一种不规则水下航行器浮心测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种不规则水下航行器浮心测量装置，将不规则水下航行器置于水下，航行器在自身浮力、自身重力、固连工装重力、传感器作用力的共同作用下平衡，以浮心测量装置某一点为原点建立基准坐标系，采用三点测量法，通过采集称重传感器的输出信号，根据静力平衡原理和静力矩平衡原理进行计算得出航行器的浮力和浮心参数。

An irregular underwater vehicle floating center measuring device

The utility model presents an irregular underwater vehicle floating center measuring device, which puts the irregular underwater vehicle under water. The vehicle is balanced under the joint action of its own buoyancy, self gravity, gravity, and the force of the sensor. A reference coordinate system is set up for the original point of a point of the floating center measurement device, and three points are used. By measuring the output signal of the weighing sensor, the buoyancy and the floating center parameters of the vehicle are calculated according to the static balance principle and the static moment balance principle.

【技术实现步骤摘要】
一种不规则水下航行器浮心测量装置
本技术涉及无人水下航行器领域，具体为一种不规则水下航行器浮心测量装置。
技术介绍
水下航行器航行器已广泛应用于情报搜集、勘测战场、反潜作战、海洋勘测等任务，目前已成为世界各国国防建设和海洋开发的重要研究方向之一。对于高速航行的水下航行器，当其重、浮心位置处理不当时，将很难调整其航行方向和姿态，容易造成航行器偏离轨道或无法命中目标。因此准确测量浮心位置至关重要。通常无人水下航行器呈不规则形状且质量分布不均匀，普通方法不能准确、便捷地测量无人水下航行器的浮心位置。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，实现测量水下无人航行器的浮力及浮心等相关参数的目的，本技术提出一种不规则水下航行器浮心测量装置，将不规则水下航行器置于水下，航行器在自身浮力、自身重力、固连工装重力、传感器作用力的共同作用下平衡，以浮心测量装置某一点为原点建立基准坐标系，采用三点测量法，通过采集称重传感器的输出信号，根据静力平衡原理和静力矩平衡原理进行计算得出航行器的浮力和浮心参数。本技术的技术方案为：所述一种不规则水下航行器浮心测量装置，其特征在于：包括测量平台、调平装置、升降装置、称重组件、测控及数据采集系统；所述测量平台包括底座和安装基座；所述底座上装有旋转机构和推杆机构；所述安装基座上表面与旋转机构连接，安装基座边缘与推杆机构连接，推杆机构能够推动安装基座绕旋转机构摆动；安装基座下表面连接被测水下航行器；所述调平装置、升降装置和称重组件成套配合使用，且数量为三；所述升降装置和称重组件安装在调平装置上，调平装置放置在水池台面上，通过各套设备中的调平装置配合使用，使各套设备中的称重组件能够同时受力且受力均匀；所述升降装置包括电机和顶块，电机能够带动顶块在Z方向运动，且各套设备中的升降装置同步运动能够同步支撑底座；所述Z方向为竖直方向，所述称重组件包括Z方向布置的称重传感器，当电机带动顶块在Z方向向下运动，顶块脱离底座后，由称重传感器支撑底座并测力；所述测控及数据采集系统能够采集称重传感器的输出信号。进一步的优选方案，所述一种不规则水下航行器浮心测量装置，其特征在于：在顶块的运动行程内安装有行程开关；当电机带动顶块在Z方向向上运动并触发上行程开关时，电机停止，顶块支撑底座；当电机带动顶块在Z方向向下运动并触发下行程开关时，电机停止，顶块脱离底座，称重传感器支撑底座。进一步的优选方案，所述一种不规则水下航行器浮心测量装置，其特征在于：底座上安装有限位开关；当推杆机构推动安装基座绕旋转机构摆动并触发限位开关时，推杆机构停止。进一步的优选方案，所述一种不规则水下航行器浮心测量装置，其特征在于：所述调平装置由机座与螺杆组成，升降装置和称重组件安装在机座上；通过旋转螺杆对机座进行调平。进一步的优选方案，所述一种不规则水下航行器浮心测量装置，其特征在于：推杆机构上安装有锁紧机构，当推杆机构推动安装基座绕旋转机构摆动至设定角度后，锁紧机构能够将推杆机构锁定。进一步的优选方案，所述一种不规则水下航行器浮心测量装置，其特征在于：所述测控及数据采集系统能够控制各套设备中的电机同步运动，控制推杆机构运动，并采集行程开关以及限位开关信号，并根据行程开关以及限位开关信号分别控制电机和推杆机构。有益效果本技术专利技术测量精度高，适用范围广，可以通过本技术精确测量无人水下航行器浮力及浮心。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本技术的浮心测量装置水平位置示意图；图2是本技术的浮心测量装置倾斜位置示意图；图3是本技术的软件测试界面；图4是本技术的测浮心俯视原理图；图5是本技术的测浮心正视原理图；图6是本技术的测浮心倾斜正视原理图；图7是本技术的测试系统示意图。其中：1调平装置；2、机座；3、电机；4、顶块；5、行程开关；6、称重传感器；7、限位开关；8、连接工装；9、固定工装；10、安装基座；11、旋转机构；12、电动推杆；13、底座。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。本实施例中的主要功能是测量不规则水下航行器的浮力、浮心，测量内容包括浮力、X向浮心，Y向浮心，Z向浮心。测试项目包括两种状态的测量，其中有X空载和加载测量，Y空载和加载测量，Z空载和加载测量。结合图1，本实施例中的一种不规则水下航行器浮心测量装置，包括测量平台、调平装置、升降装置、称重组件、测控及数据采集系统。所述测量平台包括底座和安装基座；所述底座上装有旋转机构和推杆机构；所述安装基座上表面与旋转机构连接，安装基座边缘与推杆机构连接，推杆机构能够推动安装基座绕旋转机构摆动；安装基座下表面连接被测水下航行器。所述调平装置、升降装置和称重组件成套配合使用，且数量为三；所述升降装置和称重组件安装在调平装置上，调平装置放置在水池台面上，通过各套设备中的调平装置配合使用，使各套设备中的称重组件能够同时受力且受力均匀；所述调平装置由机座与螺杆组成，升降装置和称重组件安装在机座上；通过旋转螺杆对机座进行调平。所述升降装置包括电机和顶块，电机能够带动顶块在Z方向运动，且各套设备中的升降装置同步运动能够同步支撑底座；所述Z方向为竖直方向，所述称重组件包括Z方向布置的称重传感器，当电机带动顶块在Z方向向下运动，顶块脱离底座后，由称重传感器支撑底座并测力。称重传感器的测量过程为：当称重传感器受到底座的重力作用后，发生弹性变形，使贴在称重传感器表面的电阻应变片(转换元件)同时变形，电阻应变片变形后其阻值也相应变化，再经过接线盒将电阻变化转换为电信号，通过A/D转换器将电信号转换为数字信号，最终反应出该位置的力值大小，并输出给测控及数据采集系统。另外，在顶块的运动行程内安装有行程开关；当电机带动顶块在Z方向向上运动并触发上行程开关时，电机停止，相应的行程开关指示灯亮，顶块支撑底座受力，传感器卸载；当电机带动顶块在Z方向向下运动并触发下行程开关时，电机停止，相应的行程开关指示灯亮，顶块脱离底座，称重传感器支撑底座受力。在底座上也安装有限位开关；当推杆机构推动安装基座绕旋转机构摆动并触发限位开关时，推杆机构停止。推杆机构上安装有锁紧机构，当推杆机构推动安装基座绕旋转机构摆动至设定角度后，锁紧机构能够将推杆机构锁定，确保在航行器浮心测量过程中每次摆动角度一致。测控及数据采集系统能够控制各套设备中的电机同步运动，控制推杆机构运动，并采集行程开关以及限位开关信号，并根据行程开关以及限位开关信号分别控制电机和推杆机构。测控及数据采集系统包括工控机、测试仪，工控机主要实现计算机控制箱信号的输出和各种数字信号的输入以及周期测量的功能。测试仪中主要实现手动控制面板的连接，外部测控元器件的连接，计算机控制信号的连接和实现各种控制逻辑，输入信号的处理，各种信号的转接。控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不规则水下航行器浮心测量装置，其特征在于：包括测量平台、调平装置、升降装置、称重组件、测控及数据采集系统；所述测量平台包括底座和安装基座；所述底座上装有旋转机构和推杆机构；所述安装基座上表面与旋转机构连接，安装基座边缘与推杆机构连接，推杆机构能够推动安装基座绕旋转机构摆动；安装基座下表面连接被测水下航行器；所述调平装置、升降装置和称重组件成套配合使用，且数量为三；所述升降装置和称重组件安装在调平装置上，调平装置放置在水池台面上，通过各套设备中的调平装置配合使用，使各套设备中的称重组件能够同时受力且受力均匀；所述升降装置包括电机和顶块，电机能够带动顶块在Z方向运动，且各套设备中的升降装置同步运动能够同步支撑底座；所述Z方向为竖直方向，所述称重组件包括Z方向布置的称重传感器，当电机带动顶块在Z方向向下运动，顶块脱离底座后，由称重传感器支撑底座并测力；所述测控及数据采集系统能够采集称重传感器的输出信号。

【技术特征摘要】
1.一种不规则水下航行器浮心测量装置，其特征在于：包括测量平台、调平装置、升降装置、称重组件、测控及数据采集系统；所述测量平台包括底座和安装基座；所述底座上装有旋转机构和推杆机构；所述安装基座上表面与旋转机构连接，安装基座边缘与推杆机构连接，推杆机构能够推动安装基座绕旋转机构摆动；安装基座下表面连接被测水下航行器；所述调平装置、升降装置和称重组件成套配合使用，且数量为三；所述升降装置和称重组件安装在调平装置上，调平装置放置在水池台面上，通过各套设备中的调平装置配合使用，使各套设备中的称重组件能够同时受力且受力均匀；所述升降装置包括电机和顶块，电机能够带动顶块在Z方向运动，且各套设备中的升降装置同步运动能够同步支撑底座；所述Z方向为竖直方向，所述称重组件包括Z方向布置的称重传感器，当电机带动顶块在Z方向向下运动，顶块脱离底座后，由称重传感器支撑底座并测力；所述测控及数据采集系统能够采集称重传感器的输出信号。2.根据权利要求1所述一种不规则水下航行器浮心测量装置，其特征在于：在顶块的运动行程内...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿鹏飞，李涛，程彩霞，肖志勇，张东利，
申请(专利权)人：中船重工西安东仪科工集团有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61