[发明专利]一种多分量力组合校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种校准方法，特别涉及一种多分量力组合校准方法，属于力学力值、力矩校准技术领域。

背景技术

目前，多分量力测量仪表能同时检测到三维空间的全力信息已广泛应用于航空、航天及装甲车等制造和测试领域。如：矢量推力发动机能够为战斗机提供大仰角下的机动能力，即矢量发动机输出以及传动件受到的都是多分量力，舰载机及直升机的各关键部位以及配套设备的受力状况测试及分析中应用的也是多分量力，汽车在行驶过程中，轮毂受到的也是多分量力等等。

但是，目前多分量力测量仪表的校准基本上还局限于单方向的力值校准，通过改变多分量力测量仪表的位置来实现多个分量的校准，校准过程繁琐，也不能真实反映实际使用过程中的多分量力的耦合测量状态。即使个别装置可实现多分量力传感器及测试系统的多分量组合校准，但相对来说，各分量的量程(尤其是侧向力和扭矩分量)较窄，，不能实现单独的力矩加载，不能满足多分量力传感器的校准需求，多分量力组合校准方法的研究在国内尚处于空白。

发明内容

本发明的目的在于解决目前多分量力测量仪表的校准只能实现单方向的力值校准，即使个别装置可实现多分量组合校准，但多分量组合方式较少，提供一种多分量力组合校准方法，以弥补现有校准方法的不足。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多分量力组合校准方法，其特征在于，包括Z向校准、X向校准和Y向校准，以坐标系XOY为水平面，所述Z向校准位于水平面上方，可以沿Z轴正负方向移动，所述X向校准和Y向校准位于水平面上X向校准可以沿Y轴正负方向移动,Y向校准可以沿X轴正负方向移动；

所述Z向校准包括位于中心位置的主Z向力F_Z的校准和位于F_Z周向均布的四个Z向分力：F_Z1、F_Z2、F_Z3、F_Z4，四个Z向分力分别与一定力臂形成绕水平X轴的正力矩M_X+校准、负力矩M_X-校准和绕水平Y轴的正力矩M_Y+校准、负力矩M_Y-校准；

所述X向校准包括位于水平X轴正负两端的主X正向力F_X+的校准和主X负向力F_X-的校准，以及在F_X+和F_X-两侧对称分布的X向分力F_X1、F_X2和F'_X1、F'_X2与一定力臂形成的绕Z轴的正力矩M_Z+校准、负力矩M_Z-校准；

所述Y向校准包括位于水平Y轴正负两端的Y正向力F_Y+的校准和Y负向力F_Y-的校准；

F_Z、F_Z1、F_Z2、F_Z3、F_Z4、F_X+、F_X-、F_X1、F_X2、F'_X1、F'_X2、F_Y+、F_Y-都能实现力值校准，通过对这十三个力独立或组合施力实现F_X、F_Y、F_Z、M_X、M_Y、M_Z分量的单独或组合校准。

作为优选，F_X、F_Y、F_Z、M_X、M_Y、M_Z分量的单独或组合校准方法如下：

(1)单个分量校准情况：

力矩校准：

同时施加大小相等的X向分力F_X1(11)、F'_X1(11’)实现M_Z+的校准；

同时施加大小相等的X向分力F_X2(12)、F'_X2(12’)实现M_Z-的校准；

力值校准：