本发明专利技术属于质心测量技术，涉及一种标准质心样件质心位置二维测量装置和测量方法。本发明专利技术的测量装置包括主梁(1)、4个带刀承升降机构的立柱(2)、4个传感器(3)、4个配平砝码组件(4)、2个V型块(5)、4个天平边刀(6)、4个支点刀(7)，4个支点刀盒(10)、4个支点刀承(11)和调平底座(9)。本发明专利技术的测量步骤是：建立三维坐标系；加载；X方向加载测量；计算标准质心样件的质心在X方向的坐标ΔL1；Y方向加载测量；计算标准质心样件的质心在Y方向的坐标ΔL2；Z方向加载测量；计算标准质心样件的质心在Z轴方向的坐标ΔL3。本发明专利技术无需在周期检定时拆卸称重传感器或测力传感器，避免了因拆装操作导致其位置会发生变化；改进了称重传感器或测力传感器的接触面，方便了确定其实际支撑点的位置，提高了测量准确度。
【技术实现步骤摘要】
一种标准质心样件质心位置二维测量装置和测量方法
本专利技术属于质心测量技术，涉及一种标准质心样件质心位置二维测量装置和测量方法。
技术介绍
质心的测量无处不在，例如航空领域先进飞行器、机载导弹、发动机等质心参数的准确测量直接影响到飞行器的姿态控制、导弹发射的命中率和发射后飞机姿态、发动机的振动等。目前国内测量精度较高的质心测量设备大多基于多点支撑法，采用的校准方法多为分参数溯源，其中称重传感器或者力传感器通过拆卸后送检；测量装置的几何测量部分通过使用几何测量仪器进行现场校准。这样的分参数溯源存在几点不足：首先、称重传感器或测力传感器在周期检定时需要拆卸，周期检定结束后重新安装，导致其位置会发生变化；其次、称重传感器或测力传感器的接触面为球面，其实际支撑点的位置难以确定，限制了其测量准确度。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提出一种标准质心样件质心位置二维测量装置和测量方法，无需在周期检定时拆卸称重传感器或测力传感器，避免因拆装操作导致其位置会发生变化；改进称重传感器或测力传感器的接触面，方便确定其实际支撑点的位置，提高测量准确度。本专利技术的技术方案是：一种标准质心样件质心位置二维测量装置，其特征在于：它包括主梁1、4个带刀承升降机构的立柱2、4个传感器3、4个配平砝码组件4、2个V型块5、4个天平边刀6、4个支点刀7，4个支点刀盒10、4个支点刀承11和调平底座9；调平底座9是一个带有调平地脚的平台；所述4个带刀承升降机构的立柱2分布在一个矩形四条边的中点处，每个带刀承升降机构的立柱2底端通过螺钉固定在所述调平底座9上，每个带刀承升降机构的立柱2的顶端固定有一个土字头部件，用于固定支点刀承11，所述支点刀承11用粘合剂固定在土字头部件的凹槽内，4个支点刀承11为两两共线十字交叉；所述的主梁1是一个具有长方体外形的、上端口敞开的盒子，在主梁1四个侧壁的中上部各有一个边刀6，在每个边刀6上通过粘接在配平砝码组件顶部的吊耳吊挂一个配平砝码组件4；所述的主梁1四个侧壁的中上部、边刀6的下面有一个刀盒10，在刀盒10内有一个支点刀7，每个支点刀7与相对应的带刀承升降机构的立柱2上的支点刀承11相配合；在每个带刀承升降机构的立柱2的侧面上、朝向主梁1的位置有一个水平的台阶面2a，四个台阶面2a共面；当刀承升降机构处于卸载位置时，支点刀承11下沉，主梁1盒底的下表面与台阶面2a贴合，支点刀承11与支点刀7处于分离状态；当刀承升降机构处于加载位置时，支点刀承11上升，主梁1的底面与台阶面2a脱离，支点刀承11与支点刀7处于接触状态；主梁1沿长度方向两侧的支点刀7的刀刃位于主梁1沿宽度方向的垂直中心平分面内，主梁1沿宽度方向两侧的支点刀7的刀刃位于主梁1沿长度方向的垂直中心平分面内；主梁1沿长度方向两侧的支点刀7的刀刃共线，主梁1沿宽度方向两侧的支点刀7的刀刃共线，主梁1沿长度方向两侧的支点刀7的刀刃所在的直线与主梁1沿宽度方向两侧的支点刀7的刀刃在的直线正交，该正交点称为刀刃正交点；在主梁1盒底的上表面上沿主梁1长度方向固定着两个V型块5，两个V型块5上V型槽的中心平分面共面，V型槽的中心平分面与主梁1沿宽度方向的垂直中心平分面共面，两个V型块5外端面的距离与标准质心样件的长度相等，两个V型块5相对于主梁1盒底上表面的中心垂线对称，刀刃正交点位于主梁1盒底上表面的中心垂线上；V型槽底角α＝90°～120°，当标准质心样件位于两个V型块5的V型槽内时，标准质心样件的端面与V型块5的外端面共面；当刀承升降机构处于加载位置时，标准质心样件的轴线位于下述平面内，该平面是主梁1沿长度方向两侧的支点刀7的刀刃所在的直线与主梁1沿宽度方向两侧的支点刀7的刀刃在的直线所决定的平面；此时，标准质心样件的几何中心点位于上述主梁1盒底上表面的中心垂线上。一种标准质心样件质心位置的测量方法，其特征在于：使用如上面所述的标准质心样件质心位置二维测量装置进行测量，测量的步骤如下：1、建立三维坐标系：以上述刀刃正交点为原点，以主梁1沿长度方向两侧的支点刀7的刀刃所在的直线为X轴，右方为X轴正方向；以主梁1沿宽度方向两侧的支点刀7的刀刃所在的直线为Y轴，前方为Y轴正方向；按照右手法则确定Z轴，上方为Z轴正方向；2、加载:将标准质心样件置于主梁1底面上的个两个V型块5的V型槽内，标准质心样件端面与V型块5外端面共面，则标准质心样件的几何中心点位于上述坐标系原点上，其轴线与上述坐标系X轴重合；3、X方向加载测量：开启X方向的二维质心测量装置，使带刀承升降机构的立柱2位于加载位置，支点刀承11与支点刀7处于接触状态，通过传感器3测量主梁1的偏移量，通过配平砝码4产生的力矩补偿标准质心样件的重力矩使主梁偏移量为0；4、计算标准质心样件的质心在X方向的坐标ΔL1：其中，ΔL1：X方向质心位置偏移量；W：标准质心样件质量；m1：砝码配平机构右侧X方向砝码的质量；m2：砝码配平机构左侧X方向砝码的质量；L1：测量系统横梁X方向右臂长；L2：测量系统横梁X方向左臂长；5、Y方向加载测量：开启Y方向的二维质心测量装置，使带刀承升降机构的立柱2位于加载位置，支点刀承11与支点刀7处于接触状态，通过传感器3测量主梁1的偏移量，通过配平砝码4产生的力矩补偿标准质心样件的重力矩使主梁偏移量为0；6、计算标准质心样件的质心在Y方向的坐标ΔL2：其中，ΔL2：Y方向质心位置偏移量；W：标准质心样件质量；m3：砝码配平机构Y方向右侧砝码的质量；m4：砝码配平机构Y方向左侧砝码的质量；L3：测量系统横梁Y方向右臂长；L4：测量系统横梁Y方向左臂长；7、Z方向加载测量：将标准质心样件沿其轴心旋转90°，此时，旋转前的Z轴变为旋转后的Y轴，定义旋转后的Y轴为新Y轴；开启Y方向的二维质心测量装置，使带刀承升降机构的立柱2位于加载位置，支点刀承11与支点刀7处于接触状态，通过传感器3测量主梁1的偏移量，通过配平砝码4产生的力矩补偿标准质心样件的重力矩使主梁偏移量为0；8、计算标准质心样件的质心在Z轴方向的坐标ΔL3：其中，ΔL3：Z方向质心位置偏移量；W：标准质心样件质量；m5：砝码配平机构Z方向右侧砝码的质量；m6：砝码配平机构Z方向左侧砝码的质量；L3：测量系统横梁Z方向右臂长；L4：测量系统横梁Z方向左臂长。本专利技术的优点是：提出了一种标准质心样件质心位置二维测量装置和测量方法，无需在周期检定时拆卸称重传感器或测力传感器，避免了因拆装操作导致其位置会发生变化；改进了称重传感器或测力传感器的接触面，方便了确定其实际支撑点的位置，提高了测量准确度。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图中，纸内方向为前方，纸外方向为后方，上下左右方向不变。图2是图1的侧视图。图3是本专利技术的测量原理示意图。具体实施方式下面对本专利技术做进一步详细说明。参见图1至图2，一种标准质心样件质心位置二维测量装置，其特征在于：它包括主梁1、4个带刀承升降机构的立柱2、4个传感器3、4个配平砝码组件4、2个V型块5、4个天平边刀6、4个支点刀7，4个支点刀盒10、4个支点刀承11和调平底座9；调平底座9是一个带有调平地脚的平台；所述4个带刀承升降机构的立柱2分布在一个矩形四条边的中点处，每个带刀承升降机构的立柱2底端通过螺钉本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种标准质心样件质心位置二维测量装置，其特征在于：它包括主梁(1)、4个带刀承升降机构的立柱(2)、4个传感器(3)、4个配平砝码组件(4)、2个V型块(5)、4个天平边刀(6)、4个支点刀(7)，4个支点刀盒(10)、4个支点刀承(11)和调平底座(9)；调平底座(9)是一个带有调平地脚的平台；所述4个带刀承升降机构的立柱(2)分布在一个矩形四条边的中点处，每个带刀承升降机构的立柱(2)底端通过螺钉固定在所述调平底座(9)上，每个带刀承升降机构的立柱(2)的顶端固定有一个土字头部件，用于固定支点刀承(11)，所述支点刀承(11)用粘合剂固定在土字头部件的凹槽内，4个支点刀承(11)为两两共线十字交叉；所述的主梁(1)是一个具有长方体外形的、上端口敞开的盒子，在主梁(1)四个侧壁的中上部各有一个边刀(6)，在每个边刀(6)上通过粘接在配平砝码组件顶部的吊耳吊挂一个配平砝码组件(4)；所述的主梁(1)四个侧壁的中上部、边刀(6)的下面有一个刀盒(10)，在刀盒(10)内有一个支点刀(7)，每个支点刀(7)与相对应的带刀承升降机构的立柱(2)上的支点刀承(11)相配合；在每个带刀承升降机构的立柱(2)的侧面上、朝向主梁(1)的位置有一个水平的台阶面(2a)，四个台阶面(2a)共面；当刀承升降机构处于卸载位置时，支点刀承(11)下沉，主梁(1)盒底的下表面与台阶面(2a)贴合，支点刀承(11)与支点刀(7)处于分离状态；当刀承升降机构处于加载位置时，支点刀承(11)上升，主梁(1)的底面与台阶面(2a)脱离，支点刀承(11)与支点刀(7)处于接触状态；主梁(1)沿长度方向两侧的支点刀(7)的刀刃位于主梁(1)沿宽度方向的垂直中心平分面内，主梁(1)沿宽度方向两侧的支点刀(7)的刀刃位于主梁(1)沿长度方向的垂直中心平分面内；主梁(1)沿长度方向两侧的支点刀(7)的刀刃共线，主梁(1)沿宽度方向两侧的支点刀(7)的刀刃共线，主梁(1)沿长度方向两侧的支点刀(7)的刀刃所在的直线与主梁(1)沿宽度方向两侧的支点刀(7)的刀刃在的直线正交，该正交点称为刀刃正交点；在主梁(1)盒底的上表面上沿主梁(1)长度方向固定着两个V型块(5)，两个V型块(5)上V型槽的中心平分面共面，V型槽的中心平分面与主梁(1)沿宽度方向的垂直中心平分面共面，两个V型块(5)外端面的距离与标准质心样件的长度相等，两个V型块(5)相对于主梁(1)盒底上表面的中心垂线对称，刀刃正交点位于主梁(1)盒底上表面的中心垂线上；V型槽底角α＝90°～120°，当标准质心样件位于两个V型块(5)的V型槽内时，标准质心样件的端面与V型块(5)的外端面共面；当刀承升降机构处于加载位置时，标准质心样件的轴线位于下述平面内，该平面是主梁(1)沿长度方向两侧的支点刀(7)的刀刃所在的直线与主梁(1)沿宽度方向两侧的支点刀(7)的刀刃在的直线所决定的平面；此时，标准质心样件的几何中心点位于上述主梁(1)盒底上表面的中心垂线上。...
【技术特征摘要】
1.一种标准质心样件质心位置二维测量装置，其特征在于：它包括主梁(1)、4个带刀承升降机构的立柱(2)、4个传感器(3)、4个配平砝码组件(4)、2个V型块(5)、4个天平边刀(6)、4个支点刀(7)，4个支点刀盒(10)、4个支点刀承(11)和调平底座(9)；调平底座(9)是一个带有调平地脚的平台；所述4个带刀承升降机构的立柱(2)分布在一个矩形四条边的中点处，每个带刀承升降机构的立柱(2)底端通过螺钉固定在所述调平底座(9)上，每个带刀承升降机构的立柱(2)的顶端固定有一个土字头部件，用于固定支点刀承(11)，所述支点刀承(11)用粘合剂固定在土字头部件的凹槽内，4个支点刀承(11)为两两共线十字交叉；所述的主梁(1)是一个具有长方体外形的、上端口敞开的盒子，在主梁(1)四个侧壁的中上部各有一个边刀(6)，在每个边刀(6)上通过粘接在配平砝码组件顶部的吊耳吊挂一个配平砝码组件(4)；所述的主梁(1)四个侧壁的中上部、边刀(6)的下面有一个刀盒(10)，在刀盒(10)内有一个支点刀(7)，每个支点刀(7)与相对应的带刀承升降机构的立柱(2)上的支点刀承(11)相配合；在每个带刀承升降机构的立柱(2)的侧面上、朝向主梁(1)的位置有一个水平的台阶面(2a)，四个台阶面(2a)共面；当刀承升降机构处于卸载位置时，支点刀承(11)下沉，主梁(1)盒底的下表面与台阶面(2a)贴合，支点刀承(11)与支点刀(7)处于分离状态；当刀承升降机构处于加载位置时，支点刀承(11)上升，主梁(1)的底面与台阶面(2a)脱离，支点刀承(11)与支点刀(7)处于接触状态；主梁(1)沿长度方向两侧的支点刀(7)的刀刃位于主梁(1)沿宽度方向的垂直中心平分面内，主梁(1)沿宽度方向两侧的支点刀(7)的刀刃位于主梁(1)沿长度方向的垂直中心平分面内；主梁(1)沿长度方向两侧的支点刀(7)的刀刃共线，主梁(1)沿宽度方向两侧的支点刀(7)的刀刃共线，主梁(1)沿长度方向两侧的支点刀(7)的刀刃所在的直线与主梁(1)沿宽度方向两侧的支点刀(7)的刀刃在的直线正交，该正交点称为刀刃正交点；在主梁(1)盒底的上表面上沿主梁(1)长度方向固定着两个V型块(5)，两个V型块(5)上V型槽的中心平分面共面，V型槽的中心平分面与主梁(1)沿宽度方向的垂直中心平分面共面，两个V型块(5)外端面的距离与标准质心样件的长度相等，两个V型块(5)相对于主梁(1)盒底上表面的中心垂线对称，刀刃正交点位于主梁(1)盒底上表面的中心垂线上；V型槽底角α＝90°～120°，当标准质心样件位于两个V型块(5)的V型槽内时，标准质心样件的端面与V型块(5)的外端面共面；当刀承升降机构处于加载位置时，标准质心样件的轴线位于下述平面内，该平面是主梁(1)沿长度方向两侧的支点刀(...
【专利技术属性】
技术研发人员：张泽光，李楠，马晓苏，骆旭，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11
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