[发明专利]3乘3式三点测力质心台系统

说明书

技术领域

本发明属于航天器总装测试技术领域，具体来说，涉及一种用于大型航天器质量质心测量的系统。

背景技术

质量特性参数是物体与质量有关的一系列力学特性参数。质量特性包括质量、质心位置、相对于给定坐标系的转动惯量和惯性积，是描述产品力学特性的基本固有特性参数。在航天器的研制中，需要通过试验来确定这些参数，并根据设计要求对这些参数进行必要的调整。

目前国内的三点测力式质心测试设备量程较低，不能满足大型航天器质量质心测试任务（如重量17000kg，称重精度1kg，力矩测量精度1kgm）。为了扩大质心台的测试量程，如果选用标准大量程的传感器（量程10000kg，精度0.03%）则会产生较大的量程冗余（量程为3*10000=30000kg），且测试精度较低（称重精度7.4kg，力矩测量精度4.2kgm）。如果选择多点（大于三点）测质心法，会由于传感器变形不一致或质心台台面变形等因素，导致传感器的非线性受力，产生较大的误差甚至错误。因此，能够实现大量程、高精度质心测量的测试设备成为国内质心测试能力提高的瓶颈。

 

发明内容

为了满足大量程、高精度的质心测试需求，本发明人巧妙地对现有三点测力方式进行改进，通过以原测力点为圆心在其附近同圆周地设置三个卫星测力点来代替该测力点，从而完成了本发明。

本发明的3乘3式三点测力质心台系统，包括用于承载试件重量的上台面、三个传感器组合体、辅助支撑及用于固定传感器组合体和辅助支撑的下台面，三个传感器组合体和辅助支撑设置在上台面与下台面之间，辅助支撑用于试件和/或工装吊装上质心台的上台面时防止产生冲击和横向力，上台面结构为钢铝复合台面，钢台面提供承载试件与其上表面的连接接口，其下为铝台面，将承载试件重量精确传递到同一圆周上呈120o角分布的三个传感器组合体上，其中，每个传感器组合体由主支撑组件、上连接板、三个小量程标准传感器及其支撑组件和下连接板组成，主支撑组件包括螺接在上台面下表面调节上台面上下移动的升降调节机构、钢球及支撑钢球的支撑座，钢球与升降调节机构下表面球窝接触，将质心台上台面的上表面所受力通过支撑座传递到上连接板上；上连接板作为小量程标准传感器的承力部件，将其所受的力平均分解到其上；三个小量程标准传感器通过支撑组件承载上连接板，并与支撑组件在同一圆周上呈120o角分布；下连接板连接到质心台下台面上，以用于小量程标准传感器的安装、调整及固定。

其中，小量程标准传感器为量程2200kg、精度0.01%的标准传感器。

其中，上下连接板为相同形状的三角板，且三个小量程标准传感器呈L形，L形的长边与三角板的三条边分别平行。

其中，辅助支撑的数量也为三个，同样设置在同一圆周上对上台面进行支撑。

其中，每个传感器组合体的三个小量程标准传感器对应地连接到相应测量仪上进行质量质心位置计算。

本发明的优点在于，通过三个同圆心设置的小量程标准传感器构成的传感器组合体结构，扩大了质心台的测量量程（量程19800kg），保证了较高的精度（质量精度1kg，力矩精度1kgm），满足了大型航天器质量质心测量需要。

附图说明

图1 为本发明的3乘3式三点测力质心台系统的示意图；

其中，1为上台面；2为下台面；3为传感器组合体；4为辅助支撑。

图2为本发明的3乘3式三点测力质心台系统中传感器组合体的结构示意图；

其中，21为主支撑组件；22为上连接板；23为三个小量程标准传感器；24为支撑组件；25为下连接板。

图3为本发明的3乘3式三点测力质心台系统的测试示意图。

 

具体实施方式

以下参照附图对本发明的3乘3式三点测力质心台系统进行详细说明，但该描述仅仅是示例性的，并不旨在对本发明的保护范围进行任何限制。

参照图1，图1示例地说明了本发明的3乘3式三点测力质心台系统。该测力质心台包括上台面1、传感器组合体3、辅助支撑4及下台面2，上台面1结构为钢铝复合台面，钢台面提供试件与其上表面的连接接口，其下为铝台面，将承载试件重量精确传递到同一圆周上呈120o角分布的三个传感器组合体上。传感器组合体3将重量精确传递到同一圆周上呈120o角分布的小量程标准传感器上，通过传感器组合体3进行质量质心位置计算。辅助支撑4用于试件及工装吊装上质心台时防止产生的冲击损坏传感器，防止产生的横向力引起质心台位置的偏移等。下台面2用于传感器组合体3及辅助支撑4的固定。