[發明專利]機柜質心柔性測量裝置及實現方法

有效

• 申請號: 201210112582.3
• 申請日: 2012-04-17
• 公開（公告）號: CN102620891A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 武亨亮;莫麗東;劉鵬;李振新
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第五研究院第五一八研究所
• 主分類號: G01M1/12
• 分類號: G01M1/12
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及一種不規則柔性物體質心測量方法及實現裝置，特別是空間站機柜質心測量方法及實現裝置。

背景技術

機柜就是指在空間站內為航天員提供日常生活資源和生存空間及存放各項實驗研究相配套的試驗儀器和設備等有效載荷的硬件設施。隨著我國航天事業的不斷發展，未來幾年將建立自己的空間站，為人類提供一個可長期運行的科學實驗室來進行空間科學、微重力科學、生命科學、工程技術等相關實驗和研究。因此，機柜的用途將不斷擴大，需求也將不斷增加，而隨著空間站有效載荷的不斷變化，機柜的類型也將不斷增加，外型結構也將各不相同。

為了確保機柜安裝完畢后艙體平衡，就要保證每個機柜的質心分布在指定的范圍內，因此，有必要設計一套可以快速檢測機柜質心的方法及實現該方法的裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種操作方便、測量精度高的機柜質心柔性測量裝置。

為實現上述目的，本發明提供的一種機柜質心柔性測量裝置，一種機柜質心柔性測量裝置，包括支撐翻轉機構、對接板和力學傳感器，對接板的一側與支撐翻轉機構連接，力學傳感器分布在對接板的三個點上，這三個點分別是在對接板的頂部中間和對接板底部的左、右兩側；對接板頂部中間安裝一個力學傳感器，對接板底部的左、右兩側的兩個點上安裝的是兩組正交的力學傳感器。

在測量過程中，首先將機柜安裝到對接板的另一側面上，通過調整支撐翻轉機構使機柜分別處于豎直和傾斜兩種裝態，測量機柜豎直和傾斜兩種狀態下的數值，經過計算得出機柜的質心坐標。

同時，本發明還提供了利用上述裝置測量機柜質心的方法，該方法具有測量精度高的特點。

本發明所述的方法，首先求出機柜和對接板組合體在旋轉坐標系的質心，然后再求解出機柜在機柜坐標系中的質心，

具體方法如下：

該方法中的坐標系分別為：旋轉坐標系XOY、機柜坐標系XrOrYr、左側正交力學傳感器坐標系Xs_lOs_lYs_l、右側正交力學傳感器坐標系Xs_rOs_rYs_r；

并做如下規定：

a、對接板豎直狀態記作：???????????????????????????????????????????????；對接板傾斜狀態記作：；

b、對接板上部的力學傳感器沿Y軸方向受力記作：；

c、?對接板底部的左側正交力學傳感器沿Y、Z軸方向受力記作：、；

d、?對接板底部的右側正交力學傳感器沿Y、Z軸方向受力記作：、；

e、旋轉坐標系X軸與力學傳感器坐標系Xs軸之間的距離為；

f、力學傳感器坐標系Os_r、Os_l之間的距離為2X；

兩組正交的力學傳感器沿Y軸方向受力和、受力差為：

????????????????????????????(1)

????????????????????????????(2)

兩組正交的力學傳感器沿Z軸方向受力和、受力差為：

?????????????????????????????(3)

?????????????????????????????(4)

根據機柜和對接板在Y、Z方向受力平衡得：

???????????????????????????(5)?

????????????????????????????????(6)?

由(5)和(6)得出機柜和對接板重量為：

??????????????????????????(7)?

對旋轉坐標系Y軸列出力矩平衡方程為：?

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對正交力學傳感器Xs軸列出力矩平衡方程為：

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