CN102788660A - 通用质量质心测量平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞行器通用测量领域，具体公开了一种通用质量质心测量平台。采用双平台结构，双面分担待测件的测量，较以往的测量设备通用性、实用性更强；在上下平台之间设计由滑轨、连接杆等组成了倾翻结构，使得在上的测量平台能够翻转所需的角度，从而推算出相应的参数，完成轴向质心测量，最终实现一次装卡，就能测得测量截面为一定范围内的不同形状的待测件的质量以及各方向质心的测量；进一步的，在底座边上安装两套传感器，针对不同的待测件，选择合适的传感器设备测量，避免了重复更换设备，重复安装的问题；同时通过千斤顶、丝杆、同步机构的配套设计，保证了在测量平台不工作时设备的安全放置，保证传感器等设备不受损伤。

Description

通用质量质心测量平台

技术领域

本发明属于飞行器通用测量领域，具体涉及一种质量质心测量平台。 

背景技术

现代化飞行器都是由多部件组装而成，组装后的飞行器的质量、质心测量是总装中的关键过程。测量结果对分析飞行器的动态特性、产品起吊、运输等具有重要意义，且测量精度对飞行器整体飞行姿态的控制及控制的准确度有很大的影响，因此，研究飞行器的质量质心测量是非常必要的。 

现有测量飞行器的质量质心的方法： 

测量飞行器质心包括测量横向两质心和轴向质心。现有两种测量装置及方法： 

1.一台测量平台配备一套工装，分两个步骤、一次装卡飞行器来完成质量质心测量。如图1a所示，工装由固定架32、旋转架33、转轴34和销35构成，安装在测量台36上。固定架32有一个销孔，旋转架33中有两个销孔。 

第一步是将被测件竖直安装在工装中的旋转架33上，可测得被测件质量和横向两个质心，第二步是将销35从销孔A和销孔C中拔出，旋转工装中的旋转架33，使被测件随着旋转架33一起旋转90°可测量其轴向质心。 

但由于此平台接触被测件的旋转架33尺寸一定，只能测量形状规范的单一尺寸产品，且测量轴向质心需要强制旋转90°，不适合质心偏上的细长产品的测量。因此，此种方法，无法满足测量的通用性。 

2.一台测量平台配备两套或多套工装。分两个步骤、二次装卡来完成被测件的质量质心测量。如图1b所示，工装由转接架37、定位块38和辅助架39构 成。 

第一步将转接架37安装在测量平台上，再将被测件装卡在转接架37上，测量被测件的质量和横向质心。 

第二步将被测件从转接架37拆下，再从测量台上拆下转接架37，用新的转接架替代原有转接架37安装在测量台36上，再将被测件在空中翻转90°安装在新的转接架上，测量被测件的轴向质心。 

跨越式发展的飞行器在质量质心测量上面临的瓶颈： 

一、当前，需要测量质量质心的飞行器型号及部段有15种左右，其截面直径在Φ1.4m～Φ3.35m范围，且部分型号部段的截面有突兀组件。不同型号飞行器或同一型号飞行器不同部段的体型差异较大，接口不同、质量不同、精度要求不同，需要为其单独配备合适的测量平台。 

二、近年来，飞行器发展迅猛，各类型号高密度生产、发射。为满足这样的发展速度，需要高频率地使用相关测量设备。高频率地使用会造成测量设备部件受损，且设备维修周期较长，还需要投入不菲的人力、物力和财力。 

将每个型号的测量台都做好备份也是一种方案，却不现实，因为型号众多，如果都选购备份测量台，需要消耗更多的资本，且占地较多，维护较难。 

所以，一台能够满足多型号飞行器质量质心测量的通用平台亟待研发投产。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种通用性强、一次性装卡即能测量多型号飞行器的质量以及各方向质心的通用质量质心测量平台。 

本发明的技术方案如下： 

一种通用飞行器质量质心测量平台，它包括底座，所述底座的中轴上设有导轨和滑动丝杠，该滑动丝杠上设有滑块，该滑块与连接杆的一端连接，在底 座边缘均匀的间隔设有传感器和千斤顶；相邻两个千斤顶为一组，每组的两个千斤顶之间设有丝杠和同步机构I，所述两个同步机构I之间设有丝杠和同步机构II，在底座边上还设有手柄，所述的同步机构II和手柄之间通过丝杠连接；所述的底座上方设有双层环状结构平台，每层平台的侧面均为圆锥面，两层平台之间的一侧设有连接板，连接板上设有卷簧转轴，另一侧设有定位板，定位板上设有连接孔，该连接孔内放置销子将上下平台位置锁定；所述的定位板与连接杆的另一端连接；所述的双层环状平台的下表面对应传感器的位置设有传感器接口。 

在上述通用质量质心测量平台中：所述双层平台包括第一平台和第二平台，所述的第一平台的最大测量半径小于第二平台的最小测量半径，并且第一平台位于第二平台之上。 

在上述通用质量质心测量平台中：所述双层平台包括第一平台和第二平台，所述的第一平台的最大测量半径小于第二平台的最小测量半径，并且第二平台位于第一平台之上。 

在上述通用质量质心测量平台中：所述的定位板设有三个连接孔，连接孔的间隔距离根据双层平台之间的夹角确定，在上下两侧的定位板分别选取一个连接孔，使得通过选中的两个连接孔能够竖直方向固定连接一个定位支杆。 

在上述通用质量质心测量平台中：所述的滑块上固定设有滑动平板，其上设有连接板，该连接板与所述的连接杆连接，所述的滑动平板还固定设有支撑挡板，该支撑挡板上固定设有支撑销钉。 

在上述通用质量质心测量平台中：在所述的双层平台与待测量件安装的上表面上设有槽，在槽内底部加工通孔，在槽内设有连接块，所述的连接块的中心设有销孔和销钉孔，并且所述的销孔和销钉孔的位置与槽内底部的通孔位置 对应。 

在上述通用质量质心测量平台中：所述的底座安装传感器的四个边上设有小滑道，在该小滑道第一传感器和第二传感器，使得第一传感器和第二传感器在小滑道上滑动。 

本发明的显著效果在于：采用双平台结构，双面分担待测件的测量，较以往的测量设备通用性、实用性更强；在上下平台之间设计由滑轨、连接杆、转轴等组成了倾翻结构，使得上下平台间可产生一定角度，利用此角度和其质心的水平投影参数，可推算出相应的参数，完成轴向质心测量，最终实现一次装卡，就能测得测量截面为一定范围内的不同形状的待测件的质量以及各方向质心的测量；进一步的，在底座边上安装两套传感器，针对不同的待测件，选择合适的传感器设备测量，避免了重复更换设备，重复安装的问题；同时通过千斤顶、丝杆、同步机构的配套设计，保证了在测量平台不工作时设备的安全放置，保证传感器等设备不受损伤。 

附图说明

图1a为现有技术中一台测量平台配备一套工装结构示意图； 

图1b为现有技术中一台测量平台配备两套或多套工装结构示意图； 

图2为本发明的底座结构示意图； 

图3为本发明的通用质量质心测量平台整体结构示意图； 

图4为上下平台俯视结构示意图； 

图5为连接杆与滑块连接局部放大图； 

图6a为连接块结构俯视图； 

图6b为图3的A-A剖视图； 

图6c为第一平台安装连接块处结构示意图； 

图6d为第一平台与连接块安装示意图； 

图7为当待测件的直径较小时，本发明工作时的示意图； 

图8为当待测件的直径较大时，本发明工作时的示意图。 

图中：1.底座；2.导轨；3.滑动丝杠；4.滑块；5.千斤顶；6.第一传感器；7.第二传感器；8.小滑道；9.丝杠；10.同步机构I；11.同步机构II；12.手柄；13.第二平台；14.第一平台；15.支撑筋板；16.支撑块；17.传感器接口；18.定位板；19.连接孔；20.滑动平板；21.卷簧转轴；22.连接板；23.连接杆；24.支撑挡板；25.支撑销钉；26.地撑；27.连接块；28.销孔；29.销钉孔；30.定位支杆；31.槽；32.固定架；33.旋转架；34.转轴；35.销；36.测量台；37.转接架；38.定位块；39.辅助架。 

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。 

如图2所示，所述的底座1为一个正八角形的环状结构，在底座1的中轴上固定安装导轨2，在该导轨2上安装有滑动丝杠3，滑动丝杠3上安装有滑块4，外侧加工有螺纹，该滑块4内侧加工有螺纹，使得滑块4能够在滑动丝杠3上移动。在底座1间隔的4个边的中间位置分别放置传感器，本实施例当中，为了针对不同的测量对象，设计了两种交替使用的传感器，第一传感器6和第二传感器7，在相应的边上安装小滑道8，利用小滑道8将第一传感器6和第二传感器7安装，使两者能够在小滑道8上滑动。若使用第一传感器6，则将其移至所在边的中间位置，同样，使用第二传感器7时，将其移至所在边的中间位置。 

在底座1另外的间隔的4个边上的中间位置分别放置有一个千斤顶5，在安装传感器的一个边上固定安装手柄12。四个千斤顶5相邻的两个为一组，每组 的两个千斤顶5之间上安装丝杠9，丝杠9上安装同步机构I 10，两个同步机构I 10的之间安装丝杠9和同步机构II11，在同步机构II11和手柄12之间安装丝杠9。 

如图3和图4所示，为了稳固放置本测量平台在底座1上利用螺钉固定地撑26。在底座1的上方通过千斤顶5放置第二平台13和第一平台14，所述的第二平台13为环状结构，其侧面圆锥面，在其上下底板之间安装有支撑筋板15。同样所述的第一平台14也为环状结构，侧面也为圆锥面，在第一平台14的侧面固定焊接有支撑块16，所述的支撑块16的上表面和第二平台13的下底板上均安装有传感器接口17，且传感器接口17位置与底座1上安装的传感器位置对应。所述的第一平台14的最大测量半径小于第二平台13的最小测量半径。 

如图3所示，第一平台14下底板、第二平台13的上底板上分别焊接连接板22，连接板22上加工销孔，销孔内安装卷簧转轴21，利用卷簧转轴21使上、下平台可绕轴翻转。另外在第一平台14的下底板上和第二平台13的上底板上，分别通过螺钉固定安装两块定位板18，因此，上下平台之间就有四块定位板18，2个固定在第一平台14的下底板，另外2个固定在第二平台13的上底板上。在每块定位板18的向内一侧加工有销孔，定位板18的底板上加工有连接孔19。 

如图3和图5所示，在底座1的直线导轨3上套装有滑块4，该滑块4上固定安装有滑动平板20，其上固定安装连接板22，连接板22上加工销孔，连接板22通过销孔、销与连接杆23的一端连接，所述的连接杆23位于上下平台的环形内，并且该连接杆23的另一端与第一平台14上的定位板18通过销孔和销连接。本实施例当中，为了对连接杆23进一步辅助支撑，在连接杆23所在滑动平板20上固定安装了支撑挡板24，在支撑挡板24上固定安装支撑销钉25。 

如图3和图6a～图6d所示，在第一平台14的上表面上还安装有连接块27， 所述的连接块27中间开有销孔28，销孔28的两侧加工有销钉孔29，在第一平台14的上表面加工有与连接块27形状相适配的槽31，槽31底部对应销孔28和销钉孔29的位置也加工成通孔。在销钉孔29内旋入销钉，利用销钉孔和销钉，使连接块27安装在第一平台14上；利用销孔28和待测件底面的自带销子，连接待测件和连接块；最终，使待测件与平台连接。可以根据待测件的不同，将销孔28的位置、大小做以相应的变化。 

当测量平台不工作时，转动底座1上的手柄12使得，使得丝杠9转动，由于同步机构II11，使得同步机构II11所在丝杠9同时转动，又由于同步机构I 10，使得两组千斤顶5之间的丝杠9同时转动，因此使得每组中的两个千斤顶5升起，在测量平台不工作时，可以利用手柄12、丝杠9、同步机构I 10和同步机构II11将千斤顶5稍稍升起支撑上下平台。 

当测量平台工作时，首先利用第一平台14的连接块27将待测件安装固定，移动第一传感器6或者第二传感器7，使得传感器正好位于第二平台13的传感器接口17下方，转动手柄12使得千斤顶5下降，下降至第二平台13的传感器接口17只与传感器6或7接触，使得整个平台通过传感器支撑，此状态可得出待测件的质量数值和水平两个横向质心数值。如图6所示，为了测量待测件的轴向质心，转动底座1上的滑动丝杠3，使得滑块4移动，从而带动连接杆23抬起，从而其倾斜的角度改变，这使得第一平台14绕卷簧转轴21抬起一定角度，上下两侧的定位板18分开，通过连接孔19和销子在上下两侧的定位板18之间放置定位支杆30，定位支杆30在整个产品轴向质心测量的过程中起到定位和支撑的作用，为了保证第二平台13在测量状态只承受竖直方向的压力，要求定位支杆30需只承受竖直方向的压力，为此，又考虑到旋转测量所需的两个角度，将定位板18上连接孔19设计成3个，通过确定三个连接孔的位置保证上 平台翻转不同的角度时，能够找到两个孔来固定所述的定位支杆30，并定位支杆30处于竖直状态，从而保证定位支杆30只承受竖直方向的压力。固定好定位支杆30之后，将连接定位板18和连接杆23的销子拿掉。由于在滑动平板20上安装了支撑挡板24和支撑销钉25，被放下来的连接杆23得以被支撑。 

在试验的过程中，我们选择翻转角度为10°和15°。考虑到不同产品的质心位置不同。而质心位置决定了其可翻转角度的大小，一般要求产品翻转后质心距平台中心的偏离位置不超过平台半径的1/3。经过分析待测产品的相关参数，选择了10°和15°作为翻转角度，因此当角度确定之后根据角度将三个连接孔的位置确定，从而能找到10°和15°时定位支杆30的定位点，使得在第一平台14翻转10°和15°时都能够使得支撑其的定位支杆30保持竖直。 

另外如图7所示，当待测件的直径较小时，如上面所述，第一平台14在第二平台13之上，即最大外径较大的平台位于下方，工作过程如上所述。当待测件较大时，将上下平台整体翻转，即将销子插入上下平台之间定位板18的连接孔19中，不拿出。如图8所示，翻转后使得第一平台14在下，第二平台13在上，外径最大的平台与待测件固定，然后在按照上述的工作过程进行质量和质心的测量。 

一般第一平台测量截面直径在Φ1.3m～Φ2.1m间的待测产品；第二平台测量截面直径在Φ2.8m～Φ3.4m间的待测产品。

Claims (7)

1.一种通用质量质心测量平台，它包括底座(1)，它为正八角形的环状结构，其特征在于：所述底座(1)的中轴上设有导轨(2)和滑动丝杠(3)，该滑动丝杠(3)上设有滑块(4)，该滑块(4)与连接杆(23)的一端连接，在底座(1)的边上均匀的间隔设有传感器和千斤顶(5)；相邻两个千斤顶(5)为一组，每组的两个千斤顶(5)之间设有丝杠(9)和同步机构I(10)，所述两个同步机构I(10)之间设有丝杠(9)和同步机构II(11)，在底座(1)边上还设有手柄(12)，所述的同步机构II(11)和手柄(12)之间通过丝杠(9)连接；所述的底座(1)上方设有双层环状结构平台，每层平台的侧面均为圆锥面，两层平台之间的一侧设有连接板(22)，连接板(22)上设有卷簧转轴(21)，另一侧设有定位板(18)，定位板(18)上设有连接孔(19)，该连接孔(19)内放置销子将上下平台位置锁定；所述的定位板(18)与连接杆(23)的另一端连接；所述的双层环状平台的下表面对应传感器的位置设有传感器接口(17)。

2.如权利要求1所述的通用质量质心测量平台，其特征在于：所述双层平台包括第一平台(14)和第二平台(13)，所述的第一平台(14)的最大测量半径小于第二平台(13)的最小测量半径，并且第一平台(14)位于第二平台(13)之上。

3.如权利要求1所述的通用质量质心测量平台，其特征在于：所述双层平台包括第一平台(14)和第二平台(13)，所述的第一平台(14)的最大测量半径小于第二平台(13)的最小测量半径，并且第二平台(13)位于第一平台(14)之上。

4.如权利要求1或2或3所述的通用质量质心测量平台，其特征在于：所述的定位板(18)设有三个连接孔(19)，连接孔(19)的间隔距离根据双层平台之间的夹角确定，在上下两侧的定位板(18)分别选取一个连接孔，使得通过选中的两个连接孔(19)能够竖直方向固定连接一个定位支杆(30)。

5.如权利要求1或2或3所述的通用质量质心测量平台，其特征在于：所述的滑块(4)上固定设有滑动平板(20)，其上设有连接板(22)，该连接板(22)与所述连接杆(23)连接，所述的滑动平板(20)还固定设有支撑挡板(24)，该支撑挡板(24)上固定设有支撑销钉(25)。

6.如权利要求1或2或3所述的通用质量质心测量平台，其特征在于：在所述的双层平台与待测量件安装的上表面上设有槽，在槽内底部加工通孔，在槽内设有连接块(27)，所述的连接块(27)的中心设有销孔(28)和销钉孔(29)，并且所述的销孔(28)和销钉孔(29)的位置与槽内底部的通孔位置对应。

7.如权利要求1或2或3所述的通用质量质心测量平台，其特征在于：所述的底座(1)安装传感器的四个边上设有小滑道(8)，在该小滑道(8)第一传感器(6)和第二传感器(7)，使得第一传感器(6)和第二传感器(7)在小滑道(8)上滑动。

Images