[發明專利]用于實現帶翼飛行體質量特性的三維測量機構

有效

• 申請號: 201110061315.3
• 申請日: 2011-03-15
• 公開（公告）號: CN102213633A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 盧志輝;游廣飛;薄悅;孫志揚;費星如;葛靜;張偉偉
• 申請（專利權）人: 鄭州機械研究所
• 主分類號: G01M1/12
• 分類號: G01M1/12;G01M1/10
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術領域

本發明涉及一種測量設備，具體說是涉及一種用于測量帶翼飛行體的質量、三維質心和三維轉動慣量的用于實現帶翼飛行體質量特性的三維測量機構。

背景技術

物體的質量、三維質心和三維轉動慣量的測量多用于各類飛行物體的質量特性參數測量，這些參數的準確測量為物體飛行姿態模擬和理論計算提供重要的基礎參數，同時這些參數也是航空航天、武器系統、工程機械等領域許多零部件和產品的重要評價參數。

目前，物體質量的測量多采用三個以上的稱重傳感器直接測量，取所有的傳感器讀數之和即可。質心的測量方式依據被測對象的外形、測量精度要求，采用的測量方式差異很大，主體結構部分包括立式、臥式、傳感器直接測量、刀口結構、旋轉傳感器結構等等。與本發明結構相近的屬于臥式結構，其橫向質心y_c和z_c的測量通過滾輪旋轉驅動產品轉動進行動態測量而得到，軸向質心x_c的測量是由稱重傳感器讀數和幾何尺寸直接計算得到的。

當前三維轉動慣量的測量是通過水平工裝和豎直工裝來改變被測產品相對于測量設備的姿態實現的，一般需要2-3套工裝共同完成，分別由1-2套水平工裝測量Jy和Jz，豎直工裝測量Jx。

臥式結構對于圓柱體外形的被測產品，可以通過上述方法進行三維質心和三維轉動慣量測量，只是對于轉動慣量測量時需要2-3套工裝和產品多次吊裝，造價高，效率低。尤其是對于帶翼飛行體或復雜外形體測量的情況下，物體改變姿態時效率很低，而且Jy、Jz、Jx的測量轉換顯得尤為繁瑣，?由于無法由滾輪驅動，其質心測量也需2套工裝和2次吊裝，此時要實現一次吊裝裝卡完成全部三維測量，必須在一套工裝上實現三維轉動慣量的測量，而且避免物體變換姿態測量。

綜上所述，目前通過一次吊裝可以實現三維質心和一維轉動慣量的測量，但若是要進行三維質心和三維轉動慣量的測量，至少要兩套工裝才能完成，并且需要進行工裝的起吊轉換，產品的重新放置定位，這樣不但操作繁瑣而且費時費工。

發明內容

本發明的目的正是針對上述現有技術中所存在的不足之處而提供一種用于實現帶翼飛行體質量特性的三維測量機構。

本發明的目的可采用下述技術措施來實現：

本發明的用于實現帶翼飛行體質量特性的三維測量機構包括在其中心部位設置Y向旋轉軸的機座，安裝在Y向旋轉軸下端的用于實現Y向旋轉軸進行周期擺動的扭桿機構，安裝在Y向旋轉軸上端的支撐托板，安裝在支撐托板上方的水平橫梁，通過對稱設置在水平橫梁中部兩側的支撐架以及做周期擺動的Z向中心扭桿機構安裝在水平橫梁上的慣量支架；在水平橫梁底面與機座頂面之間環繞支撐托板周邊設置的多組稱重傳感器以及用于質心、轉動慣量測量轉換的升降機構；在所述慣量支架上設有由旋轉驅動裝置(測量橫向質心時所需的裝置)驅動其轉動的左、右支撐滾輪，以及安放在左、右支撐滾輪上的輔助X軸向做周期擺動的左支撐滾道、右支撐滾道；在慣量支架左端通過連接件以與左支撐滾道共軸線、與Z向中心扭桿機構軸線相垂直的方式設置有做周期擺動的X向中心扭桿機構；用于驅動支撐托板擺動的慣量撥動機構通過撥桿與支撐托板相結合；在X向中心扭桿機構與慣量支架之間設置有用于測量繞X向中心扭桿機構擺動的X向周期測量裝置；在支撐托板與機座之間設置有用于測量支撐托板繞Y向轉軸擺動的周期測量裝置；在支撐托板與慣量支架之間設置有用于測量繞Z向中心扭桿機構中的Z向旋轉軸擺動的Z向周期測量裝置；在支撐托板與慣量支架之間設置有用于限制慣量支架繞Z向旋轉軸作擺動運動的仰俯定位機構。

本發明在所述支撐托板與水平橫梁之間設置有用于實現質心與慣量狀態相互切換的墊板。

本發明的所述的X向中心扭桿機構、Z向中心扭桿機構結構相同；包括支撐座、安裝在支撐座端部的軸承蓋，通過軸承安裝在支撐座中心軸孔內的中空柱形結構的旋轉軸，穿裝在旋轉軸中空腔內的用于轉動慣量測量的彈性元件中心扭桿；所述中心扭桿的一端與軸承蓋相固接，另一端通過以螺紋連接方式旋裝在旋轉軸中空腔端口內的螺柱以及與螺柱內錐孔相配合的套裝在中心扭桿端部的錐套型結構的固定夾與旋轉軸相連接。

其中：所述X向中心扭桿機構的右端通過與軸承蓋相結合的連接柱與左支撐滾道相連接；所述X向中心扭桿機構的左端通過固定套裝在旋轉軸上的固定支座和連接桿件固定在慣量支架的左端。

所述Z向中心扭桿機構以對稱設置的方式安裝在水平橫梁中部兩側的支撐架上，一端通過軸承蓋與慣量支架連接，另一端通過固定套裝在旋轉軸上的固定支座與相應側的支撐架相結合。