[发明专利]用于实现带翼飞行体质量特性的三维测量机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量设备，具体说是涉及一种用于测量带翼飞行体的质量、三维质心和三维转动惯量的用于实现带翼飞行体质量特性的三维测量机构。

背景技术

物体的质量、三维质心和三维转动惯量的测量多用于各类飞行物体的质量特性参数测量，这些参数的准确测量为物体飞行姿态模拟和理论计算提供重要的基础参数，同时这些参数也是航空航天、武器系统、工程机械等领域许多零部件和产品的重要评价参数。

目前，物体质量的测量多采用三个以上的称重传感器直接测量，取所有的传感器读数之和即可。质心的测量方式依据被测对象的外形、测量精度要求，采用的测量方式差异很大，主体结构部分包括立式、卧式、传感器直接测量、刀口结构、旋转传感器结构等等。与本发明结构相近的属于卧式结构，其横向质心y_c和z_c的测量通过滚轮旋转驱动产品转动进行动态测量而得到，轴向质心x_c的测量是由称重传感器读数和几何尺寸直接计算得到的。

当前三维转动惯量的测量是通过水平工装和竖直工装来改变被测产品相对于测量设备的姿态实现的，一般需要2-3套工装共同完成，分别由1-2套水平工装测量Jy和Jz，竖直工装测量Jx。

卧式结构对于圆柱体外形的被测产品，可以通过上述方法进行三维质心和三维转动惯量测量，只是对于转动惯量测量时需要2-3套工装和产品多次吊装，造价高，效率低。尤其是对于带翼飞行体或复杂外形体测量的情况下，物体改变姿态时效率很低，而且Jy、Jz、Jx的测量转换显得尤为繁琐， 由于无法由滚轮驱动，其质心测量也需2套工装和2次吊装，此时要实现一次吊装装卡完成全部三维测量，必须在一套工装上实现三维转动惯量的测量，而且避免物体变换姿态测量。

综上所述，目前通过一次吊装可以实现三维质心和一维转动惯量的测量，但若是要进行三维质心和三维转动惯量的测量，至少要两套工装才能完成，并且需要进行工装的起吊转换，产品的重新放置定位，这样不但操作繁琐而且费时费工。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种用于实现带翼飞行体质量特性的三维测量机构。

本发明的目的可采用下述技术措施来实现：

本发明的用于实现带翼飞行体质量特性的三维测量机构包括在其中心部位设置Y向旋转轴的机座，安装在Y向旋转轴下端的用于实现Y向旋转轴进行周期摆动的扭杆机构，安装在Y向旋转轴上端的支撑托板，安装在支撑托板上方的水平横梁，通过对称设置在水平横梁中部两侧的支撑架以及做周期摆动的Z向中心扭杆机构安装在水平横梁上的惯量支架；在水平横梁底面与机座顶面之间环绕支撑托板周边设置的多组称重传感器以及用于质心、转动惯量测量转换的升降机构；在所述惯量支架上设有由旋转驱动装置(测量横向质心时所需的装置)驱动其转动的左、右支撑滚轮，以及安放在左、右支撑滚轮上的辅助X轴向做周期摆动的左支撑滚道、右支撑滚道；在惯量支架左端通过连接件以与左支撑滚道共轴线、与Z向中心扭杆机构轴线相垂直的方式设置有做周期摆动的X向中心扭杆机构；用于驱动支撑托板摆动的惯量拨动机构通过拨杆与支撑托板相结合；在X向中心扭杆机构与惯量支架之间设置有用于测量绕X向中心扭杆机构摆动的X向周期测量装置；在支撑托板与机座之间设置有用于测量支撑托板绕Y向转轴摆动的周期测量装置；在支撑托板与惯量支架之间设置有用于测量绕Z向中心扭杆机构中的Z向旋转轴摆动的Z向周期测量装置；在支撑托板与惯量支架之间设置有用于限制惯量支架绕Z向旋转轴作摆动运动的仰俯定位机构。

本发明在所述支撑托板与水平横梁之间设置有用于实现质心与惯量状态相互切换的垫板。

本发明的所述的X向中心扭杆机构、Z向中心扭杆机构结构相同；包括支撑座、安装在支撑座端部的轴承盖，通过轴承安装在支撑座中心轴孔内的中空柱形结构的旋转轴，穿装在旋转轴中空腔内的用于转动惯量测量的弹性元件中心扭杆；所述中心扭杆的一端与轴承盖相固接，另一端通过以螺纹连接方式旋装在旋转轴中空腔端口内的螺柱以及与螺柱内锥孔相配合的套装在中心扭杆端部的锥套型结构的固定夹与旋转轴相连接。

其中：所述X向中心扭杆机构的右端通过与轴承盖相结合的连接柱与左支撑滚道相连接；所述X向中心扭杆机构的左端通过固定套装在旋转轴上的固定支座和连接杆件固定在惯量支架的左端。

所述Z向中心扭杆机构以对称设置的方式安装在水平横梁中部两侧的支撑架上，一端通过轴承盖与惯量支架连接，另一端通过固定套装在旋转轴上的固定支座与相应侧的支撑架相结合。