多点布站式质心测量装置及测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108007643A(43)申请公布日2018.05.08(21)申请号201810061354.5(22)申请日2018.01.22(71)申请人北京卫星环境工程研究所地址100094北京市海淀区友谊路104号(72)发明人杜晨陈勉徐在峰赵科王洪鑫(51)Int.Cl.G01M1/12(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称多点布站式质心测量装置及测量方法(57)摘要本发明公开了一种多点布站式质心测量装置，包括三点测力式质心台、多台移动式称重单元以及托架，试件的两端支撑在托架的圆弧形铝托上，托架与三点测力式质心台进行紧固连接，多台移动式称重单元分别放置于托架底部的支撑位置，移动式称重单元与托架之间设置钢球，形成线接触，保证移动式称重单元相对于试件机械坐标系的位置精度。本发明减小了托架的变形，大幅降低工装重量，增大有效载荷，充分利用传感器的高精度工作范围，同时，提高了测试工装的通用性，降低测试工装生产研制成本和周期。CN108007643ACN108007643A权利要求书1/1页1.多点布站式质心测量装置，包括：三点测力式质心台、多台移动式称重单元以及托架，大型试件的两端支撑在托架的圆弧形铝托上，托架与三点测力式质心台进行紧固连接，保证了试件的机械坐标系与质心台的位置关系，其特征在于，多台移动式称重单元分别放置于托架底部的支撑位置，移动式称重单元与托架之间设置钢球，形成线接触，保证移动式称重单元相对于试件机械坐标系的位置精度。2.如权利要求1所述的测量装置，其中，移动式称重单元由钢球、转接板、丝杆升降机和秤重模块组成，钢球位于丝杆升降机顶部的转接板上部的球窝里，球心位于丝杆升降机的丝杆轴线上，丝杆升降机底部支撑在秤重模块的上接口板上，秤重模块由上接口板、3个摇柱、3个秤重传感器、3个垫块、下接口板和保护螺栓组成，上接口板底部设置三个摇柱，且摇柱底部分别对应设置在3个秤重传感器上，称重传感器底部通过垫块支撑在下接口板上且三个称重传感器的受力点位于同一个圆周上，并且成120°分布，丝杆升降机的丝杆轴线通过圆心，保证从钢球传下来的力，通过圆心。3.如权利要求1所述的测量装置，其中，上下接口板的侧面通过保护螺栓进行固定连接以对称重单元结构进行支撑和保护。4.如权利要求1所述的测量装置，其中，3个秤重传感器采用平行排列形式，即秤重传感器安装摇柱的位置分别位于秤重传感器固定螺栓的左、右、左侧。5.如权利要求1所述的测量装置，其中，所述紧固连接是通过定位销和连接螺栓进行紧固的。6.如权利要求1所述的测量装置，其中，多台移动式称重单元分别放置于托架底部四个角处的支撑位置。7.使用权利要求1-6任一项所述测量装置进行卫星纵向质心测试的方法，包括以下步骤：(1)使用非接触式精度测量方式测量托架与质心台对接接口，并建立测试坐标系；(2)测量托架四个角与移动式称重单元接触点在测量坐标系下的坐标值，分别记为(yi，zi，i＝1，2，3，4)；(3)现场测量阶段，将托架与三点测力式质心台对接，记录质心台的三个传感器的读数，记为(G01、G02、G03)，三点测力式质心台的三个传感器在测试坐标系下的坐标为(Yi，Zi，i＝1，2，3)；(4)现场测量阶段，将大型航天器试件与托架对接，将4个移动式称重单元放置在托架的四个角，调节丝杆升降机，同时观察质心台的三个传感器的读数，记为G1i，i＝1，2，3，使质心台的三个传感器的读数大致相等，保证试件被测量轴处于水平状态；此时，记录质心台的三个传感器的读数G1i，i＝1，2，3和4个移动式称重单元的读数，记为Pi，i＝1，2，3，4；(5)根据下列公式计算出试件纵向质心Zc2CN108007643A说明书1/4页多点布站式质心测量装置及测量方法技术领域[0001]本发明属于航天器总装测试技术领域，具体而言，本发明涉及一种针对大型航天器沿长度方向质心(纵向质心)测试，提高测试能力的测量装置，以及使用该装置进行测量的方法，本发明适用于轨道车辆、火箭箭体等领域中，完成相关产品的质心测试。背景技术[0002]目前，大型试件质心测试时，主要采用三点测力式质心台。在测量大型试件纵向质心时，需要使用质量、体积很大的纵向测试工装，即托架。试件圆柱两端停放在托架的圆弧形铝托上。[0003]目前，大型试件纵向质心测试方法存在以下问题：[0004]1)三点测力式质心台的承载能力限制：为保证试件质心测试精度，特别是横向质心精度，在三点测力式质心台设计时，优先选择满足横向质心测量精度的较小量程高精度的秤重传感器作为敏感元器件，三点测力式质心台承载能力受到一定限制。[0005]2)托架自身质量较大：为保证测试精度，必须减小托架两端变形。因