵌套连接 。 7.一种利用权利要求1至权利要求6任一所述系统的高压下球形接头启动力矩测试方 法， 其特征在于， 包括以下步骤： (1)测量实验前， 测量挡板与距离球形接 头的距离， 记为 L； (2)对试验 件模块进行冲压操作， 使试验 件模块内部充满高压气体；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114993534 A 2(3)设定预设位移值， 操作疲劳机带动中空管部沿竖直方向移动预设位移值； 操作完成 后， 通过激光角度仪获取球形接头的中轴线相对固定管部的中轴线的偏转角度α， 通过激光 测距仪获取操作结束后挡板与滚轮的最终距离L1 ′； (4)通过球形接 头的力矩计算公式得 出球形接 头的启动力矩； 所述计算公式： M＝F·cosα·(L+L1′) 式中， M表示启动力矩； F为 疲劳机带动中空管部运动施加的作用力大小。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114993534 A 3