[發(fā)明專利]多點布站式質(zhì)心測量裝置及測量方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810061354.5
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108007643A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜晨;陳勉;徐在峰;趙科;王洪鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所
• 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

本發(fā)明公開了一種多點布站式質(zhì)心測量裝置，包括三點測力式質(zhì)心臺、多臺移動式稱重單元以及托架，試件的兩端支撐在托架的圓弧形鋁托上，托架與三點測力式質(zhì)心臺進行緊固連接，多臺移動式稱重單元分別放置于托架底部的支撐位置，移動式稱重單元與托架之間設(shè)置鋼球，形成線接觸，保證移動式稱重單元相對于試件機械坐標系的位置精度。本發(fā)明減小了托架的變形，大幅降低工裝重量，增大有效載荷，充分利用傳感器的高精度工作范圍，同時，提高了測試工裝的通用性，降低測試工裝生產(chǎn)研制成本和周期。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航天器總裝測試技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種針對大型航天器沿長度方向質(zhì)心(縱向質(zhì)心)測試，提高測試能力的測量裝置，以及使用該裝置進行測量的方法，本發(fā)明適用于軌道車輛、火箭箭體等領(lǐng)域中，完成相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)心測試。

背景技術(shù)

目前，大型試件質(zhì)心測試時，主要采用三點測力式質(zhì)心臺。在測量大型試件縱向質(zhì)心時，需要使用質(zhì)量、體積很大的縱向測試工裝，即托架。試件圓柱兩端停放在托架的圓弧形鋁托上。

目前，大型試件縱向質(zhì)心測試方法存在以下問題：

1)三點測力式質(zhì)心臺的承載能力限制：為保證試件質(zhì)心測試精度，特別是橫向質(zhì)心精度，在三點測力式質(zhì)心臺設(shè)計時，優(yōu)先選擇滿足橫向質(zhì)心測量精度的較小量程高精度的秤重傳感器作為敏感元器件，三點測力式質(zhì)心臺承載能力受到一定限制。

2)托架自身質(zhì)量較大：為保證測試精度，必須減小托架兩端變形。因此，托架自重很大，(大約是試件自重的25％～30％)，減小了三點測力式質(zhì)心臺的有效測試能力，產(chǎn)生測試能力不足的困難。

采用其他測試技術(shù)方案，解決這個問題，也存在一些困難和不足。

1)研制更大量程的質(zhì)心臺。選擇大量程高精度的秤重傳感器作為敏感元器件，降低了試件橫向質(zhì)心測試精度。設(shè)備研制投資大，占用大量的總裝場地。

2)柔性測試方案。主要的不足表現(xiàn)為：一是，量程擴展有限，可擴展量程25％；二是，測試現(xiàn)場需要借助精度測量手段，測量可移動的秤重傳感器相對于試件坐標系的位置以及作用力方向等物理參數(shù)，效率低；三是，托架通用性差，不能用于試件慣量測試。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：利用現(xiàn)有三點測力式質(zhì)心臺，測試托架，適當增加高精度移動式稱重單元的數(shù)量，提高質(zhì)心測試裝置的能力130％以上。

本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：

本發(fā)明的多點布站式質(zhì)心測量裝置，包括：三點測力式質(zhì)心臺、多臺移動式稱重單元以及托架，大型試件的兩端支撐在托架的圓弧形鋁托上，托架與三點測力式質(zhì)心臺進行緊固連接，保證了試件的機械坐標系與質(zhì)心臺的位置關(guān)系，其特征在于，多臺移動式稱重單元分別放置于托架底部的支撐位置，移動式稱重單元與托架之間設(shè)置鋼球，形成線接觸，保證移動式稱重單元相對于試件機械坐標系的位置精度。

其中，移動式稱重單元由鋼球、轉(zhuǎn)接板、絲桿升降機和秤重模塊組成，鋼球位于絲桿升降機頂部的轉(zhuǎn)接板上部的球窩里，球心位于絲桿升降機的絲桿軸線上，絲桿升降機底部支撐在秤重模塊的上接口板上，秤重模塊由上接口板、3個搖柱、3個秤重傳感器、3個墊塊、下接口板和保護螺栓組成，上接口板底部設(shè)置三個搖柱，且搖柱底部分別對應(yīng)設(shè)置在3個秤重傳感器上，稱重傳感器底部通過墊塊支撐在下接口板上且三個稱重傳感器的受力點位于同一個圓周上，并且成120°分布，絲桿升降機的絲桿軸線通過圓心，保證從鋼球傳下來的力，通過圓心。

進一步地，上下接口板的側(cè)面通過保護螺栓進行固定連接以對稱重單元結(jié)構(gòu)進行支撐和保護。

進一步地，3個秤重傳感器采用平行排列形式，即秤重傳感器安裝搖柱的位置分別位于秤重傳感器固定螺栓的左、右、左側(cè)。

其中，所述緊固連接是通過定位銷和連接螺栓進行緊固的。