[发明专利]一种用于风洞天平校准系统的加载架初始定位装置及方法

权利要求书

1.一种用于风洞天平校准系统的加载架初始定位装置，其特征在于：包括设置在地基(9)上的激光跟踪仪(2)、外钢架(5)、内钢架(6)、力源变比杠杆(7)和机电式加载力源(8)，外钢架(5)套装在内钢架(6)外侧，力源变比杠杆(7)和机电式加载力源(8)建立连接，还包括加载架坐标系复现装置(3)和六自由度运动机构(4)，六自由度运动机构(4)安装在内钢架(6)上端，加载架坐标系复现装置(3)安装在六自由度运动机构(4)底部；

还包括十二个第一靶球靶座，外钢架(5)的后方两个支柱、前方左侧一个支柱和内钢架(6)的前方两个支柱、后方右侧支柱上均设置有2个第一靶球靶座；

所述加载架坐标系复现装置(3)左右两侧四个端点和中部上均具有一个第二靶球靶座。

2.根据权利要求1所述的一种用于风洞天平校准系统的加载架初始定位装置，其特征在于：所述六自由度运动机构(4)包括静平台(41)、直线电动推杆(42)、动平台(43)和电动直线滑轨(44)，直线电动推杆(42)一端与静平台(41)球铰，直线电动推杆(42)另一端与动平台(43)球铰，电动直线滑轨(44)设置在动平台(43)底部，电动直线滑轨(44)的滑块上安装有加载架坐标系复现装置(3)。

3.根据权利要求2所述的一种用于风洞天平校准系统的加载架初始定位装置，其特征在于：所述十二个第一靶球靶座均为1.5英寸的靶球靶座。

4.根据权利要求3所述的一种用于风洞天平校准系统的加载架初始定位装置，其特征在于：所述加载架坐标系复现装置(3)上的第二靶球靶座均为0.5英寸的靶球靶座。

5.一种用于风洞天平校准系统的加载架初始定位方法，其特征在于：

步骤一：将外钢架(5)和内钢架(6)固定于地基(9)上，并将六自由度运动机构(4)固定于内钢架(6)的上端内表面；

步骤二：将十二个1.5英寸的第一靶球靶座固定于外钢架(5)和内钢架(6)上；

步骤三：再将五个0.5英寸的第二靶球靶座固定于加载架上，构成加载架坐标系复现装置(3)；

步骤四：将被校准天平和支杆安装于电动直线滑轨(44)的滑块上，并连接加载架坐标系复现装置(3)于被校准天平的测量端；

步骤五：激光跟踪仪(2)固定在可以观察到十二个1.5英寸的第一靶球靶座和加载架坐标系复现装置(3)的位置，通电预热；

步骤六：利用激光跟踪仪测头和十二个1.5英寸的第一靶球靶座，逐个测量获得十二个1.5英寸第一靶球靶座在激光跟踪仪坐标系下的坐标值；

步骤七：根据十二个1.5英寸第一靶球靶座在力源坐标系下的原始坐标值和步骤六测得的数据，复现建立力源坐标系；

步骤八：利用激光跟踪仪(2)测头和加载架坐标系复现装置(3)上五个0.5英寸的第二靶球靶座，逐个测量获得加载架坐标系复现装置(3)的五个0.5英寸的第二靶球靶座在力源坐标系下的坐标值；

步骤九：根据加载架坐标系复现装置(3)上五个0.5英寸的第二靶球靶座在加载架坐标系下的原始坐标值和步骤八测得的数据，复现建立加载架坐标系；

步骤十：将步骤九复现建立的加载架坐标系向步骤七复现建立的力源坐标系转动和平移拟合，获得所需的三个转动角度值和三个平移数值；

步骤十一：比较判断步骤十获得的三个转动角度值是否都小于5″和三个平移数值是否都小于0.03mm；

步骤十二：当不满足步骤十一的要求，将步骤十获得的数值直接导入六自由度运动控制软件，控制驱动六自由度运动机构(4)带动被校准天平和加载架转动和平移，重复步骤八至步骤十一，直到步骤十获得的三个转动角度值和三个平移数值满足步骤十一的要求。

6.根据权利要求5所述的一种用于风洞天平校准系统的加载架初始定位方法，其特征在于：所述激光跟踪仪(2)测量并保存十二个1.5英寸第一靶球靶座在力源坐标系下的原始坐标值；

所述步骤三中的加载架坐标系复现装置(3)是指在加载架加工完成后，固定布置于加载架上的五个0.5英寸的第二靶球靶座，利用三坐标机测量并保存五个0.5英寸的第二靶球靶座在加载架坐标系下的原始坐标值。