1.一种测量转动惯量用的实验装置，其特征在于，包括竖直放置的圆环形支撑架（1），支撑架（1）内安装有一个竖直放置的圆环形第一转动架（2），第一转动架（2）可绕其水平轴线转动并可被固定，第一转动架（2）内安装有一个前后方向的环形第二转动架（3），第二转动架（3）可绕其竖直轴线转动并可被固定，第二转动架（3）内安装有一个水平放置的圆环形第三转动架（4），第三转动架（4）可绕其前后方向的轴线转动并可被固定，第三转动架（4）内安装有固定被测物体（15）的固定装置；

所述的支撑架（1）的下方安装有一个控制箱（5），控制箱（5）内具有控制伺服电机（8）转动并收集控制伺服电机（8）运转数据的主控制器，控制箱（5）表面设置有显示器（6），控制按钮（7）；支撑架（1）与控制箱（5）中间安装有一个伺服电机（8），伺服电机（8）的输出端与支撑架（1）的下端相连，伺服电机（8）内安有减速器，变速箱，角速度测量装置，电压电流传感器。

2.根据权利要求1所述的一种测量转动惯量用的实验装置，其特征在于，所述的支撑架（1）上内壁的左右两侧各固定有一个左右方向水平的固定轴（9），固定轴（9）贯穿第一转动架（2）且与第一转动架（2）之间连接有轴承，第一转动架（2）的外壁上安装有一个连接块（10），连接块（10）上下两端各螺纹连接有一个螺柱（11），螺柱（11）的下端为尖端且可与固定轴（9）接触。

3.根据权利要求1所述的一种测量转动惯量用的实验装置，其特征在于，所述的第一转动架（2）内壁的上下两侧各固定有一个竖直的固定轴（9），固定轴（9）贯穿第二转动架（3）且与第二转动架（3）之间连接有轴承，第二转动架（3）的外壁上安装有一个连接块（10），连接块（10）上下两端各螺纹连接有一个螺柱（11），螺柱（11）的下端为尖端且可与固定轴（9）接触。

4.根据权利要求1所述的一种测量转动惯量用的实验装置，其特征在于, 所述的第二转动架（3）内壁的上下两侧各固定有一个前后方向水平的固定轴（9），固定轴（9）贯穿第三转动架（4）且与第三转动架（4）之间连接有轴承，第三转动架（4）的外壁上安装有一个连接块（10），连接块（10）上下两端各螺纹连接有一个螺柱（11），螺柱（11）的下端为尖端且可与固定轴（9）接触。

5.根据权利要求1所述的一种测量转动惯量用的实验装置，其特征在于, 所述的固定装置包括多个均布在第三转动架（4）内壁上的可调节固定架，每个可调节固定架均包括一个固定在第三转动架（4）上的径向的固定杆（12），每个固定杆（12）内均连接有一个与固定杆（12）轴线重合且可沿固定杆（12）轴线移动的连接杆（13），每个连接杆（13）上均安装有一个与连接杆（13）轴线重合且可沿轴线移动的顶杆（14）。

6.根据权利要求5所述的一种测量转动惯量用的实验装置，其特征在于, 所述的连接杆（13）与固定杆（12）之间通过螺纹连接，顶杆（14）与连接杆（13）之间通过螺纹连接，旋转顶杆（14）或连接杆（13）可实现顶杆（14）或连接杆（13）的轴向移动，可根据被测物体（15）的具体形状，对被测物体（15）进行夹紧。

7.根据权利要求1所述的一种测量转动惯量用的实验装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1），将待测物通过可调节固定架固定在第三转动架（4）上，根据需要测量的转动轴调节第一转动架（2）、第二转动架（3）和第三转动架（4）之间的相对方位（转动架之间可以相互转动），使得需要测量的转动轴和电机输出轴同轴；

2），在调节好需要测量的转动轴的方位后，即，调节好第一转动架（2）、第二转动架（3）和第三转动架（4）之间的相对方位后，可旋转对应的螺栓，使得对应的螺栓的尖端扎入对应的固定轴（9），使得第一转动架（2），第二转动架（3），第三转动架（4）之间无法相对转动；

3），负载启动：控制器控制伺服电机（8）启动，在加速阶段持续测量电机负载时的电压，电流 ，角速度 ，获得其和时间变化曲线，在加速阶段完成后停机，计算负载启动时的转动惯量: ；

4），空载启动：在停机后，将被测物体（15）从可调节固定架上取下，第一转动架（2）、第二转动架（3）和第三转动架（4）之间保持之前测量时的锁死状态，并将可调节固定架恢复到安装被测物时的位置，再次启动伺服电机（8），在加速阶段持续测量电机空载时的电压，电流 ，角速度 ，获得其和时间变化曲线，在加速阶段完成后停机，计算出空载启动时的转动惯量: ；

5），求解被测物体的转动惯量： 。

8.根据权利要求7所述的一种测量转动惯量用的实验装置的方法，其特征在于：所述的步骤3）中计算负载启动时的转动惯量 的公式为：； （1）

；（2）

其中 为负载启动时转动惯量， 为角速度， 为负载启动时电机转矩， 为负载

启动时电机电压， 为负载启动时电机电流， 为综合损耗转矩，通常为常数， 为负载启动角加速度；

根据公式（1）与公式（2）计算出负载启动时转动惯量： 。

9.根据权利要求7所述的一种测量转动惯量用的实验装置的方法，其特征在于：所述的步骤4）中计算空载启动时的转动惯量 的公式为：；（3）

；（4）

其中 为空载启动时转动惯量， 为角速度， 为空载启动时电机转矩， 为空

载启动时电机电压， 为空载启动时电机电流， 为综合损耗转矩，通常为常数， 为空载启动角加速度；

根据公式（3）与公式（4）计算出空载启动时转动惯量： 。

10.根据权利要求7所述的一种测量转动惯量用的实验装置的方法，其特征在于：所述的步骤5）中计算被测物体转动惯量 的公式为：; （5）。