[实用新型]基于上下镜像安装称重传感器的在线全冗余质量质心测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于上下镜像安装称重传感器的在线全冗余质量质心测量装置。

背景技术

质量质心测量装置多应用于各种兵器类飞行器、空间飞行器、火箭以及火箭部段等的质量和质心参数的测量，其中某些应用因其重要性和过程的复杂性，对质量质心测量装置提出了保证高可靠性的在线全冗余要求。比如，卫星和火箭装配过程中的质量和质心参数测试，此类测试按照装配工序分为多个阶段进行，不但测量间隔周期较长而且难以对以往过程进行还原检查，故对质量质心测量装置的可靠性有着极高的要求。

通常一台质量质心测量装置的组成结构主要包括一套秤盘、若干个由称重传感器和支撑机构组成的称量单元、一套信号采集和数据处理显示系统，秤盘及其下方的称量单元按一定尺寸的结构分布，通过其中的称重传感器可检测出秤盘上的被测对象在秤盘上产生的重力分布信号，将该信号进行采集、转换和数据处理便可获得被测对象的质量和质心参数。若要实现质量质心测量装置的在线全冗余，就需要在一台质量质心测量装置上实现两套完整且独立的称量单元和测量系统，对于上述结构的质量质心测量装置，由于信号采集和数据处理显示系统与称量机构之间的关系相对独立，故冗余较容易实现且结构也较为简单，而称量单元由于称重传感器和秤盘及支撑机构之间联系密切，且有一定精度的分布尺寸和结构要求，故其冗余模式则因称重传感器安装方式的不同可以有多种选择，不同的冗余模式在装置结构的复杂性、对测量精度的影响、系统的整体可靠性、使用操作的方便性以及测量数据处理软件的复杂性等方面有着较大的差异。

发明内容

本实用新型提出一种基于上下镜像安装称重传感器的在线全冗余质量质心测量装置。

本实用新型主要设计思路是：实现质量质心测量装置在线全冗余的核心在于称量单元的冗余，其关键是解决称重传感器器的冗余问题，通过采用适用于上下镜像定位和安装的称重传感器可解决称重传感器的冗余，即在不改变称量单元数量的前提下，在每个称量单元上安装一对按上、下方位布置的称重传感器，下方称重传感器按照通常模式来安装，其测力作用端向上；上方称重传感器倒置安装在秤盘上，其测力作用端向下，采用承力耦合部件使上、下称重传感器的测力作用端通过一个作用点同时承力，根据牛顿第三定律，若不考虑承力耦合部件本身的重量，则从上下称重传感器上可同时获得同样大小的力值信号，从而实现了称量单元的冗余。

本实用新型的目的可采用下述技术措施来实现：

本实用新型包括秤盘、环绕秤盘周边设置的若干个组成结构相同的称量单元、基座（或地基）、两套相互独立的称重传感器信号采集电路及数据处理显示系统；所述称量单元包括适用于上下镜像定位和安装的一对称重传感器、支座、固定支座的底座和支座高度调节块；所述一对称重传感器中的上称重传感器安装在秤盘上，所述一对称重传感器中的下称重传感器安装在支座上，所述秤盘和支座上均设有用于安装上、下称重传感器的基准销和定位销孔，所述称重传感器之间通过承力耦合部件以线或面密切接触的方式耦合在一起，所述承力耦合部件被称重传感器的测力部位或测力部位过渡连接部件约束在较稳定的位置和状态，所述高度调节块位于底座和基座之间，并在需要时可通过二者之间的固定螺栓将其约束和固定。

本实用新型中所述支座与底座为一体式结构件；所述承力耦合部件与上、下称重传感器测力部位呈对称、均匀和稳定的线或面接触状态；所述上称重传感器与信号采集电路Ⅰ和数据处理显示系统Ⅰ构成一套独立的测量系统，所述下称重传感器与信号采集电路Ⅱ和数据处理显示系统Ⅱ构成另一套独立的测量系统，所述两套测量系统可同时对某一对象进行质量和质心参数测量，并互为冗余且无需区分主、备部分。