[發(fā)明專利]一種質(zhì)心測量設(shè)備中哥德式溝槽支撐裝置

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• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107356371A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張曉琳;王梅寶;于航;唐文彥;王軍
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)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(wù)所23109
• 代理人: 高志光

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種質(zhì)心測量設(shè)備中哥德式溝槽支撐裝置。

背景技術(shù)

針對火箭、汽車、潛艇等大尺寸物體的質(zhì)心測量，現(xiàn)有的測量技術(shù)主要為靜力矩平衡方法，即采用三個或四個稱重傳感器測量被測產(chǎn)品的重量，通過三個(或四個)稱重傳感器的讀數(shù)及其相對位置關(guān)系計算出待測產(chǎn)品的質(zhì)心位置。

其中三點法測量就是將待測產(chǎn)品安裝于產(chǎn)品托架上，產(chǎn)品托架由三個稱重傳感器支撐，這三個傳感器呈120度均勻分布。通過這三個稱重傳感器的測量數(shù)據(jù)，及其幾何位置關(guān)系，由靜力矩平衡方法可以計算出待測產(chǎn)品的質(zhì)心。

使用這種測量方法時有以下幾點問題：

1、在測量過程中，要求待測產(chǎn)品及產(chǎn)品托架的重量完全由三個稱重傳感器承擔，而不能由其它結(jié)構(gòu)支撐；

2、稱重傳感器受力位置不同，其輸出值不同，因此要求測量時稱重傳感器每次受力位置相同；

3、保證測量時稱重傳感器受垂直于其受力面的力，而不受側(cè)向力的影響，否則會降低測量準確度。

為了解決上述問題，目前采用這種方法進行質(zhì)心測量時傳感器的支撐方式主要采用球窩－球－球窩結(jié)構(gòu)，或球窩－球－平面結(jié)構(gòu)。球窩－球－球窩支撐方式，球窩2固定在稱重傳感器的受力點處，球窩1固定在產(chǎn)品托架上，由于球在球窩中靠重力作用，及幾何形狀影響，理論上可以自動位于球窩底部，實現(xiàn)產(chǎn)品托架自動對中稱重傳感器的設(shè)計的受力點中心。

球窩結(jié)構(gòu)在實際過程中采用三點法或四點法進行測進，由于加工，裝配均不可避免存在誤差，球窩1安裝于產(chǎn)品托架上的位置會與設(shè)計位置有偏差，而稱重傳感器的安裝位置也不能保證是設(shè)計位置，即安裝支架上的三個球窩組成的三角形與三個稱重傳感器上的球窩組成的三角形的形狀、位置不能完全相同，因此不能保證完全對中，此時，由于受力點不位于球窩中心，稱重傳感器承受側(cè)向力，會影響質(zhì)心測量結(jié)果準確性。

另一種常用的支撐方式是三個稱重傳感器均采用球窩－球－平面的支撐方式，此時產(chǎn)品托架在三個球上位置可以任易移動，實現(xiàn)自動對中而消除了側(cè)向力，但會引入一個新的問題就是產(chǎn)品托架位置不固定，每次測量質(zhì)心時均要準確測量產(chǎn)品的基準坐標系，且測量過程不安全，易導(dǎo)致產(chǎn)品托架滑落，所以采用這種方式時往往要加上導(dǎo)向裝置，但若導(dǎo)向裝置受力則又影響了測量準確性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有質(zhì)心測量設(shè)備中的支撐裝置穩(wěn)定性差，影響測量的準確性的問題，進而提出一種質(zhì)心測量設(shè)備中哥德式溝槽支撐裝置。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：

一種質(zhì)心測量設(shè)備中哥德式溝槽支撐裝置包括球下支撐體、球體和上支撐體，下支撐體、球體和上支撐體由下至上依次設(shè)置，下支撐體上端面的中部設(shè)有球面凹槽，上支撐體下端面的中部沿水平方向設(shè)有溝槽，溝槽的槽底為尖端，溝槽的兩側(cè)槽壁均為圓弧形，球體設(shè)置在球面凹槽與溝槽之間。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比包含的有益效果是：

本發(fā)明提出的用于質(zhì)心測量的哥德式溝槽支撐方式，可以自動對心，有效減小質(zhì)心測量中傳感器承受側(cè)向力的問題；且具有完全定位，不會出現(xiàn)測量過程中產(chǎn)品滑落的現(xiàn)象等。該發(fā)明有以下優(yōu)勢：

1、可以實現(xiàn)自動對心，減小測量過程中稱重傳感器承受側(cè)向力，使待測物體的質(zhì)心測量精度最高可達到0.3mm，保證測量的準確性；

2、具有完全定位，避免了測量過程中產(chǎn)品滑落等事故發(fā)生；

3、可以消除球、球窩、溝槽的加工、裝配等誤差的影響，當這些誤差同時存在時，總會存在一個合適的位置使球窩－球－哥德式溝槽完美配合，測量重復(fù)性高；

4、哥德式溝槽法向截面為雙圓弧，與球接觸時為兩點接觸，承重能力優(yōu)于其它方式如球窩－球、柱窩－球等一點接觸，此外，以球窩－球為例，球窩曲率半徑大于球，因此球在球窩中位置不是嚴格唯一，有一定的移動范圍，而哥德式溝槽在法向截面方向與球的位置唯一，不存在間隙，可以提高測量重復(fù)性；

5、三點或四點均采用哥德式溝槽支撐方式的優(yōu)點在于受力相同、磨損承度相同、壽命相同，避免了其它方式，如球窩、錐窩、柱窩、平面等其它組合方式時與球接觸面積不同、受力不同進而壽命不同的情況發(fā)生，設(shè)備整體使用年限可提高45％以上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明受力后接觸區(qū)域的放大示意圖。

具體實施方式