[發明專利]一種基于力矩平衡原理的軸向質心測量裝置及方法有效
| 申請號： | 201811359750.2 | 申請日： | 2018-11-15 |
| 公開（公告）號： | CN109540387B | 公開（公告）日： | 2020-10-23 |
| 發明（設計）人： | 孫鳳舉;閆磊;白天;王小三;高炳濤 | 申請（專利權）人： | 北京航天計量測試技術研究所;中國運載火箭技術研究院 |
| 主分類號： | G01M1/12 | 分類號： | G01M1/12 |
| 代理公司： | 核工業專利中心 11007 | 代理人： | 任超 |
| 地址： | 100076 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 力矩 平衡 原理 軸向 質心 測量 裝置 方法 | ||
一種基于力矩平衡原理的軸向質心測量裝置及方法，包括一級平臺，一級平臺直接作用在主刀上方，主刀用以支撐一級平臺及其上方的部件并保持平衡；電磁力矩器，用于測量時砝碼粗配后的測量裝置平衡，工裝定位銷與產品定位銷分別用于產品工裝與被測產品的定位；二級平臺布置在一級平臺上方，并繞平臺轉軸在一級平臺上傾斜，墊塊用于支撐二級平臺使其和一級平臺形成固定的傾斜夾角，頂升機構將一級平臺及其上方的部件頂起，從而脫離主刀；二維副刀為配重砝碼提供力點位置。
技術領域
本發明屬于質心測量領域，具體涉及一種基于力矩平衡原理的軸向質心測量裝置及方法。
背景技術
質心是飛行器的重要靜態參數之一，將直接影響到飛行器的飛行姿態，及至影響到系統的命中概率，目前國內外質量質心測試主要采用多點支承稱重法。多支點稱重法的基本測試原理是用三個或更多的稱重傳感器共同支承被測物體，使得各傳感器受力，再結合各傳感器相對基準中心點的位置求矩計算得到。該測試方法較為為簡單，并且可以同時測量出質量和質心參數，但采用這種方法由于受制于傳感器的精度及安裝誤差，一般其準確度也難以達到較高的水平。
發明內容
本發明的目的在于：通過采用力矩平衡的原理實現被測產品軸向質心的高準確度測量。
本發明的技術方案如下：一種基于力矩平衡原理的軸向質心測量裝置，包括一級平臺，一級平臺直接作用在主刀上方，主刀用以支撐一級平臺及其上方的部件并保持平衡；電磁力矩器，用于測量時砝碼粗配后的測量裝置平衡，工裝定位銷與產品定位銷分別用于產品工裝與被測產品的定位；二級平臺布置在一級平臺上方，并繞平臺轉軸在一級平臺上傾斜，墊塊用于支撐二級平臺使其和一級平臺形成固定的傾斜夾角，頂升機構將一級平臺及其上方的部件頂起，從而脫離主刀；二維副刀為配重砝碼提供力點位置。
一種基于力矩平衡原理的軸向質心測量裝置的測量方法，包括以下步驟：
第1步：在頂升機構頂起的狀態下安裝產品工裝，刀子坐標系定義為以主刀的中心點為原點，在水平方向內垂直于二級平臺旋轉軸線的刀線方向定義為Y向；
第2步：安裝完成后降下頂升機構，對產品工裝在Y向進行配平，假設此時Y向配平載荷為dy1；
第3步：啟動頂升機構頂起一級平臺，然后傾斜二級平臺使其繞平臺轉軸旋轉到位，放置墊塊，使二級平臺支撐在墊塊上，保持固定的角度；
第4步：降下頂升機構，對傾斜后的產品工裝進行配平，設此時的Y向配平載荷為dy2；
第5步：啟動頂升機構再次頂起一級平臺，將二級平臺置于水平狀態，安裝被測產品；
第6步：被測產品安裝完成后降下頂升機構，假設Y向的二維副刀的刀點距主刀的刀線水平距離為LY，由三點稱重法測量得到被測產品的質心位置為YG，那么測量時理論上在Y向上的配平質量應為如下的mY；
式中：
M——被測產品的質量，kg；
第7步：采用配重砝碼進行加載，若加載后系統的偏載超出了電磁力矩器的調節能力，則根據偏載方向改變加載載荷，直至系統處于電磁力矩器可控范圍內，設此時實際加載的砝碼為
第8步：啟動電磁力矩器使一級平臺在Y向處于平衡狀態，設由電磁力矩器加載的載荷量折算至二維副刀的刀點位置的載荷量為mY'，則總的配平載荷為因其中包含了用于配平產品工裝的配平載荷dy1，所以實際用于平衡被測產品的載荷為因此被測產品在二級平臺水平狀態下的Y向質心坐標如下式Y1所示；
式中：
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