[發明專利]一種激光跟蹤測量系統俯仰模塊的配重計算方法

有效

• 申請號: 201910459538.1
• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN110597300B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 陳洪芳;孫若水;李長亮;宋輝旭;石照耀
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種計算激光追蹤測量系統配重模型，其特征在于：該激光跟蹤測量系統的俯仰模塊包括激光頭部分、俯仰連接支架(13)及配重塊組；配重塊組和激光頭部分利用螺栓連接固連在俯仰連接支架(13)上；配重塊組由兩塊配重塊I(14)、配重支撐板(15)、兩塊配重連接板(16)和配重塊II(17)組成，兩塊配重塊I與一塊配重塊II組成配重組；兩塊配重連接板(16)對稱設在配重支撐板(15)兩側，兩塊配重塊I(14)對稱分布在一塊配重連接板(16)兩側，配重塊II(17)設在另一塊配重連接板(16)的一側；

激光頭部分整體重心偏向一側，在俯仰連接支架(13)中設計尾部配重塊重量來平衡激光頭部分的重量；激光跟蹤測量系統的整體機械結構為俯仰模塊(18)；俯仰模塊(18)與俯仰軸電機通過螺栓固定；分別以標準球球心為原點O，水平回轉軸、垂直回轉軸分別為X軸和Z軸，建立O-XYZ坐標系；以XOZ平面為分割面，將整個水平回轉轉動部分分割為俯仰前半部(20)與俯仰后半部(21)；設水平回轉前半部重心點空間坐標為A(x₁，y₁，z₁)，標準球球心為空間坐標系原點O(0，0，0)，水平回轉后半部重心點空間坐標為B(x₂，y₂，z₂)，尾架部分重心點空間坐標為C(x₃，y₃，z₃)，配重塊重心點空間坐標為D(x₄，y₄，z₄)；設回轉前半部質量為m₁，尾架部分質量為m₂，配重塊質量為m₃，水平回轉后半部質量為(m₂+m₃)；重心點B為重心點C與重心點D的合成重心點，且重心點B位于AO直線延長線上；以AB為杠桿，原點O為杠桿支撐點，滿足方程：m₁·|AO|＝(m₂+m₃)·|OB|。

2.一種計算激光追蹤測量系統配重計算方法，其特征在于：

具體步驟如下：

步驟1：繪制激光追蹤測量系統的三維圖，并將三維圖的坐標系與數學模型的坐標系相匹配；以AB為杠桿，原點O為杠桿支撐點，滿足方程：

m₁·|AO|＝(m₂+m₃)·|OB| (1)

步驟2：在三維模型中給全部零件賦予質量或密度，計算出水平回轉前半部重心點空間坐標A(x₁，y₁，z₁)，尾架部分重心點空間坐標為C(x₃，y₃，z₃)，配重塊重心點空間坐標為D(x₄，y₄，z₄)，回轉前半部質量m₁，尾架部分質量m₂；其中配重塊重心點空間坐標中x₄為未知量，需要求解得出，y₄，z₄為已知量；

步驟3：計算AO的直線方程與|AO|、|OB|的長度

步驟4：計算合成重心點B的空間坐標方程

等式右邊中，除m₂與x₄為未知量，其余均為軟件計算得出的已知量；

步驟5：將合成重心點B的空間坐標方程(5)，代入AO直線方程(2)后得到下方程：

根據方程計算得出x₄的具體數值；

步驟6：將合成重心點B的空間坐標方程(5)代入|OB|長度公式(4)后得到下式：

將|AO|長度公式(3)與|OB|長度公式(7)代入杠桿定理方程(1)后得到方程：

根據方程(8)求出配重塊質量m₃。