高精度头盔质量特性测量系统及其测量方法技术方案

技术编号:15538772 阅读:139 留言:0更新日期:2017-06-05 07:47
本发明专利技术公开一种高精度头盔质量特性测量系统及其测量方法,其中高精度头盔质量特性测量系统采用了多支点称重方法,采用了三个高精度的称重传感器,利于水平放置和倾斜时各支点受力不同计算得到头盔质心;转动惯量测量采用扭摆法,利于磁悬浮转动惯量测量平台测量扭摆的周期和振幅,计算相邻振幅的衰减率,从而进一步计算可得绕转动轴的转动惯量。整个核心技术在于设计了一套头模框架,便于头盔的安装及固定;合理构建头盔的坐标体系,编写了计算软件,从而方便快捷地对头盔质心及转动惯量进行计算和测量。

【技术实现步骤摘要】
高精度头盔质量特性测量系统及其测量方法
:本专利技术涉及一种高精度头盔质量特性测量系统及其测量方法,其是专门为头盔的质量特性测量设计的,能够精确测量头盔的质心及转动惯量,属于高精度的测量仪器,属于不规则物体质量特性的试验和测量领域。
技术介绍
:头盔的质量分布严重影响其佩戴的舒适性和安全性,对于飞行员和航天员这种影响甚至会威胁到生命安全,因此需要对其进行质量特性的测量。由于头盔形状极其复杂不规则,坐标定位不便,对其质量特性的测量带来非常不利的影响。对于高精度质心测量仪器,其关键技术在于测量基准即测量坐标系的建立、测量设备中机构和传感器的灵敏度等因素。目前,高精度质心测量方法可采用不平衡力矩与多支点称重等方法,测量转动惯量的方法有扭摆法、落体法、三线摆法、复摆法等。因头盔形状特殊,可视为半球壳状物体,其中心轴固定不便,大多数测量装置都无法对其进行正确安装以达到精准测量的目的。如文献1(卢志辉,孙志扬,李祥云,等.高精度质心测量方法研究[J].兵工学报,2009,30(12):1748-1752),文献2(郑勇,刘建华,常晓东,等.质量、质心测试仪适应多种战斗部测试研究[J].航天制造技本文档来自技高网...
高精度头盔质量特性测量系统及其测量方法

【技术保护点】
一种高精度头盔质量特性测量系统,其特征在于:由头模框架、质心测量平台(1)、磁悬浮转动惯量测量平台(2)、磁悬浮控制器(3)、数据采集系统(4)、计算机(5)、数据处理计算软件(6)以及转动惯量标准试件组成,所述数据采集系统(4)与质心测量平台(1)和磁悬浮转动惯量测量平台(2)相连,数据采集系统(4)与计算机(5)相连,磁悬浮控制器(3)与磁悬浮转动惯量测量平台(2)相连;所述头模框架包括框架(7)、固定于框架(7)上的头模(8)以及设置于框架(7)上的三个锥形接触点,三个锥形接触点分别为第一锥形接触点(91)、第二锥形接触点(92)以及第三锥形接触点(93),所述框架(7)包括相互垂直的第...

【技术特征摘要】
1.一种高精度头盔质量特性测量系统,其特征在于:由头模框架、质心测量平台(1)、磁悬浮转动惯量测量平台(2)、磁悬浮控制器(3)、数据采集系统(4)、计算机(5)、数据处理计算软件(6)以及转动惯量标准试件组成,所述数据采集系统(4)与质心测量平台(1)和磁悬浮转动惯量测量平台(2)相连,数据采集系统(4)与计算机(5)相连,磁悬浮控制器(3)与磁悬浮转动惯量测量平台(2)相连;所述头模框架包括框架(7)、固定于框架(7)上的头模(8)以及设置于框架(7)上的三个锥形接触点,三个锥形接触点分别为第一锥形接触点(91)、第二锥形接触点(92)以及第三锥形接触点(93),所述框架(7)包括相互垂直的第一框架面(10)和第二框架面(11),所述头模(8)和三个锥形接触点均设置于第二框架面(11)上朝向第一框架面(10)的表面上,在第二框架面(11)上背向第一框架面(10)的表面上设有Z向圆环卡槽(12),在第一框架面(10)上背向第二框架面(11)的表面上设有Y向圆环卡槽(13);所述质心测量平台(1)包括称重传感器(14)、传感器安装平台(15)、测量平台(16)、第一支架(17)及第一底座(18),所述第一支架(17)固定安装于第一底座(18)上,测量平台(16)水平固定在第一支架(17)上且位于第一底座(18)的上方,所述传感器安装平台(15)共包括有三个,且以三角形排布的形式设置于测量平台(16)上,所述传感器安装平台(15)的上表面处于水平位置,所述称重传感器(14)共包括有三个,且其分别设置在三个传感器安装平台(15)上;所述磁悬浮转动惯量测量平台(2)包括转子(19)、扭簧(20)、弹簧加紧块(21)、螺钉(22)、扭摆平台(23)、径向磁悬浮轴承(24)、径向传感器(25)、轴向磁悬浮轴承(26)、轴向传感器(27)、推力盘(28)、高线位编码器(29)、圆环卡槽(30)以及第二底座(31)、第二支架(32),所述轴向磁悬浮轴承(26)在通电后产生磁力将推力盘(28)抬起,从而带动转子(19)、扭摆平台(23)、圆环卡槽(30)以及安装在扭摆平台(23)上的待测头模框架一起悬浮起来,所述轴向磁悬浮轴承(26)安装于径向磁悬浮轴承(24)两端起固定转子(19)...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴惠祥徐龙祥杨忠金超武张晓吴明磊赵颖杰张贺磊陈联云
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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