[发明专利]质心测量中球窝、柱窝、平面相结合的支撑装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种支撑结构，具体涉及一种大尺寸飞行器质心测量设备的支撑结构。

背景技术

大尺寸飞行器质心测量设备的支撑方式，侧向力的问题一直存在，影响测量精度。由多点法的基本原理可知传感器的输出值和传感器受力点位置的测量值直接影响了质量质心的测量结果，所以如何保证传感器输出值和传感器中心受力点位置测量值的准确性成为提高质量质心测量台测量精度的关键因素。传感器的支撑结构是影响传感器输出特性及传感器受力点位置的关键因素。

目前，传感器支撑方式对质心测量结果的影响，

对于质量质心测量台来说影响传感器输出值精度的主要因素有：

①传感器数据采集模块受到电气干扰，导致采集数据不稳定；

②软件数据处理不合理，影响测量精度；

③测量支架承重点与传感器中心受力点未对中，存在侧向力，导致测量结果有偏差。

影响传感器受力点位置测量精度的主要原因有：

①坐标测量设备精度限制；

②测量过程存在人员操作误差；

③测量支架承重点与传感器中心受力点未在同一垂线上，测得的承重点位置的横轴X、纵轴Y方向的坐标不是传感器中心受力点的横轴X、纵轴Y方向的坐标。

从上述分析中可以看出，影响精度的因素主要有测量仪器、软件、电磁干扰、传感器支撑机构等。仪器的精度问题可以通过更换高精度的仪器解决，软件处理问题可以通过修改程序提高精度，电磁干扰可以通过屏蔽装置解决，这些问题出现时都比较容易解决，但是如果承重点与传感器中心受力点存在未对中问题，则难于解决。因为质量质心测量台的机械结构体积大，造价高，加工周期长，组装完成后很难再进行修改，所以在机械加工之前必须根据测量要求严谨地论证传感器支撑结构的机械结构设计原理，精确计算的传感器支撑结构分布位置和机械加工尺寸，尽可能保证其与传感器中心点在一条垂线上，减少测量误差。

目前，基于多点法的质心测量台上应用较多的测量支架与传感器的支撑方式是球-球窝支撑法和球-平面支撑法。

球-球窝支撑法：球-球窝支撑结构如图1-图2所示，一般由传感器支撑结构(底座、推力球轴承、轴承座)、传感器、压力钢球座、钢球和球窝组成，球窝与球的尺寸必须满足一定的关系，能自由运动，又可以灵敏归位对心，传感器底部放置推力球轴承减少传感器运动时与底座的摩擦。当钢球发生侧向力时，球可以带动传感器做水平游动，从而消除侧向力，使承重点和传感器中心受力点对中。

球-球窝支撑结构机械结构较简单，容易实现，传感器对中较灵活，能满足一般的测量要求，应用比较广泛。但是在实际测量过程中，由于机械结构形变、机械加工精度、安装调平精度等一些因素的影响，三个传感器同时水平游动并不灵活，传感器很难到达自动调整到与承重点对中的理想状态，对于精度要求较高质量质心测量装置还是达不到测量要求，并且改进之后精度提高不是很明显。

球-平面支撑法：球-平面支撑法的结构如图3所示，由传感器支撑结构、传感器、钢球座和钢球组成，使用这种支撑方法必须配合导向柱，如图所示。球-平面支撑法的传感器直接放置在托盘和底座上，一起固定在测量台底座上，在测量过程中不能自由水平游动，由于钢球与测量支架接触部分为平面，钢球无约束，为防止测量支架和待测产品侧偏，在升降机构的升降杆上安装导向柱，固定测量支架的位置。

球-平面支撑法中钢球没有上球窝的侧向力影响，钢球侧滑力小，更容易实现承重点和传感器中心受力点的对中，机械设计业简单，容易实现；但是当测量支架发生侧偏时，导向柱虽然起到了定位作用，但是也产生了很大的摩擦力，严重的影响了传感器的测量值精度。这种方法在目前的测量中使用的并不多。

发明内容

本发明是为解决现有质心测量的球-球窝支撑法存在传感器很难达到自动调整到与承重点对中，对中位置精度差以及球平面支撑法存在导向摩擦力大的问题，进而提供一种质心测量中球窝、柱窝、平面相结合的支撑装置。