CN109870100B - 一种测量发射筒内减震块变形量的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量发射筒内减震块变形量的装置及其方法，包括安装在减震块表面的传动件，传动件用于随着减震块的变形而带动其产生相对位移，传动件的移动方向与发射筒的径向一致；还包括安装在发射筒内的悬臂梁，悬臂梁的安装走向与传动件的移动方向相互垂直，悬臂梁的一端与传动件连接，悬臂梁另一端还黏贴有应变片，应变片还用于电性连接至外界数据采集系统；应变片用于检测悬臂梁受到传动件挤压所产生的应变值；本发明在发射筒内占用的空间非常小，而且安装很方便；在发射筒内可以根据需求在多个点安装测量装置，集中在一个密封接头处将测试线引出，从而实现多点测量；测量装置可以通过试验获得减震块的瞬时变形量。

Description

一种测量发射筒内减震块变形量的装置及其方法

【技术领域】

本发明属于导弹发射筒内减震块变形量测量技术领域，尤其涉及一种测量发射筒内减震块变形量的装置及其方法。

【背景技术】

导弹在发射筒内安装时，需要利用减震块与筒壁进行隔离。在运输和存储过程中可以利用减震块的变形吸能来减小冲击力、保护弹体。通过测量减震块的变形量，可以分析导弹所受冲击力和导弹的初始姿态。

减震块的变形量是指减震块与导弹接触的表面沿发射筒径向的位移量，常规的测量方法是采用拉线式和顶杆式位移传感器。由于减震块的尺寸较小、发射筒内空间受限、传感器尺寸较大，在筒内安装传感器时无法保证其轴线与发射筒径向一致，需要利用滑轮等传动装置来改变传感器的安装位置和方向。如果在筒外安装传感器，则需要在筒壁开孔、并解决动密封问题，由于传感器尺寸较大，容易导致发射筒外径增大。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种测量发射筒内减震块变形量的装置及其方法，以解决现有测量方法要求高和难测量，解决传统测量中不能对减震块上测量点进行选择的问题。

本发明采用以下技术方案：一种测量发射筒内减震块变形量的装置，包括安装在减震块表面的传动件，传动件用于随着减震块的变形而带动其产生相对位移，传动件的移动方向与发射筒的径向一致；

还包括安装在发射筒内的悬臂梁，悬臂梁的安装走向与传动件的移动方向相互垂直，悬臂梁的一端与传动件连接，悬臂梁另一端还黏贴有应变片，应变片还用于电性连接至外界数据采集系统；应变片用于检测悬臂梁受到传动件挤压所产生的应变值。

进一步地，传动件为L型，传动件L型的短边可拆卸安装在减震块表面，传动件L型的长边的端部为梭形，且与悬臂梁可拆卸连接。

进一步地，悬臂梁为薄片形弹性金属。

进一步地，悬臂梁通过旋转式可调夹具安装在发射筒内壁上，旋转式可调夹具的两端分别为夹具端和固定端，悬臂梁可拆卸安装在夹具端，固定端固定在发射筒上，旋转式可调夹具的夹具端能以固定端为中心旋转，进而用于调节悬臂梁的安装角度。

进一步地，旋转式可调夹具的固定端安装在基座，基座通过轨道可滑动安装在发射筒内壁上。

一种能测量减震块变形量的发射筒，发射筒内安装有至少一组的上述的装置。

一种测量发射筒内减震块变形量的方法，基于上述装置，该方法由以下步骤组成：

确定标定关系：用顶杆式位移传感器的测量杆顶紧悬臂梁的下表面；接通顶杆式位移传感器的电源并接入外部数据采集系统；在悬臂梁顶紧部位相对的上表面放置不同的砝码，并通过数据采集系统采集到对应不同的顶杆式位移传感器的位移值和应变测量系统的电压值；拟合并建立起所测电压与减震块变形量之间的标定关系；

安装装置：将传动件安装在减震块上，并安装测量发射筒内减震块变形量的装置，其中，调整传动件的安装走向，保证其与悬臂梁的安装走向相互垂直；调整传动件自由端的中心线，保证其与发射筒的径向一致；将变形片与数据采集系统相连，并接通数据采集系统的电源；

测量：进行火箭常规试验，待试验结束后，采用数据采集系统，利用标定关系式和采集到的电压值计算出减震块变形量。

本发明的有益效果是：测量装置在发射筒内占用的空间非常小，而且安装很方便；在发射筒内可以根据需求在多个点安装测量装置，集中在一个密封接头处将测试线引出，从而实现多点测量；测量装置可以通过试验获得减震块的瞬时变形量；可以对减震块上测量点进行选择。

【附图说明】

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的装置在标定时的示意图；

图3为本发明实施例1实测的变形量结果；

图4为本发明的俯视图。

其中：1.发射筒；2.传动件；3.减震块；4.悬臂梁；5.应变片；6.旋转式可调夹具；7.基座；8.密封接头；9.数据采集系统；10.顶杆式位移传感器。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明公开了一种测量发射筒内减震块变形量的方法及其装置，如图1和图4所示，包括在待测量减震块3表面的传动件2，待测的减震块3位于发射筒1内壁上，减震块3表面上设置有传动件2，传动件2用于随着减震块3的变形而带动其产生相对位移，传动件2的移动方向与发射筒1的径向一致，这样可以保证减震块3在发生变形时，与之相连的传动件2受力方向与减震块3的受力方向一致，尽量保证传动件2的受力等同于减震块3的受力，保证试验的准确性。

传动件2L型的短边可拆卸安装在减震块3内壁上，即L形传动件2的短边连接于减震块3表面，可拆卸连接可以是螺纹连接，也可以是黏贴连接，还可以是相互铆合，只要能满足传动件2连接与减震块3表面上即可，对于连接形式可根据实际需求进行选择或更换。

本发明还包括安装在发射筒内的悬臂梁4，悬臂梁4的安装走向与传动件2的移动方向相互垂直，悬臂梁4的一端与传动件2连接，悬臂梁4的另一端还黏贴有应变片5，应变片5还用于电性连接至外界数据采集系统；应变片5用于检测悬臂梁4受到传动件2挤压所产生的应变值。

传动件2为L形，设置为L形是为了保证传动件2的一端与减震块3内壁连接，另一端与悬臂梁4连接，而悬臂梁4又位于减震块3内壁上，因此为了满足两者，将传动件2设置为L形是最佳之选择。

传动件2L型的长边的端部为梭形，且与悬臂梁4的一端可拆卸连接，将传动件2的L型的长边设置为梭形是为了保证传动件2所受到的力能通过尽可能小的部位传输给悬臂梁4，保证受力面积较小且稳定与悬臂梁4连接，这样可以保证试验的准确性，因此将传动件2的梭形最小端与悬臂梁4的一端可拆卸连接。

悬臂梁4的另一端与发射筒1内壁连接，悬臂梁4为薄片形且为弹性金属，即薄片形弹性金属，悬臂梁4用于承受传动件2发生相对位移时对悬臂梁4的挤压，悬臂梁4的安装走向与传动件2的移动方向相互垂直，当传动件2发生位移时，会通过其与悬臂梁4的连接端挤压悬臂连，而悬臂梁4的一端受到挤压后，会产生变形导致其另一端产生应变，悬臂梁4的另一端按全桥式电桥还黏贴有应变片5，应变片5电性连接至外界处理器即应变片5的接线通过安装在发射筒1侧壁上的密封接头8连接到发射筒1外部，并接入数据采集系统9；应变片5用于检测悬臂梁4受到传动件2挤压所产生的应变值，处理器用于接收应变片5所检测的应变值并进行处理和计算。

悬臂梁4通过旋转式可调夹具6安装在发射筒1内壁上，旋转式可调夹具6的两端分别为夹具端和固定端，悬臂梁4可拆卸安装在夹具端，固定端固定连接在发射筒1上，旋转式可调夹具6用于调节悬臂梁4的安装角度，通过旋转可调夹具，可以调整悬臂梁4的安装方向，以便于符合测试的要求，旋转式可调夹具6的夹具端能以固定端为中心旋转，进而用于调节所述悬臂梁4的安装角度，即无论传动件2在减震块3上的安装位置如何变化，悬臂梁4的安装走向与传动件2的移动方向相互垂直，传动件2的移动方向与发射筒1的径向一致，通过设置旋转式可调夹具6，可以对减震块3上以旋转式可调夹具6为中心，以悬臂梁4的长度为半径的弧线上的所有点进行测试，这样可以解决传统测量中不能对减震块3上测量点进行选择的问题，也可以将传动件2与悬臂梁4连接设置为滑动连接，当传动件2滑动至适宜位置时进行固定，然后进行测量，这样可以满足测量减震块3上不同弧线上的点进行测量。

旋转式可调夹具6的固定端安装在基座7，基座7通过轨道可滑动安装在发射筒1内壁上，基座7用于增大悬臂梁4与发射筒1内壁的距离，还用于通过滑动来扩大减震块3的测量范围，当需要调整悬臂梁4的角度时，如果悬臂梁4与发射筒1之间的距离很小的话，而且发射筒1是有一定弧度的，势必会使得悬臂梁4不能自由的进行旋转，并根据需求选择合适的位置，因为在旋转式可调夹具6的固定端与发射筒1之间设置基座7，保证发射筒1与悬臂梁4之间的距离，保证悬臂梁4可以根据需求旋转并选择合适的位置进行测试，也可以将基座7滑动连接于发射筒1，这样可以保证基座7沿发射筒1内壁进行滑动，使得悬臂梁4满足测试的要求。

将基座7设置与发射筒1的连接关系设置为滑动连接，即基座7可以绕发射筒1的横截面来回滑动，这样可以通过滑动基座1来选择测试点，增大了测试点的范围，即可以对减震块3上的所有点进行选择并一一测试，可以解决传统测量中不能对减震块3上测量点进行选择的问题。

本发明还公开了一种能测量减震块变形量的发射筒，发射筒1内安装有至少一个测量发射筒1内减震块3变形量的装置。

本发明还公开了一种测量发射筒内减震块变形量的方法，由以下步骤组成：

确定标定关系：如图2所示，用顶杆式位移传感器10的测量杆顶紧悬臂梁4的下表面；接通顶杆式位移传感器10的电源并接入数据采集系统9；在悬臂梁4的顶紧部位相对的上表面放置不同的砝码；并通过数据采集系统9采集到对应不同的顶杆式位移传感器10的位移值和应变测量系统的电压值；拟合并建立起所测电压与减震块3变形量之间的标定关系；

安装装置：将传动件2安装在减震块3上，并安装测量发射筒内减震块变形量的装置；其中，调整传动件2的安装走向，保证其与悬臂梁4的安装走向相互垂直；调整传动件2自由端的中心线，保证其与发射筒1的径向一致；将变形片与数据采集系统9相连，并接通数据采集系统9的电源；

测量：进行火箭常规试验，待试验结束后，采用数据采集系统9，利用标定关系式和采集到的电压值计算出减震块3变形量；

其中，顶杆式位移传感器10为回弹式直流LVDT线性位移传感器，型号为SCAH-10。

本发明的工作原理如下：

在开展减震块3变形量测量之前，对测量装置进行标定，建立起所测电压与减震块3变形量之间的标定关系，数据采集系统9利用得到的标定关系，可以直接计算出减震块3的变形量。

在开展减震块3变形量测量时，当减震块3发生变形时，与之相连的传动件2将会产生位移，从而挤压悬臂梁4产生变形，悬臂梁4变形会导致其根部产生应变，位于悬臂梁4根部的应变片5即可测量出所产生的应变，应变片5与数据采集系统9组成了应变测量系统，可以实时测量出不同应变下测量系统的电压输出。

本发明的工作流程如下：

确定标定关系：在使用装置测量变形量之前进行，将测量装置从发射筒1上取下，用顶杆式位移传感器10的测量杆顶紧悬臂梁4的下表面，顶紧位置点与传动件2作用点保持一致，顶杆式位移传感器10接入数据采集系统9，在悬臂梁4的顶紧部位相对的上表面放置砝码，数据采集系统9测量出顶杆式位移传感器10的位移值和应变测量系统的电压值，更换不同重量的砝码，数据采集系统9测量出多组位移值和电压值，数据采集系统9拟合出所测电压与减震块3变形量之间的标定关系。

测量：将传动件2安装在减震块3上，并安装测量发射筒内减震块变形量的装置；调整传动件2的安装走向，保证其与悬臂梁4的安装走向相互垂直；调整传动件2自由端的中心线，保证其与发射筒1的径向一致；将变形片与数据采集系统9相连，并接通数据采集系统9的电源；进行试验，待试验结束后，采用数据采集系统9，利用标定关系式和采集到的电压值计算出减震块3变形量。

实施例1

如图3所示，悬臂梁4采用的不锈钢材料为65MnR，悬臂梁4长度为100mm，宽度为10mm，厚度为1mm，所选应变片5阻值为350、量程为2500με，应变放大器DH3840，数据采集系统9采用DEWESoft Sirius，采样频率为1000Hz。

对测量装置进行了3次标定，测量装置标定数据和标定计算结果如表1和表2所示，其中变形量为顶杆式位移传感器10的显示值，实测的变形量结果如图3所示，x轴为试验时间，y轴为变形量。

表1测量装置标定数据

表2标定计算结果

Claims (7)

1.一种测量发射筒内减震块变形量的装置，其特征在于，包括安装在待测量减震块(3)表面的传动件(2)，所述传动件(2)用于随着减震块(3)的变形而带动其产生相对位移，所述传动件(2)的移动方向与发射筒(1)的径向一致；

还包括安装在发射筒内的悬臂梁(4)，所述悬臂梁(4)的安装走向与传动件(2)的移动方向相互垂直，所述悬臂梁(4)的一端与传动件(2)连接，所述悬臂梁(4)另一端还黏贴有应变片(5)，所述应变片(5)还用于电性连接至外界数据采集系统；所述应变片(5)用于检测所述悬臂梁(4)受到传动件(2)挤压所产生的应变值。

2.根据权利要求1所述的一种测量发射筒内减震块变形量的装置，其特征在于，所述传动件(2)为L型，所述传动件(2)L型的短边可拆卸安装在减震块(3)表面，所述传动件(2)L型的长边的端部为梭形，且与悬臂梁(4)可拆卸连接。

3.根据权利要求1或2任一所述的一种测量发射筒内减震块变形量的装置，其特征在于，所述悬臂梁(4)为薄片形弹性金属。

4.根据权利要求1或2任一所述的一种测量发射筒内减震块变形量的装置，其特征在于，所述悬臂梁(4)通过旋转式可调夹具(6)安装在发射筒(1)内壁上，所述旋转式可调夹具(6)的两端分别为夹具端和固定端，所述悬臂梁(4)可拆卸安装在夹具端，所述固定端固定在发射筒(1)上，所述旋转式可调夹具(6)的夹具端能以固定端为中心旋转，进而用于调节所述悬臂梁(4)的安装角度。

5.根据权利要求4所述的一种测量发射筒内减震块变形量的装置，其特征在于，所述旋转式可调夹具(6)的固定端安装在基座(7)，所述基座(7)通过轨道可滑动安装在发射筒(1)内壁上。

6.一种能测量减震块变形量的发射筒，其特征在于，所述发射筒(1)内安装有至少一组的权利要求1至5之一所述的装置。

7.一种测量发射筒内减震块变形量的方法，其特征在于，基于权利要求1至5之一的装置，该方法由以下步骤组成：

确定标定关系：用顶杆式位移传感器(10)的测量杆顶紧悬臂梁(4)的下表面；接通顶杆式位移传感器(10)的电源并接入外部数据采集系统(9)；在悬臂梁(4)顶紧部位相对的上表面放置不同的砝码，并通过数据采集系统(9)采集到对应不同的顶杆式位移传感器(10)的位移值和应变测量系统的电压值；拟合并建立起所测电压与减震块(3)变形量之间的标定关系；

安装装置：将所述传动件(2)安装在减震块(3)上，并安装测量发射筒内减震块变形量的装置，其中，调整传动件(2)的安装走向，保证其与悬臂梁(4)的安装走向相互垂直；调整传动件(2)自由端的中心线，保证其与发射筒(1)的径向一致；将变形片与数据采集系统(9)相连，并接通数据采集系统(9)的电源；

测量：进行火箭常规试验，待试验结束后，采用数据采集系统(9)，利用标定关系式和采集到的电压值计算出减震块(3)变形量。

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