[实用新型]失重状态下质量测量仪

说明书

本实用新型公开失重状态下质量测量仪，包括测量仪主机、承重支架和底座安装架；所述测量仪主机具有振动自由端和安装固定端；所述安装固定端与所述底座安装架固定连接，所述振动自由端与所述承重支架活动连接，所述承重支架与所述振动自由端的相对位置沿所述振动自由端的振动方向固定不变，所述承重支架与所述振动自由端的相对位置沿垂直于所述振动自由端的振动方向可变。本实用新型结构设计紧凑、重量轻、工作可靠，可实现失重情况下人体或其他物体质量的准确测量。

技术领域

本实用新型涉及航天计量技术领域。具体地说是失重状态下质量测量仪。

背景技术

由于没有重力的存在，在太空失重环境下测量宇航员人体质量与地面上存在很大的不同，不能用一般的体重秤进行测量。在失重环境下进行质量测量的思路都是使物体运动起来，测量物体运动时与质量有关的物理量参数实现质量测量。目前国内外研究的主要方法可以分为三类：弹簧振子原理，牛顿第二定律，动量定理。

利用牛顿第二定律的方法测量质量，相比较于振动原理测质量的方法，在物体的非刚性影响方面较小，容易得到较高的精度，但是对于匀加速直线运动，运动的行程比较短，需要控制装置稳定的运动并且准确测量加速度难度较高。如果采用圆周运动，所需空间比较大，不适合空间站、飞船等狭小空间。

应用动量定理测量质量，使物体运动跟力传感器产生碰撞，测量物体碰撞前后的速度，再根据力传感器测量得到的力进行时间积分，可以计算出待测的质量。动量定理测质量的方法目前还停留在概念阶段，还没有经过在轨验证，该方法还是存在很多困难：①一般需要同时测量力和速度两个量，对测量提出了更高的要求。②一般会产生碰撞，对于人体测量可能会产生不适，并且碰撞会导致非刚体产生不规则运动，影响速度和力的测量。③碰撞过程需要对运动和摩擦进行严格的控制，实现起来有一定的难度。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种失重状态下质量测量仪。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

失重状态下质量测量仪，包括测量仪主机(100)、承重支架和底座安装架(1)；所述测量仪主机(100)具有振动自由端和安装固定端；所述安装固定端与所述底座安装架(1)固定连接，所述振动自由端与所述承重支架活动连接，所述承重支架与所述振动自由端的相对位置沿所述振动自由端的振动方向固定不变，所述承重支架与所述振动自由端的相对位置沿垂直于所述振动自由端的振动方向可变。

上述失重状态下质量测量仪，所述承重支架包括支架主干，所述振动自由端上安装有连接轴承座(11)和防转动销(14)；所述支架主干穿过所述连接轴承座(11)上的上下浮动孔(13)，并且所述支架主干的外表面上开设有沿所述支架主干轴线方向的上下浮动滑槽(12)，所述防转动销(14)的一端穿过所述连接轴承座(11)上的销孔并伸入到所述上下浮动滑槽(12)内，所述防转动销(14)与所述连接轴承座(11)之间螺纹连接。

上述失重状态下质量测量仪，所述测量仪主机(100)包括底座(01)、支架(09)、固定圈(06)、弹簧振动机构、转动限位机构和周期计算机构；所述支架(09)的两端分别与所述底座(01)和所述固定圈(06)固定连接，所述弹簧振动机构的底部固定安装在所述底座(01)上，所述弹簧振动机构的顶部穿过固定圈(06)，所述转动限位机构包括固定限位部件和移动导向部件，所述移动导向部件固定安装在所述弹簧振动机构上，所述固定限位部件固定安装在所述支架(09)上；所述周期计算机构包括固定部件和移动部件，所述周期计算机构的固定部件安装在所述支架(09)上，所述周期计算机构的移动部件安装在所述弹簧振动机构上。