[發明專利]非規則外形導彈質量質心測量裝置

有效

• 申請號: 201410334503.2
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104075845B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 楊洋;張鷹華;李大寨;樊新華;張雷雨
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01M1/12
• 分類號: G01M1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于測控技術領域，具體涉及一種非規則外形導彈質量質心測量裝置。

背景技術

導彈作為現代軍事一項重要尖端武器，其質量和質心位置是兩項重要的設計參數，影響導彈的制導和飛行姿態控制。由于導彈內部結構復雜，質量分布不均，理論計算很難準確地確定其質量及質心位置，不能滿足導彈制導和飛行控制的要求，因此必須對導彈進行實際質量和質心位置測量。

現有的導彈質量質心測量設備多采用多點支撐旋轉法，如圖1所示，測量樣件48通過U型夾具50安裝定位在升降平臺51上，升降平臺51下方安裝有升降機構53與基礎平臺55固連；測量設備工作時，測量樣件48與整個升降平臺51一起在升降機構53作用下共同下降，接觸頭52將正壓力傳遞至壓力傳感器54上，記錄一次傳感器讀數后，轉子49驅動測量樣件48旋轉一定的角度，再次記錄一次傳感器的讀數，根據力矩平衡原理，由測量樣件48旋轉前后壓力傳感器54的讀數構建力平衡與力矩平衡方程即可求得測量樣件48的質量及其在系統坐標系下的質心位置，再通過坐標變換即可求得其在自身坐標系下的質心坐標。由于在測量過程中需要對彈體旋轉，受限于外形結構、空間尺寸及結構強度等因素，此類設備只能應對小尺寸圓截面彈體，無法滿足具備非圓異形截面、大翼展跨度等非規則外形導彈的質量質心測量要求，因此，一套能夠應對具備各類截面形狀和大翼展結構的導彈的質量質心測量裝置亟待研發。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種非規則外形導彈質量質心測量裝置。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種非規則外形導彈質量質心測量裝置，包括：升降支撐單元、傳感器單元、夾具單元、關節測量臂單元；其中，所述的升降支撐單元用于對系統進行升降和支撐，所述的傳感器單元用于對系統的測量參數進行測量，所述的夾具單元用于對測量彈體的裝夾和固定，所述的關節測量臂單元用于對被測彈體裝夾后的位置姿態測量和系統坐標系的標定。

在上述非規則外形導彈質量質心測量裝置中，所述的升降支撐單元主要包括：承重平臺、法蘭座式電動推桿、鉸接座式電動推桿、固定支撐座；其中，系統處于非工作狀態時，承重平臺放置于固定支撐座上，電動推桿處于卸載狀態；系統處于工作狀態時，電動推桿將平臺升起或傾斜，以配合系統完成水平位置和傾斜位置的測量要求。

在上述非規則外形導彈質量質心測量裝置中，所述的傳感器單元主要包括：稱重傳感器、光柵尺、磁柵尺；其中，稱重傳感器安裝在各支點下方的推桿頭部，用于采集系統水平位置和傾斜位置的壓力信號；光柵尺安裝在各個電動推桿的側方，用于反饋各個推桿的推送距離；磁柵尺安裝在測量臂基座上，用于反饋關節測量臂的運動位置。

在上述非規則外形導彈質量質心測量裝置中，所述的夾具單元主要包括：夾具、夾具安裝板、夾具平臺、卡環、夾具驅動電機、制動器；其中，夾具通過夾具安裝板安裝在夾具平臺上，通過夾具驅動電機驅動夾具的開合和縱向裝夾位置的調整，夾具與夾具安裝板之間為可拆卸式螺釘連接，根據彈體各類裝夾截面形狀的裝夾要求更換適合的夾具；卡環根據不同的裝夾截面直徑和形狀設計，用于對彈體的緊定和安全保護；制動器安裝于夾具驅動電機之后，用于對夾具開口位置的固定。

在上述非規則外形導彈質量質心測量裝置中，所述的關節測量臂單元主要包括：關節測量臂、測量臂安裝座、測量臂基座；其中，關節測量臂通過磁力吸盤安裝在測量臂安裝座上，測量臂安裝座可在測量臂基座上自由滑動；需要對彈體標志點測量和坐標系標定時，手動推動測量臂至相應位置即可，其移動的位置坐標由其底部的磁柵尺反饋。

所述的非規則外形導彈質量質心測量裝置的測量原理為：調整各電動推桿使被測彈體及承重平臺位于水平位置，測量承重平臺各個支點的受力，通過受力平衡和力矩平衡原理計算出彈體質量和彈體水平兩個方向上質心坐標位置，再將承重平臺一側的電動推桿伸長一定的長度，使被測彈體及承重平臺繞另一側推桿的頭部鉸點旋轉一定的角度，測量此時各個支點的受力，通過力矩平衡原理計算出彈體高度方向上的質心坐標位置，再通過坐標變換即可求得被測彈體在自身坐標系下的質心坐標位置。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：所述的測量裝置以對平臺的傾斜代替彈體本身的旋轉，避免了由彈體自身外形結構和翼展造成的無法大角度旋轉的問題。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：所述的測量裝置中的夾具與夾具平臺之間設計為可拆分的螺釘連接方式，可根據不同的彈體裝夾截面形狀要求更換不同類型的夾具，以實現各類截面形狀導彈的裝夾。