[發(fā)明專利]一種高精度的大型結(jié)構(gòu)件質(zhì)心測量系統(tǒng)以及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410201481.2
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN105092153B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁洋;張琪;嚴(yán)魯濤;王曉暉;楊志鵬;李紅
• 申請（專利權(quán)）人: 天津航天瑞萊科技有限公司;北京強(qiáng)度環(huán)境研究所;中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號: G01M1/12
• 分類號: G01M1/12
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 李臻洋

1.一種高精度的大型結(jié)構(gòu)件質(zhì)心測量系統(tǒng)的測量方法，其特征在于：所述的測量系統(tǒng)包括上位機(jī)、數(shù)據(jù)采集器、信號調(diào)理器、橫梁、連桿、力傳感器、立柱、結(jié)構(gòu)件、底座；所述底座設(shè)置于地面上；若干根所述立柱垂直安裝于底座上；所述橫梁兩端分別與若干根立柱的頂端固定連接；若干個所述連桿上端連接在橫梁下端面；連桿下端與結(jié)構(gòu)件連接；每個連桿分為上下兩段，該上下兩段分別連接在力傳感器的上下端面；所述力傳感器通過信號線與數(shù)據(jù)采集器相連；數(shù)據(jù)采集器通過信號線與信號調(diào)理器連接；所述信號調(diào)理器通過信號線與上位機(jī)連接；

應(yīng)用該測量系統(tǒng)的測量方法，包括以下步驟：

步驟一、保持結(jié)構(gòu)件的z軸沿水平方向放置；

步驟二、將測量系統(tǒng)調(diào)平并靜止穩(wěn)定后，數(shù)據(jù)采集器從2個測量通道a和b處的力傳感器處，采集此時的測力值F_a和F_b；設(shè)2個力傳感器測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差分別為K_a和K_b；

步驟三、根據(jù)力矩平衡原理對整個系統(tǒng)取矩，建立力矩平衡公式；

步驟四、將F_a和F_b，K_a和K_b分別代入力矩平衡公式，可得質(zhì)心位置公式；

步驟五、將結(jié)構(gòu)件翻轉(zhuǎn)180°，數(shù)據(jù)采集器從2個力傳感器處采集此時的測力值F′_a和F′_b，取2個力傳感器測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差分別為K′_a、K′_b；進(jìn)而建立第二組力矩平衡公式；

步驟六、將兩組力矩平衡公式分別化簡，得到真實(shí)的質(zhì)心位置；

步驟七、保持試件的x方向沿水平放置，重復(fù)步驟二至六，獲得x方向上的質(zhì)心位置；

步驟八、保持試件的y方向沿水平放置，重復(fù)步驟二至六，獲得y方向上的質(zhì)心位置。

2.按照權(quán)利要求1所述的一種高精度的大型結(jié)構(gòu)件質(zhì)心測量系統(tǒng)的測量方法，其特征在于：所述測量系統(tǒng)的底座包括四根鑄鐵塊，該四根鑄鐵塊收尾依次垂直相連，形成沿垂直于地面方向自上而下看的“口”字形結(jié)構(gòu)，所述四根鑄鐵彼此之間通過的勾頭螺釘固定連接。

3.按照權(quán)利要求1所述的一種高精度的大型結(jié)構(gòu)件質(zhì)心測量系統(tǒng)的測量方法，其特征在于：所述測量系統(tǒng)的每個連桿包括一組由上螺桿和下螺桿組成的全螺紋螺桿，每個連桿的上螺桿和下螺桿之間只有一個平行的轉(zhuǎn)動自由度；所述每個連桿的上螺桿上端與橫梁下端面之間通過螺紋和螺母限位的裝置連接；所述每個連桿的下螺桿上端與結(jié)構(gòu)件連接。

4.按照權(quán)利要求3所述的一種高精度的大型結(jié)構(gòu)件質(zhì)心測量系統(tǒng)的測量方法，其特征在于：所述測量系統(tǒng)的力傳感器的上端面設(shè)有螺紋接口，該螺紋接口與連桿的上螺桿下端相連；力傳感器下端面也設(shè)有螺紋接口，該螺紋接口與連桿的下螺桿上端相連。

5.按照權(quán)利要求1所述的一種高精度的大型結(jié)構(gòu)件質(zhì)心測量系統(tǒng)的測量方法，其特征在于：所述測量系統(tǒng)的立柱的高度大于等于結(jié)構(gòu)件最大尺寸與連桿高度的總和。

6.按照權(quán)利要求1所述的一種高精度的大型結(jié)構(gòu)件質(zhì)心測量系統(tǒng)的測量方法，其特征在于：所述步驟二中，包括以下步驟：

(1)分別將兩個力傳感器的測量誤差設(shè)定為K_a和K_b；

(2)分別將兩個力傳感器需要測量的真實(shí)值設(shè)定為G_a、G_b；

(3)分別將兩個力傳感器的測量值分別設(shè)定為F_a、F_b；

則，F(xiàn)_a＝G_a·K_a，F(xiàn)_b＝G_b·K_b。