[发明专利]一种质心测量设备

说明书

技术领域

本发明属于测控装置领域，更具体地，涉及一种质心测量设备。

背景技术

水下滑翔机是一种固定翼形、通过浮力引擎驱动的AUV。它能够在不装配传统动力推进装置的前提下，实现滑翔运动。该类型水下航行器具有造价低、能耗小、噪声低、投放回收方便和续航能力强等优点。因此，可以作为可长期部署的水下运载工具或者海洋监测平台，用于水下无线传感网络的布放和信息收集、海洋生物信息监测和特种战斗群的输送等场合。

水下滑翔机在水下航行时的姿态变化是通过调节其质心位置来实现的。下潜时，水下滑翔机的质心调节装置进行轴向调节，使质心前移，水下滑翔机的航行姿态呈“低头”状；上浮时，质心调节装置进行轴向调节，使质心后移，水下滑翔机的航行姿态呈“抬头”状；当水下滑翔机需要转向时，质心调节装置进行周向调节，使质心侧偏，水下滑翔机的航行姿态呈向一侧偏转状。

由此可见，质量特性参数，包括质量、质心等，是水下滑翔机自动控制及测试的重要参数，也是水下装备领域所关心的重要参数。对质量特性参数的精确测量，对水下滑翔机以及此类型的水下航行设备，在缩短其试验与调试周期、降低试验成本、提高控制精度等方面具有重要意义。

目前水下滑翔机质心测量技术方法有悬吊法、扭摆与平行移轴法、静力学平衡法，其中悬吊法结构简单、成本较低，但是操作麻烦、效率低、误差大，仅在对精度要求不高的情况下使用；扭摆与平行移轴法测量精度高、可测量的参数多且被测对象的外形无特殊要求，但其采用的机械结构复杂、对测量环境要求较高，一般在实验室环境中用于精度要求较高的测量，基于此种测量方法的设备一般结构复杂、体积较大，拆卸与重新安装花费时间较长，不便于携带；静力学平衡法测量精度高、结构较为简单，即可适用于实验室也可用于工业生产的某一环节，与扭摆与平行移轴法相比，可测得的质量特性参数较少且被测对象需为回转体外形，结合水下滑翔机自身特点以及其质心测量的需求，本发明基于静力学平衡法提供了一种质心测量装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种结构简单、拆卸方便、功耗低的质心测量设备，由此解决解决现有质心测量设备体积大、质量大、携带不方便、安装和调试过程复杂的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种质心测量设备，包括支撑座，所述支撑座包括下支座和上支座，所述下支座的顶端安装有多个称重传感器模块，该多个称重传感器模块共同承接上支座，所述上支座的顶端安装有径向调节机构，径向调节机构包括固定连接在上支座上的双向丝杆，双向丝杆上连接有用于驱动其旋转的驱动装置，所述双向丝杆上安装有左旋滚珠螺母和右旋滚珠螺母，左旋滚珠螺母和右旋滚珠螺母上分别固定连接有能在上支座上滑动的滑动板，每个滑动板上均安装有一个以上用于承接被测物体的支撑滚轮，所述支撑座上还安装有倾角仪、用于接收倾角仪信号的通信模块、用于限制被测物体沿垂直于双向丝杆轴向方向移动的定位座和用于测量被测物体转动角度的角度测量装置。

优选地，所述下支座包括下支撑板及安装在下支撑板底端的多个可调底脚。

优选地，所述上支座包括上支撑板及放置在上支撑板上的一根以上的导轨，所述滑动板通过导轨滑块连接在上支座的导轨。

优选地，所述称重传感器模块的数量为四个，该四个称重传感器呈长方形布置，所形成的长方形的一条边与支撑滚轮的轴线平行。

优选地，所述称重传感器模块的数量为三个，该三个称重传感器呈三角形布置，所形成的三角形的一条边与支撑滚轮的轴线平行。

优选地，所述角度测量装置包括安装在支撑座上的激光位移传感器及安装在其中一个滑动板上用于检测两个滑动板上支撑滚轮之间距离的拉绳位移传感器。

优选地，每块滑动板上安装的支撑滚轮的数量为两个，安装的四个支撑滚轮呈长方形布置，所述的拉绳位移传感器的轴线与其中一个支撑滚轮的轴线组成的平面为竖直平面。

优选地，所述定位座包括安装在支撑座上的连接杆及安装在连接杆上的基准竖板，所述基准竖板与双向丝杆的轴线平行。

优选地，所述称重传感器模块包括传感器安装架及安装在传感器安装架上的称重传感器，所述称重传感器为波纹管式称重传感器。

优选地，所述驱动装置为手轮或电机。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)结构简单、拆卸方便：整个装置的结构比较简单，大大降低了拆卸和重新组装的难度；