[发明专利]非规则外形导弹质量质心测量装置

说明书

技术领域

本发明属于测控技术领域，具体涉及一种非规则外形导弹质量质心测量装置。

背景技术

导弹作为现代军事一项重要尖端武器，其质量和质心位置是两项重要的设计参数，影响导弹的制导和飞行姿态控制。由于导弹内部结构复杂，质量分布不均，理论计算很难准确地确定其质量及质心位置，不能满足导弹制导和飞行控制的要求，因此必须对导弹进行实际质量和质心位置测量。

现有的导弹质量质心测量设备多采用多点支撑旋转法，如图1所示，测量样件48通过U型夹具50安装定位在升降平台51上，升降平台51下方安装有升降机构53与基础平台55固连；测量设备工作时，测量样件48与整个升降平台51一起在升降机构53作用下共同下降，接触头52将正压力传递至压力传感器54上，记录一次传感器读数后，转子49驱动测量样件48旋转一定的角度，再次记录一次传感器的读数，根据力矩平衡原理，由测量样件48旋转前后压力传感器54的读数构建力平衡与力矩平衡方程即可求得测量样件48的质量及其在系统坐标系下的质心位置，再通过坐标变换即可求得其在自身坐标系下的质心坐标。由于在测量过程中需要对弹体旋转，受限于外形结构、空间尺寸及结构强度等因素，此类设备只能应对小尺寸圆截面弹体，无法满足具备非圆异形截面、大翼展跨度等非规则外形导弹的质量质心测量要求，因此，一套能够应对具备各类截面形状和大翼展结构的导弹的质量质心测量装置亟待研发。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种非规则外形导弹质量质心测量装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种非规则外形导弹质量质心测量装置，包括：升降支撑单元、传感器单元、夹具单元、关节测量臂单元；其中，所述的升降支撑单元用于对系统进行升降和支撑，所述的传感器单元用于对系统的测量参数进行测量，所述的夹具单元用于对测量弹体的装夹和固定，所述的关节测量臂单元用于对被测弹体装夹后的位置姿态测量和系统坐标系的标定。

在上述非规则外形导弹质量质心测量装置中，所述的升降支撑单元主要包括：承重平台、法兰座式电动推杆、铰接座式电动推杆、固定支撑座；其中，系统处于非工作状态时，承重平台放置于固定支撑座上，电动推杆处于卸载状态；系统处于工作状态时，电动推杆将平台升起或倾斜，以配合系统完成水平位置和倾斜位置的测量要求。

在上述非规则外形导弹质量质心测量装置中，所述的传感器单元主要包括：称重传感器、光栅尺、磁栅尺；其中，称重传感器安装在各支点下方的推杆头部，用于采集系统水平位置和倾斜位置的压力信号；光栅尺安装在各个电动推杆的侧方，用于反馈各个推杆的推送距离；磁栅尺安装在测量臂基座上，用于反馈关节测量臂的运动位置。

在上述非规则外形导弹质量质心测量装置中，所述的夹具单元主要包括：夹具、夹具安装板、夹具平台、卡环、夹具驱动电机、制动器；其中，夹具通过夹具安装板安装在夹具平台上，通过夹具驱动电机驱动夹具的开合和纵向装夹位置的调整，夹具与夹具安装板之间为可拆卸式螺钉连接，根据弹体各类装夹截面形状的装夹要求更换适合的夹具；卡环根据不同的装夹截面直径和形状设计，用于对弹体的紧定和安全保护；制动器安装于夹具驱动电机之后，用于对夹具开口位置的固定。

在上述非规则外形导弹质量质心测量装置中，所述的关节测量臂单元主要包括：关节测量臂、测量臂安装座、测量臂基座；其中，关节测量臂通过磁力吸盘安装在测量臂安装座上，测量臂安装座可在测量臂基座上自由滑动；需要对弹体标志点测量和坐标系标定时，手动推动测量臂至相应位置即可，其移动的位置坐标由其底部的磁栅尺反馈。

所述的非规则外形导弹质量质心测量装置的测量原理为：调整各电动推杆使被测弹体及承重平台位于水平位置，测量承重平台各个支点的受力，通过受力平衡和力矩平衡原理计算出弹体质量和弹体水平两个方向上质心坐标位置，再将承重平台一侧的电动推杆伸长一定的长度，使被测弹体及承重平台绕另一侧推杆的头部铰点旋转一定的角度，测量此时各个支点的受力，通过力矩平衡原理计算出弹体高度方向上的质心坐标位置，再通过坐标变换即可求得被测弹体在自身坐标系下的质心坐标位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：所述的测量装置以对平台的倾斜代替弹体本身的旋转，避免了由弹体自身外形结构和翼展造成的无法大角度旋转的问题。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：所述的测量装置中的夹具与夹具平台之间设计为可拆分的螺钉连接方式，可根据不同的弹体装夹截面形状要求更换不同类型的夹具，以实现各类截面形状导弹的装夹。