一种基于双平台的组合式质心测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于双平台的组合式质心测量装置及方法，包括基准靠尺、移动平台、工作平台、底座、标校件和测距靠尺；底座上端面装有导轨，移动平台安装在导轨上；底座上左右对称分别安装有两个移动平台，在左端移动平台的侧面留有基准靠尺的安装孔，基准靠尺通过安装孔与移动平台刚性连接；两个工作平台分别安装在两个移动平台上，能够被移动平台驱动产生竖直方向的位移；两个测距靠尺通过滑块安装在底座的导轨上，测出移动平台沿着两个导轨的距离，以此解算出两个平台的距离和偏转角度，在质心计算公式中引入位置修正参数，最终得到质心。本发明专利技术可以精确地得到两平台的相对位置，在解算公式中引入位置修正参数，进一步消除了测量误差。测量误差。测量误差。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双平台的组合式质心测量装置及方法


[0001]本专利技术属于测量
，具体涉及一种组合式测量装置及其误差消除方法。

技术介绍

[0002]质量质心的高精度测量在航空航天工程中有着重要的意义。通常由于飞行器的结构复杂，元器件繁多，一般理论计算和仿真计算很难准确地确定实际的质心位置，因此必须进行质量质心测量。
[0003]常用的质量质心测量方法有不平衡力矩法、三点法、复摆法等，由于三点法测量结构简单，测试安全可靠，目前对于超大飞行器的质量质心测量多采用三点法。目前三点法在超大飞行器的质量质心测量领域仍然存在一些问题：1)通用性差以及工装费用高昂。该方法需要针对不同的测量型号设计不同的装夹工装和支撑平台，在满足高精度测量的条件下，对支撑平台和工装的刚度就需要一定要求，这就导致在实际测量的重量中支撑平台和工装就占据了很大一部分，以此导致的传感器量程增加也会大大影响测量精度。2)测量工装和称重传感器间定位困难。目前的测量设备仅仅使用球头与平面、球窝配合的被动定位方法，这就会导致在多次测量中受力点不能位于称重传感器中心，并且由于待测件的超大重量容易导致球窝变形，使得称重传感器承受侧向力，引入巨大的测量误差。
[0004]所以，现有的技术中还缺乏一种便捷，低成本且通用性高的超大飞行器质量质心测量设备。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于双平台的组合式质心测量装置及方法，包括基准靠尺、移动平台、工作平台、底座、标校件和测距靠尺；底座上端面装有导轨，移动平台安装在导轨上；底座上左右对称分别安装有两个移动平台，在左端移动平台的侧面留有基准靠尺的安装孔，基准靠尺通过安装孔与移动平台刚性连接；两个工作平台分别安装在两个移动平台上，能够被移动平台驱动产生竖直方向的位移；两个测距靠尺通过滑块安装在底座的导轨上，测出移动平台沿着两个导轨的距离，以此解算出两个平台的距离和偏转角度，在质心计算公式中引入位置修正参数，最终得到质心。本专利技术可以精确地得到两平台的相对位置，在解算公式中引入位置修正参数，进一步消除了测量误差。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：
[0007]一种基于双平台的组合式质心测量装置，包括基准靠尺、移动平台、工作平台、底座、标校件和测距靠尺；
[0008]所述底座上端面装有两列平行导轨，所述移动平台安装在底座的导轨上，移动平台能够在底座上移动；所述底座上左右对称分别安装有两个移动平台，在左端移动平台的侧面留有基准靠尺的安装孔，所述基准靠尺通过安装孔与移动平台刚性连接；所述工作平台有两个，分别安装在两个移动平台上，能够被移动平台驱动产生竖直方向的位移；所述测距靠尺通过滑块安装在底座的导轨上，其位置在两个移动平台间，底座的每个导轨上分别
安装一个测距靠尺；
[0009]所述移动平台包括减速电机、第一滑块、移动基座、平台定位板、直线轴承、升降机、光轴座、光轴、直线轴承座、称重传感器、传感器座和定位槽；所述第一滑块固定在移动基座下端面，第一滑块安装在底座的两列平行导轨上；所述减速电机安装在移动基座上，减速电机驱动升降机工作；所述直线轴承座固定安装在移动基座上，所述直线轴承安装在直线轴承座上；所述光轴上端固定在光轴座上，光轴下端穿过直线轴承用于定位，使移动平台只能上下移动；所述平台定位板与光轴座固定连接，所述升降机的顶端与平台定位板下端面中间连接；每个移动平台设有三个称重传感器15，分别通过三个传感器座固定在移动基座上；
[0010]所述工作平台包括第二滑块、滚轮组件、滚轮座横梁、工作台基座、定位锥台、球头组件和定位块；每个移动平台上各配备一个工作平台；所述工作台基座下端面装有定位锥台和定位块，两者共同组成定位装置分别与移动平台中的平台定位板和定位槽配合，所述平台定位板上开有锥槽，当工作平台处于升起状态时，定位锥台正好位于平台定位板的锥槽内，定位块同时位于定位槽内，以此来保证工作平台在上升下降时保持水平位置；所述工作台基座下端面还安装有三个球头组件，球头组件的球头顶点位置正对称重传感器工作面的中心；所述工作台基座上端面安装有导轨；所述滚轮座横梁下端安装第二滑块，所述第二滑块安装在工作台基座的导轨上，滚轮座横梁通过第二滑块能够左右移动；所述滚轮座横梁前后分别安装有滚轮组件；在加载待测件时，调整滚轮座横梁，使得工作平台在负载情况下整体重心在三个球头中间位置，当工作平台下降到接触称重传感器时，三个称重传感器的读数相同，消除由于称重传感器形变而导致的工作平台不水平引入的测量误差；
[0011]所述基准靠尺包括靠尺、磁栅尺、第三滑块、导轨和基准靠尺座；所述基准靠尺座通过安装孔与移动平台刚性连接；所述导轨安装在基准靠尺座上，第三滑块安装在导轨上；所述磁栅尺和靠尺安装在第三滑块上，靠尺能够沿着导轨左右滑动，滑动的两个极限位置一个是导轨末端另一个是待测件的端面，通过磁栅尺能够读出这两个极限位置的距离；
[0012]所述测距靠尺作为位置基准为两台移动平台的相对位置提供参照，同时通过移动到达左右极限位置测得两个工作平台的距离和偏转角；
[0013]所述标校件在进行测量时放置在两个工作平台的上方，用于辅助质心计算。
[0014]优选地，所述底座为钢架焊接件，下端面装有调平地脚，方便装置调平。
[0015]优选地，所述工作台基座为铝型材一体加工而成。
[0016]优选地，所述移动基座下端面四角处分别安装四个第一滑块。
[0017]一种基于双平台的组合式质心测量方法，包括如下步骤：
[0018]步骤1：调整底座地脚螺钉，使测量装置处于水平状态；
[0019]步骤2：根据待测件尺寸设置两移动平台的相对位置，移动测距靠尺，并读数；通过测量得到两个工作平台的距离和偏转角α，消除由于位置引入的测量误差，其中的计算公式如式(1)
[0020][0021]式中Δx为两测距靠尺的差值，l为底座上两列导轨的距离；
[0022]步骤3：通过升降机使工作平台处于升起状态，在工作平台上加载标校件，移动基
准靠尺并数；
[0023]步骤4：通过升降机使工作平台下降，直到球头落在称重传感器上，读取称重传感器数值后，将工作平台上升；
[0024]步骤5：将标校件旋转90
°
后，重复步骤4；
[0025]步骤6：使用待测件替换标校件，重复步骤3
‑
步骤5；
[0026]步骤7：取下待测件，在空载状态下重复步骤4；
[0027]步骤8：计算待测件质量和质心，通过公式(1)将待测件的质心转化到质心到待测件端面的距离：
[0028]x
c
＝b1+Δx
c1
+x
c1
‑
b2‑
Δx
c2
ꢀꢀꢀ
(1)
[0029]式中，x
c
为待测件质心到端面的距离，b1为测量标校件时基准靠尺的读数，Δx本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双平台的组合式质心测量装置，其特征在于，包括基准靠尺、移动平台、工作平台、底座、标校件和测距靠尺；所述底座上端面装有两列平行导轨，所述移动平台安装在底座的导轨上，移动平台能够在底座上移动；所述底座上左右对称分别安装有两个移动平台，在左端移动平台的侧面留有基准靠尺的安装孔，所述基准靠尺通过安装孔与移动平台刚性连接；所述工作平台有两个，分别安装在两个移动平台上，能够被移动平台驱动产生竖直方向的位移；所述测距靠尺通过滑块安装在底座的导轨上，其位置在两个移动平台间，底座的每个导轨上分别安装一个测距靠尺；所述移动平台包括减速电机、第一滑块、移动基座、平台定位板、直线轴承、升降机、光轴座、光轴、直线轴承座、称重传感器、传感器座和定位槽；所述第一滑块固定在移动基座下端面，第一滑块安装在底座的两列平行导轨上；所述减速电机安装在移动基座上，减速电机驱动升降机工作；所述直线轴承座固定安装在移动基座上，所述直线轴承安装在直线轴承座上；所述光轴上端固定在光轴座上，光轴下端穿过直线轴承用于定位，使移动平台只能上下移动；所述平台定位板与光轴座固定连接，所述升降机的顶端与平台定位板下端面中间连接；每个移动平台设有三个称重传感器15，分别通过三个传感器座固定在移动基座上；所述工作平台包括第二滑块、滚轮组件、滚轮座横梁、工作台基座、定位锥台、球头组件和定位块；每个移动平台上各配备一个工作平台；所述工作台基座下端面装有定位锥台和定位块，两者共同组成定位装置分别与移动平台中的平台定位板和定位槽配合，所述平台定位板上开有锥槽，当工作平台处于升起状态时，定位锥台正好位于平台定位板的锥槽内，定位块同时位于定位槽内，以此来保证工作平台在上升下降时保持水平位置；所述工作台基座下端面还安装有三个球头组件，球头组件的球头顶点位置正对称重传感器工作面的中心；所述工作台基座上端面安装有导轨；所述滚轮座横梁下端安装第二滑块，所述第二滑块安装在工作台基座的导轨上，滚轮座横梁通过第二滑块能够左右移动；所述滚轮座横梁前后分别安装有滚轮组件；在加载待测件时，调整滚轮座横梁，使得工作平台在负载情况下整体重心在三个球头中间位置，当工作平台下降到接触称重传感器时，三个称重传感器的读数相同，消除由于称重传感器形变而导致的工作平台不水平引入的测量误差；所述基准靠尺包括靠尺、磁栅尺、第三滑块、导轨和基准靠尺座；所述基准靠尺座通过安装孔与移动平台刚性连接；所述导轨安装在基准靠尺座上，第三滑块安装在导轨上；所述磁栅尺和靠尺安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：王壮壮，徐丰，黄德东，杨崇斌，唐强，
申请(专利权)人：西安百纳电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：