[发明专利]一种多维力及科氏加速度演示测量仪

说明书

本发明公开了一种多维力及科氏加速度演示测量仪，包括：球形结构、圆盘、固定件、测量物、多维力传感器、直线滑轨和数控设备；其中，球形结构与数控设备连接，数控设备驱动球形结构沿竖直轴转动；圆盘通过固定件设置在球形结构内部，圆盘可拆卸；圆盘通过角度调节轴与球形结构连接，当松开所述固定件时，角度调节轴可带动所述圆盘在球形结构内转动；多维力传感器分别与测量物和数控设备连接，多维力传感器在数控设备的驱动下带动测量物在所述条形轨道上做直线往复运动，多维力传感器将测量结果发送给数控设备；直线滑轨通过螺栓固定在所述圆盘上。通过球形结构以及处于中心平面的可角度调节的中心圆盘，能够模拟地球上真实物体运动轨迹。

技术领域

本发明涉及一种力学数据演示测量装置，具体涉及一种多维力及科氏加速度演示测量仪。

背景技术

随着科学技术的不断发展，我国远程火箭技术发展解决了“打得到”的问题，但在精确打击方面，依然落后于美、俄等军事强国。我国远程火箭研制工作的重点将放在提高其命中精度上。在远程火箭机动发射过程中，实际发射点和标称发射点的不同会产生发射点大地经度偏差、大地纬度偏差和高程偏差。

因此，开展发射初态科氏加速度误差影响规律的研究对提高远程火箭命中精度具有重要意义。对于在初态误差影响下远程火箭落点预报问题，由于飞行动力学具有很强的非线性，一般需要进行数值积分通过弹道求差获取落点偏差，然后通过大量仿真计算(蒙特卡罗抽样方法)实现对落点的统计分析。但是，在采用蒙特卡罗进行模拟计算时，为了使统计值达到足够的精确程度，通常需要几千次随机采样解的计算，这需要消耗大量的计算时间，不利于初态误差传播特性的快速性分析。于是，为了降低成本和时间，寻找一种高效的方法进行系统加速度误差统计特性分析显得尤为重要。因此，开展发射初态科氏加速度误差对特征参数的高精确快速估计方法对于提高远程火箭命中精度意义重大。本设计主要展开发射初态科氏加速度误差对弹道设计、导航计算、制导精度、误差统计特性的影响研究，在理论上和工程应用上为提高远程火箭打击精度提供有力支持。

然而，现有的多维力及科氏加速度演示测量仪无法真实模拟地球上的物体在运动过程中受到的多维力及科氏加速度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的多维力及科氏加速度演示测量仪无法真实模拟地球上物体在运动过程中受到的多维力及其科氏加速度。目的在于提供一种多维力及科氏加速度演示测量仪，解决现有的多维力及科氏加速度演示测量仪无法真实模拟地球上的物体在运动过程中受到的多维力及科氏加速度的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种多维力及科氏加速度演示测量仪，包括：球形结构、圆盘、固定件、测量物、多维力传感器、直线滑轨和数控设备；所述球形结构与所述数控设备连接，所述数控设备驱动所述球形结构沿竖直轴转动；所述圆盘通过所述固定件设置在所述球形结构内部，所述圆盘可拆卸；所述圆盘通过所述角度调节轴与所述球形结构连接，当松开所述固定件时，所述角度调节轴可带动所述圆盘在所述球形结构内转动；所述多维力传感器分别与所述测量物和所述数控设备连接，所述多维力传感器在所述数控设备的驱动下带动所述测量物在所述条形轨道上做直线往复运动，所述多维力传感器将测量结果发送给所述数控设备；所述直线滑轨通过螺栓固定在所述圆盘上。

与现有技术相比，本发明可真实模拟地球上的物体在运动过程中受到的多维力及运动物体的科氏加速度。通过构造一个球形结构模拟地球，利用数控设备驱动该球形结构沿竖直轴转动，从而模拟地球自转。由于设置在球形结构内部的圆盘通过固定件与球形结构固定连接，因此当球形结构转动时圆盘会随球形结构一起转动，同时在数控设备的驱动下，测量物在设置于圆盘表面的条形轨道上做往复直线运动，从而可准确地模拟测量物在多维力及科氏加速度的作用下的运动轨迹。此外，由于圆盘可通过角度调节轴在球形结构内转动，因此调节圆盘不同的角度可真实模拟物体在地球的不同纬度上的运动轨迹，也可通过多次调节测量物体在不同位置的多组数据，进而提高测量的准确度。