[发明专利]大型多维力传感器标定加载台

说明书

技术领域

本发明涉及一种多维力传感器标定加载台领域，特别是涉及该领域中 适用于大型多维力传感器静、动态标定的加载装置。

背景技术

传感器本体结构加工完成后，要进行加载标定实验，以确定传感器的 输入输出关系。加载标定装置在传感器研制期间占据着非常重要的地位， 加载精度的高低直接决定了传感器测量精度的等级。对于单维力传感器而 言，加载标定一般在标定实验机上进行，加载标定技术已十分完善与成熟， 且已制定了相应的国家标准。而对于多维力传感器加载标定，还没有较完 善与统一的标准可供参考，目前国内外多维力传感器研究单位基本是研制 出多维力传感器后，再来开发相应的多维力加载标定装置。

目前多维力传感器标定力加载，大多采用测力环式和砝码式两种加载 方式。其中测力环式加载采用顶杆方式，由测力环读出加载力，然后由加 载帽传递到力传感器上，这种加载方式可以施加较大的加载力，但读数精 度、加载分辨率均较低。砝码式标定是采用砝码提供标准加载力，具有标 定稳定性高，操作方便等优点，在中、小量程多维力传感器的标定中使用 较为普遍。但若将上述两种加载方式应用于大型特别是吨级多维力传感器 的多维标定力加载，则面临着较大困难：大型六维力传感器标定加载过程 中，需要在传感器二十个方向均可施加大量程载荷，采用上述两种方式设 计的加载台，结构体积较大，不但给现场标定实验人员带来较大劳动强度， 且对于较大吨位力加载基本不能实现，更难于实现对六维力传感器施加确 定的动态载荷。为了实现大型多维力传感器加载标定，目前已提出了一些 解决方案：如中国专利CN101226095A公开的专利技术，其原理是用千斤 顶来进行加载标定，解决了大量程力加载，但力加载标定过程中不能实现 连续卸载，自动加载及其动态标定。另外一种可以提供多维加载力的加载 台已被中国专利CN1727861A公开，这种结构实现了传感器多个方向加载， 但同样也存在着加载台结构体积较大，不能自动加载及其动态载荷加载等 问题。中国专利ZL200810020512.9公开了一种六维力传感器标定装置，适 用于大量程六维力传感器的标定装置，但也不能实现标定过程中连续卸载， 中国专利ZL200510050834.4公开了一种无级升降式六维力传感器标定装 置，中国专利ZL200510050822.1公开了一种并联六维力传感器标定装置， 龙门式框架均采用绳索，减速机来施加载荷加载，具有结构简单、制造成 本低等优点，但不易实现力矩及其大吨位载荷加载。

近年来，随着大型六维力传感器在航空发动机矢量测试，风洞实验以 及航天器对接实验等应用领域的不断拓展，对其静态及其动态实时测量精 度的等级提出了更高的要求。因此对传感器除完成静态标定外，还要进行 其动态标定，以提高传感器动态实时测量精度。但目前采用的标定加载力 方式基本上还是延续小型六维力传感器采用的砝码式加载方式，标定实验 工作劳动强度大，并且加载标定力的分辨率不高，特别是动态加载标定实 验更难于实现。此外，目前多维力加载标定台多都专型专用，通用性较差， 尤其是适用于大型六维力传感器的多维力加载标定装置较少，特别是应用 于多维力传感器动态标定能够提供确定多维力动态载荷加载的装置就更鲜 于报道，给研制具有良好静、动态特性的大型六维力传感器带来了障碍。

发明内容

为克服上述现有技术中大型多维力传感器标定加载台的不足，本发明 提出了一种能够方便地提供大吨位多维力加载、易于实现标定力连续加载、 连续卸载及其动态加载，且结构简单、紧凑，连接拆卸方便的大型多维力 传感器标定加载台解决方案。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：标定加载台由加载台上 十字架，加载台立柱，加载台下十字架，传感器固定支座，两个加载单元 及四个加载块组成；加载单元由加载框架，加载液压缸，拉压力传感器， 拉杆组成；加载单元的拉杆可与加载块五个方向连接，通过调整两个加载 单元在加载台立柱和上十字架的安装方式及其拉杆与加载块的连接位置， 即可实现对多维力传感器进行各维标定力加载，考虑到连接拆卸方便，采 用了销轴与孔配合连接方式，有效减小了加载台的体积；以液压系统做为 动力源，实现大吨位标定力的加载，且易于实现自动、连续，动态加载。