[發明專利]一種天平加載頭位姿檢測裝置

有效

• 申請號: 201610910346.4
• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號: CN107063082B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 江孝國;李洪;楊興林;王遠;楊國君;龍全紅;張小丁;李一丁;蔣薇;李偉峰
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01B11/00;G06T7/00;G06K9/32;G06K9/62
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 馮龍

本發明公開了一種天平加載頭位姿檢測裝置，所述裝置包括：指示光源、位置探測結構，所述指示光源安裝在待檢測天平加載頭上表面，所述位置探測結構包括：指示光斑照射靶面、光學成像系統、位置探測器，所述指示光斑照射靶面開設有中心孔，所述位置探測器的端面設有開口，所述開口中心線與所述中心孔中心線重合，所述位置探測器固定在所述指示光斑照射靶面的背面，所述光學成像系統位于所述指示光斑照射靶面的正面前方，實現了利用本申請中的裝置加載頭位置姿態的大范圍變化監測與復位位置姿態附近的高精密檢測可以同時進行，并滿足了加載頭位置姿態檢測的大范圍、高精度測量要求。

技術領域

本發明涉及風洞試驗所用天平校正系統領域，具體地，涉及一種天平加載頭位姿檢測裝置。

背景技術

力學天平是風洞實驗中用來測量物體在風洞中受力情況及形變的一種重要測量儀器，在實驗前一般需要對其進行校正以獲得其輸出信號與受力情況及形變間的關系，從而研究物體在風洞中的空氣動力學特性。對天平進行校正有多種結構及系統形式，其中一種是復位校正系統。這種校正系統的特點是先將加載頭置于一種平衡狀態（或初始狀態），再在天平的受力裝置上施加各種力來模仿物體可能的受力情況，并要求此時將天平的位置姿態以高精度的要求恢復到初始的平衡狀態，則最終施加在天平上的各種力代表了受力的狀態，并以此校正天平各種輸出信號。在這個過程中，還要求不對加載頭的復位工作產生額外影響，最好采用非接觸方式。在這個過程中，由于力的施加及復位過程是一個復雜的變化過程，而復位過程是一個動態的姿態測量、反饋控制過程，存在調節能力不足、控制失誤等可能，這將導致天平的姿態發生變化甚至非常大的變化，并超出常規的測量范圍，因此天平加載頭的位置姿態如何在較大的范圍內進行檢測及達到較高的檢測精度要求等成為一個重要的問題。

綜上所述，本申請發明人在實現本申請發明技術方案的過程中，發現上述技術至少存在如下技術問題：

在現有技術中，現有的平加載頭位姿檢測裝置，存在無法同時進行加載頭位置姿態的大范圍變化監測與復位位置姿態附近的高精密檢測的技術問題。

發明內容

本發明提供了一種天平加載頭位姿檢測裝置，解決了現有的天平加載頭位姿檢測裝置所存在無法同時進行加載頭位置姿態的大范圍變化監測與復位位置姿態附近的高精密檢測的技術問題，實現了利用本申請中的天平裝置加載頭位置姿態的大范圍變化監測與復位位置姿態附近的高精密檢測可以同時進行，并滿足了加載頭位置姿態檢測的大范圍、高精度測量要求。

為解決上述技術問題，本申請提供了一種天平加載頭位姿檢測裝置，所述裝置包括：

指示光源、位置探測結構，所述指示光源安裝在待檢測天平加載頭上表面， 所述位置探測結構包括：指示光斑照射靶面、光學成像系統、位置探測器，所述指示光斑照射靶面開設有中心孔，所述位置探測器的端面設有開口，所述開口中心線與所述中心孔中心線重合，所述位置探測器固定在所述指示光斑照射靶面的背面，所述光學成像系統位于所述指示光斑照射靶面的正面前方。

其中，當安裝在待檢測天平加載頭上的指示光源發出光后照射在指示光斑照射靶面上，當照射在指示光斑照射靶面的非中心孔區域時，光學成像系統利用光線在靶面上的反射光進行成像，通過對光斑圖像的處理完成加載頭位置姿態的大范圍變化測量及監測；當光線穿過中心孔時，則會直接在位置探測器上進行成像，由于探測器的高分辨力，從而利用位置探測器可以實現對復位位置姿態進行高精密檢測的要求。