[发明专利]一种自寻心质心校准装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于力学计量技术领域，应用于质心测量设备校准，具体涉及一种自寻心质心校准装置及方法。

背景技术

质心是研究、生产过程中非常重要的参数，其影响范围包括飞行轨道及姿态控制、命中精度等。因此，需要建立了相应的专用测试设备，对质心参数进行测试，以确保其符合设计要求。质心测量设备的量值是否准确、可靠是其测试结果可靠的前提和基础，因此必须对质心测量设备进行校准。

长期以来，对质心测量设备进行校准都采用标准样件，即对给定的具有规则形状的几何体，假定其几何中心即为质心，采用该质心标准对质心测量设备进行校准。

在某质心测量设备的校准过程中，测量结果与设计理论值偏差较大。经分析，采用规则形状几何体的几何中心作为其质心，其假设基础为规则形状几何体所采用材料的密度均匀，而事实上该假设条件并不成立，材料密度均匀与否在现阶段无法测量，且存在较大分散性，导致采用标准样件的方法对质心测量设备进行校准的不确定度较大，不满足要求。

发明内容

本发明的目的是建立一种具有自寻心特性，且可提供明确溯源途径的自寻心质心校准装置及方法，可用于采用多点称重法的质心测量设备的校准。

本发明所述的一种自寻心质心校准装置，其用于校准质心测量设备，其包括位于地面上的安全保护装置，所述的安全保护装置带有呈方形布置的4根相同的支撑立柱；待校质心测量设备布置在4根支撑立柱中间；

在待校质心测量设备上放置质心定位圆盘，质心定位圆盘上开有若干个凹槽，施力球的下半部分可放置在任意一个上述凹槽内，施力球的上半部分露出凹槽外；

自寻心结构中间为呈正交的“十”字形支架结构，在“十”字形结构的四端对称固定向上延伸的相同的4个支腿；在“十”字形支架的中心处下表面开有弧形槽；

在自寻心结构的4个支腿的端部均连接1个杠杆，每个杠杆上分别加载砝码，使得自寻心结构在垂直的两个方向上的水平度可调节；

自寻心结构位于质心定位圆盘上方，且放置在施力球上，即自寻心结构的“十”字形支架的下表面弧形槽位于施力球上，使得自寻心结构的合力垂直作用在位于施力球所在的质心定位圆盘的凹槽位置处。

如上所述的一种自寻心质心校准装置，其所述的安全保护装置的4根支撑立柱高于待校质心测量设备；自寻心结构的4个支腿可放置在4根支撑立柱上。

本发明所述的一种自寻心质心校准方法，其用于校准质心测量设备，其包括如下步骤：

(a)在地面上放置安全保护装置，所述的安全保护装置带有呈方形布置的4根相同的支撑立柱；待校质心测量设备布置在4根支撑立柱中间，4根支撑立柱高出待校质心测量设备；

(b)在待校质心测量设备上放置质心定位圆盘，质心定位圆盘上开有若干个凹槽，施力球的下半部分可放置在任意一个上述凹槽内，施力球的上半部分露在凹槽外；

(c)自寻心结构位于质心定位圆盘上方，自寻心结构中间为呈正交的“十”字形支架结构，在“十”字形结构的四端对称固定向上延伸的相同的4个支腿；在“十”字形支架的下表面中心处开有弧形槽；

在自寻心结构的4个支腿的端部均连接1个杠杆，每个杠杆上分别加载砝码，使得自寻心结构在垂直的两个方向上的水平度可调节；在加载砝码时，自寻心结构的4个支腿放置在安全保护装置的4根支撑立柱上；

在校准过程中，自寻心结构放置在施力球上，即自寻心结构的“十”字形支架的下表面弧形槽位于施力球上，使得自寻心结构的合力垂直作用在位于施力球所在的质心定位圆盘的凹槽位置处；此时，自寻心结构的4个支腿脱离在安全保护装置的4根支撑立柱上；

(d)将待校质心测量设备的坐标示值与此时施力球放置的质心定位圆盘的凹槽位置中心坐标值进行对比，得到坐标误差。

本发明的效果在于：采用本发明所述的自寻心质心校准装置，具有自寻心功能，可用于采用多点称重法的质心测量设备的校准。支撑立柱对自寻心结构和待校质心测量设备起到保护作用，防止校准设备对被校设备产生意外损伤。自寻心结构的4个支腿的端部杠杆上加载砝码，使得自寻心结构在垂直的两个方向上的水平度可调节。

附图说明

图1为本发明所述的一种自寻心质心校准装置示意图；

图2为自寻心结构接触位置示意图；

图3质心位置示意图；

图4为质心参考值及示值坐标比对图；

图5为各点x、y坐标误差图。