[發明專利]質心測量中球窩、柱窩、平面相結合的支撐裝置

有效

• 申請號: 201410305090.5
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104034478A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 張曉琳;唐文彥;梁秀杰;王軍;張烈山;劉萬村
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01M1/02
• 分類號: G01M1/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種支撐結構，具體涉及一種大尺寸飛行器質心測量設備的支撐結構。

背景技術

大尺寸飛行器質心測量設備的支撐方式，側向力的問題一直存在，影響測量精度。由多點法的基本原理可知傳感器的輸出值和傳感器受力點位置的測量值直接影響了質量質心的測量結果，所以如何保證傳感器輸出值和傳感器中心受力點位置測量值的準確性成為提高質量質心測量臺測量精度的關鍵因素。傳感器的支撐結構是影響傳感器輸出特性及傳感器受力點位置的關鍵因素。

目前，傳感器支撐方式對質心測量結果的影響，

對于質量質心測量臺來說影響傳感器輸出值精度的主要因素有：

①傳感器數據采集模塊受到電氣干擾，導致采集數據不穩定；

②軟件數據處理不合理，影響測量精度；

③測量支架承重點與傳感器中心受力點未對中，存在側向力，導致測量結果有偏差。

影響傳感器受力點位置測量精度的主要原因有：

①坐標測量設備精度限制；

②測量過程存在人員操作誤差；

③測量支架承重點與傳感器中心受力點未在同一垂線上，測得的承重點位置的橫軸X、縱軸Y方向的坐標不是傳感器中心受力點的橫軸X、縱軸Y方向的坐標。

從上述分析中可以看出，影響精度的因素主要有測量儀器、軟件、電磁干擾、傳感器支撐機構等。儀器的精度問題可以通過更換高精度的儀器解決，軟件處理問題可以通過修改程序提高精度，電磁干擾可以通過屏蔽裝置解決，這些問題出現時都比較容易解決，但是如果承重點與傳感器中心受力點存在未對中問題，則難于解決。因為質量質心測量臺的機械結構體積大，造價高，加工周期長，組裝完成后很難再進行修改，所以在機械加工之前必須根據測量要求嚴謹地論證傳感器支撐結構的機械結構設計原理，精確計算的傳感器支撐結構分布位置和機械加工尺寸，盡可能保證其與傳感器中心點在一條垂線上，減少測量誤差。

目前，基于多點法的質心測量臺上應用較多的測量支架與傳感器的支撐方式是球-球窩支撐法和球-平面支撐法。

球-球窩支撐法：球-球窩支撐結構如圖1-圖2所示，一般由傳感器支撐結構(底座、推力球軸承、軸承座)、傳感器、壓力鋼球座、鋼球和球窩組成，球窩與球的尺寸必須滿足一定的關系，能自由運動，又可以靈敏歸位對心，傳感器底部放置推力球軸承減少傳感器運動時與底座的摩擦。當鋼球發生側向力時，球可以帶動傳感器做水平游動，從而消除側向力，使承重點和傳感器中心受力點對中。

球-球窩支撐結構機械結構較簡單，容易實現，傳感器對中較靈活，能滿足一般的測量要求，應用比較廣泛。但是在實際測量過程中，由于機械結構形變、機械加工精度、安裝調平精度等一些因素的影響，三個傳感器同時水平游動并不靈活，傳感器很難到達自動調整到與承重點對中的理想狀態，對于精度要求較高質量質心測量裝置還是達不到測量要求，并且改進之后精度提高不是很明顯。

球-平面支撐法：球-平面支撐法的結構如圖3所示，由傳感器支撐結構、傳感器、鋼球座和鋼球組成，使用這種支撐方法必須配合導向柱，如圖所示。球-平面支撐法的傳感器直接放置在托盤和底座上，一起固定在測量臺底座上，在測量過程中不能自由水平游動，由于鋼球與測量支架接觸部分為平面，鋼球無約束，為防止測量支架和待測產品側偏，在升降機構的升降桿上安裝導向柱，固定測量支架的位置。

球-平面支撐法中鋼球沒有上球窩的側向力影響，鋼球側滑力小，更容易實現承重點和傳感器中心受力點的對中，機械設計業簡單，容易實現；但是當測量支架發生側偏時，導向柱雖然起到了定位作用，但是也產生了很大的摩擦力，嚴重的影響了傳感器的測量值精度。這種方法在目前的測量中使用的并不多。

發明內容

本發明是為解決現有質心測量的球-球窩支撐法存在傳感器很難達到自動調整到與承重點對中，對中位置精度差以及球平面支撐法存在導向摩擦力大的問題，進而提供一種質心測量中球窩、柱窩、平面相結合的支撐裝置。