[發(fā)明專利]用于測量物體質(zhì)心位置的測量機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810049622.8
• 申請日: 2008-04-25
• 公開（公告）號: CN101261171A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧志輝;孫志揚(yáng);李祥云;費(fèi)星如;葛靜;薄悅;游廣飛;喬永強(qiáng);陳超;張磊樂;張偉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州機(jī)械研究所
• 主分類號: G01M1/12
• 分類號: G01M1/12
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司
• 代理人: 郭中民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于測量物體質(zhì)心位置的測量機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

物體的質(zhì)心、形心及其質(zhì)心偏移量(質(zhì)心偏移量即質(zhì)心相對于形心的距離，在垂直軸線的平面上投影)的測量多用在空間飛行器上，比如各類彈頭、衛(wèi)星、飛船、空間站的質(zhì)量特性參數(shù)測量等，這些參數(shù)的準(zhǔn)確測量對于提高產(chǎn)品飛行穩(wěn)定性和命中率是必不可少的。而質(zhì)心位置測量是所有質(zhì)量特性測量的重要基礎(chǔ)。

目前測量質(zhì)心多數(shù)采用三個(gè)(或多個(gè))稱重傳感器直接稱量計(jì)算或采用天平刀口原理。

采用傳感器直接測量計(jì)算，簡便快捷，但此時(shí)傳感器的絕對誤差將不可避免的直接影響質(zhì)心位置的測量準(zhǔn)確性。質(zhì)心位置一般偏離形心不遠(yuǎn)，質(zhì)心偏移引起傳感器數(shù)值的變化量與總質(zhì)量的比值決定質(zhì)心偏移量的大小，而這個(gè)變化量相對于物體總體質(zhì)量而言是一個(gè)小值，傳感器對于全部質(zhì)量的測量誤差都將疊加到這個(gè)小值上，所以傳感器直接測量質(zhì)心位置，精度將受到很大制約。

為提高質(zhì)心位置測量靈敏度和精度，采用刀口結(jié)構(gòu)，直接將整體質(zhì)量由刀口承載，在刀口連線的垂直方向布置小量程傳感器用來測量由質(zhì)心偏離引起的偏心力。這樣就提高了測量靈敏度與精度。這就是常用的一維天平式質(zhì)心秤。在此結(jié)構(gòu)上作進(jìn)一步的改進(jìn)，上下布置兩組相互垂直的刀口結(jié)構(gòu)，就可以形成二維天平式質(zhì)心秤。但由于計(jì)算質(zhì)心位置需要總質(zhì)量，所以還需要輔助電子秤進(jìn)行質(zhì)量測量。

本發(fā)明的申請人曾在專利號為00115925.9、公開號為CN1336539、名稱為《用于測量物體質(zhì)心、形心和質(zhì)心偏離量的測量裝置》專利中對上述刀口型質(zhì)心秤進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，采用在一維刀口上放置旋轉(zhuǎn)軸系進(jìn)行二維質(zhì)心測量，便于動態(tài)測量和測量過程自動化。該方法具有結(jié)構(gòu)緊湊、自動化程度高、精度高等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是同樣由于計(jì)算質(zhì)心位置需要總質(zhì)量，所以還需要輔助電子秤進(jìn)行質(zhì)量測量。

很明顯，采用傳感器直接測量，只需單一的機(jī)構(gòu)就可以進(jìn)行質(zhì)量、質(zhì)心測量，但是由于是采用絕對測量的增量值來計(jì)算質(zhì)心偏離，增量值的誤差包含著全量程的誤差，其精度較差。刀口型的質(zhì)心秤，測量的是偏離量引起的數(shù)值，靈敏度與精度明顯提高，但該結(jié)構(gòu)不能稱量總體質(zhì)量，需要采用其他方法測量總質(zhì)量后，才能計(jì)算質(zhì)心位置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種結(jié)構(gòu)更為合理、測量精度高的用于測量物體質(zhì)心位置的測量機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的用于測量物體質(zhì)心位置的測量機(jī)構(gòu)包括機(jī)座，環(huán)繞機(jī)座中垂線以均布方式設(shè)置在機(jī)座上的至少三個(gè)用于測量質(zhì)量、質(zhì)心的稱重傳感器，以懸浮的方式架放在傳感器上的旋轉(zhuǎn)軸系，設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸系上方并與由動力源驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸相固接的旋轉(zhuǎn)托盤。

本發(fā)明中所述旋轉(zhuǎn)軸系通過其外殼上部設(shè)置的水平向外延伸的支撐緣以懸浮的方式架放在傳感器上，且支撐緣通過設(shè)置在底面上的支撐件以點(diǎn)接觸的方式架放在傳感器上。所述旋轉(zhuǎn)軸系的外殼與機(jī)座間不存在水平位移或轉(zhuǎn)動關(guān)系。

本發(fā)明的測量原理及有益效果如下：

由于本發(fā)明的測量機(jī)構(gòu)是將旋轉(zhuǎn)軸系置于傳感器上，可以實(shí)行總體質(zhì)量的稱量；轉(zhuǎn)軸由動力機(jī)構(gòu)驅(qū)動緩慢轉(zhuǎn)動，通過承物盤帶動被測體同步旋轉(zhuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)偏離量的精確測量。若質(zhì)心位置不在旋轉(zhuǎn)軸線上，質(zhì)心將繞旋轉(zhuǎn)軸線作園周運(yùn)動，此時(shí)傳感器讀數(shù)將產(chǎn)生周期性變化，測量一周后將得到最大值與最小值及對應(yīng)的角度，據(jù)此可以計(jì)算出其質(zhì)心位置。最大值與對小值之差是偏離量的兩倍，二者之差是對同一傳感器而言的，又正好把全量程的系統(tǒng)誤差抵消，相當(dāng)于是同一個(gè)傳感器的比對測量，其精度明顯提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視圖。

圖2為圖1的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明以下將結(jié)合實(shí)施例(附圖)作進(jìn)一步描述：

如圖1、2所示，本發(fā)明的用于測量物體質(zhì)心位置的測量機(jī)構(gòu)包括機(jī)座1，環(huán)繞機(jī)座中垂線以均布方式設(shè)置在機(jī)座上的三個(gè)或四個(gè)用于測量質(zhì)量、質(zhì)心的稱重傳感器2，以懸浮的方式架放在傳感器2上的旋轉(zhuǎn)軸系3，設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸系上方并與由動力源5驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸3-1相固接的旋轉(zhuǎn)托盤4。

更具體講本發(fā)明中所述旋轉(zhuǎn)軸系3通過其外殼上部設(shè)置的水平向外延伸的支撐緣3-2以懸浮的方式架放在傳感器2上，且支撐緣3-2通過設(shè)置在底面上的支撐件3-3以點(diǎn)接觸的方式架放在傳感器2上；所述旋轉(zhuǎn)軸系3的外殼與機(jī)座1間不存在水平位移或轉(zhuǎn)動關(guān)系。