CN116202665B - 一种光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置，系统装置包括垂直线性运动组件、水平拉力测试组件及无伸缩拉线，利用垂直线性运动组件带动拉力测试系统竖直运动，调整拉力测试系统与光电转台高度相齐的位置，将光电装塔手动转到极限位置，然后将无伸缩拉线一端与高精度数字拉力计挂钩相连，拉线一端的粘性扎带固定座粘附在光电转塔顶部表面。本发明光电转塔转到极限位置，内部左右两侧线缆的扭转变形最大，松开光电转塔，两侧线缆扭转恢复形变，驱使转塔反向旋转，拉动无伸缩拉线产生拉力，拉力计显示拉力，通过进一步计算获得活动线缆对光电转塔产生的扭转力矩。
Description
技术领域
本发明属于光电转塔技术领域，涉及一种光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置及测量方法。
背景技术
光电转塔是集光—机—电—计为一体的复杂武器系统，是实现战场感知、实时战场情报获取、昼夜战场监视、目标捕获跟踪、精确制导控制等活动的良好平台，是实现全天候、全天时精确打击，打赢现代化战争的重要手段和保证，是当今世界武器装备的重要组成部分。目前国内外的光电转塔已经发展成为两轴两框架和两轴四框架的经典结构，其运动分为外方位、俯仰和内方位、俯仰运动等多自由度高精度运动。
光电转塔的结构复杂、空间狭小，为实现其优良跟踪和稳瞄性能，就会有复杂的电气互联互通线缆，线缆不仅会增加内外框架和运动轴系的质量，同时在穿越轴系孔，跨越内外方位和俯仰运动框架布线后，光电系统进行快速跟踪、侦察过程中，内框架会进行高精度的方位和俯仰等多自由度联动运动，此时，线缆在外部卡箍固定约束作用下随刚性结构体一起运动会产生复杂的扭转力矩和摩擦力矩，从而导致光电系统的运动控制精度大幅下降，因此，针对光电转塔运动状态下活动线缆的扭转力矩测量就十分重要。
本发明主要针对光电转塔的复杂运动下，因左右俯仰框架穿越轴孔的线缆随刚体结构旋转，带动活动线缆旋转时，线缆变形产生的扭力矩测量。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是：提供一种光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置及测量方法，精确测量光电转塔在工作过程活动线缆的扰动扭转力矩，为优化光电转塔电气设计及整机线缆敷设优化提供评估方法和依据，解决光电转塔因整机活动线缆的扰动力矩影响武器性能的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种本实施例光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置，包括垂直线性运动组件1、水平拉力测试组件、无伸缩拉线3及待测光电转塔4；所述的垂直线性运动组件1包括光杠7、丝杠8、垂直承载滑块9和垂直手摇把柄13，光杠7有两根，平行布置在一根丝杠8两侧，垂直承载滑块9安装在光杠7和丝杠8上，丝杠8顶部设手摇把柄13；水平拉力测试组件包括三角支架2、高精度数字拉力计5、水平运动导轨6、水平手摇把柄11；无伸缩拉线3包括无伸缩棉线14及粘性扎带固定座15，无伸缩棉线14一端与高精度数字拉力计5挂钩相连，另一端的粘性扎带固定座15粘附在光电转塔顶部中间表面；所述垂直承载滑块9上设置有螺纹孔，三角支架2左右两侧撑板通过螺钉与垂直承载滑块9连接；三角支架2承载面上设置有螺纹孔，水平运动导轨6通过螺钉与三角支架2连接，水平手摇把柄11设置在水平运动导轨6的一端；高精度数字拉力计5通过强力胶与水平运动导轨6的水平滑块上表面连接。
本发明还提供一种光电转塔整机活动线缆扭力矩测量的方法，包括如下步骤：
S1将测量装置放置在待测光电转塔4一侧，调整水平拉力测试组件，使高精度数字拉力计5与测光电转塔4齐高。
S2将无伸缩拉线3一端与高精度数字拉力计5挂钩相连，另一端的粘性扎带固定座15粘附在光电转塔顶部中间表面，转动光电转塔4的俯仰组件16至偏向测量装置侧极限位置。
S3转动水平拉力测试组件中的水平手摇把柄11，缓慢将无伸缩拉线3拉紧，并且高精度数字拉力计5上的显示为0N。
S4将高精度数字拉力计5的测量数据从高精度数字拉力计5端口12输出至上位机，松开光电转塔，让光电转塔自由恢复旋转，实时观测和记录，并找到最大拉力Fmax，用最大拉力Fmax乘以转塔俯仰的半径，即可获得转光电转塔整机活动线缆扭力矩。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置及测量方法，可解决光电转塔因整机活动线缆扰动力矩无法精确测量，从而导致整机电气设计及整机线缆敷设优化依据不足的难题。该装置操作简单，便捷，测试方法高效、测量准确，精度高，为光电转塔整机活动线缆扭力矩测量提供了新的方法和手段。
附图说明
图1为本发明中的光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置总体结构示意图；
图2为本发明中的垂直线性运动组件和支架的不同装配视图示意图；A图为立体状态图，B图为主视图，C图为后视图；
图3为本发明中的水平拉力测试组件与无伸缩拉线的连接结构示意图；
图4为光电转塔整机活动线缆扭力矩测量及计算方法示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为了实现精确测量光电转塔在工作过程活动线缆的扰动扭转力矩，本发明如图1将光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置放置在待测光电转塔放置左侧，准备进行测量。
参照图1至图4所示，本实施例光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置包括垂直线性运动组件1、水平拉力测试组件、无伸缩拉线3及待测光电转塔4；所述的垂直线性运动组件1包括光杠7、丝杠8、垂直承载滑块9和垂直手摇把柄13，光杠7有两根，平行布置在一根丝杠8两侧，垂直承载滑块9安装在光杠7和丝杠8上，丝杠8顶部设手摇把柄13；水平拉力测试组件包括三角支架2、高精度数字拉力计5、水平运动导轨6、水平手摇把柄11；无伸缩拉线3包括无伸缩棉线14及粘性扎带固定座15，无伸缩棉线14一端与高精度数字拉力计5挂钩相连，另一端的粘性扎带固定座15粘附在光电转塔顶部中间表面；所述垂直承载滑块9上设置有螺纹孔，三角支架2左右两侧撑板通过螺钉与垂直承载滑块9连接；三角支架2承载面上设置有螺纹孔，水平运动导轨6通过螺钉与三角支架2连接，水平手摇把柄11设置在水平运动导轨6的一端；高精度数字拉力计5通过强力胶与水平运动导轨6的水平滑块上表面连接。
手摇垂直线性运动组件1中的垂直手摇把柄13，丝光丝杠8转动，带动水平拉力测试组件上下运动，调整水平拉力测试组件的测量高度。
手摇水平拉力测试组件中的水平手摇把柄11，水平运动导轨6带动高精度数字拉力计5水平左右移动，调整无伸缩拉线3的拉伸状态。
粘贴扎带固定座15时，将被测试光电转塔4的俯仰组件16手动旋转到极限位置。光电转塔4的俯仰组件16有左右两个极限位置，测量的时候确保极限位置总是向着测量装置的方向。
垂直线性运动组件1行程为800mm,移动精度为0.05mm,负载50kg；水平运动导轨6的行程为280mm,运动精度为0.05；高精度数字拉力计5的量程为20N,测量精度为0.01N。待测光电转塔4高度为570mm,俯仰组件16的半径L＝180mm。
基于上述光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置,本实施例光电转塔整机活动线缆扭力矩测量的方法，包括如下步骤：
S1将测量装置放置在待测光电转塔4一侧，调整水平拉力测试组件，使高精度数字拉力计5与测光电转塔4齐高。
S2将无伸缩拉线3一端与高精度数字拉力计5挂钩相连，另一端的粘性扎带固定座15粘附在光电转塔顶部中间表面，转动光电转塔4的俯仰组件16至偏向测量装置侧极限位置。
S3转动水平拉力测试组件中的水平手摇把柄11，缓慢将无伸缩拉线3拉紧，并且高精度数字拉力计5上的显示为0N。
S4将高精度数字拉力计5的测量数据从高精度数字拉力计5端口12输出至上位机，松开光电转塔，让光电转塔自由恢复旋转，实时观测和记录，并找到最大拉力Fmax，用最大拉力Fmax乘以转塔俯仰的半径，即可获得转光电转塔整机活动线缆扭力矩。
基于上述光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置及方法，测量的最大拉力Fmax＝3.28N。因此最终获得该光电转塔逆时针旋转时，整机线缆产生的扭转力矩M＝Fmax*L＝3.28*108mm＝0.59N.M。
重复上述测量步骤，将待光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置放置在待测光电转塔放置右侧，转动光电转塔4的俯仰组件16至右侧极限位置，测量光电转塔逆时顺时针旋转时，整机线缆产生的扭转力矩M＝Fmax*L＝3.39N*180mm＝0.61N.M。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置，其特征在于，包括：垂直线性运动组件(1)、水平拉力测试组件、无伸缩拉线(3)及待测光电转塔(4)；所述的垂直线性运动组件(1)包括光杠(7)、丝杠(8)、垂直承载滑块(9)和垂直手摇把柄(13)，光杠(7)有两根，平行布置在一根丝杠(8)两侧，垂直承载滑块(9)安装在光杠(7)和丝杠(8)上，丝杠(8)顶部设手摇把柄(13)；水平拉力测试组件包括三角支架(2)、高精度数字拉力计(5)、水平运动导轨(6)、水平手摇把柄(11)；无伸缩拉线(3)包括无伸缩棉线(14)及粘性扎带固定座(15)，无伸缩棉线(14)一端与高精度数字拉力计(5)挂钩相连，另一端的粘性扎带固定座(15)粘附在光电转塔顶部中间表面；所述垂直承载滑块(9)上设置有螺纹孔，三角支架(2)左右两侧撑板通过螺钉与垂直承载滑块(9)连接；三角支架(2)承载面上设置有螺纹孔，水平运动导轨(6)通过螺钉与三角支架(2)连接，水平手摇把柄(11)设置在水平运动导轨(6)的一端；高精度数字拉力计(5)通过强力胶与水平运动导轨(6)的水平滑块上表面连接。
2.如权利要求1所述的光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置，其特征在于，所述手摇垂直线性运动组件(1)中的垂直手摇把柄(13)，丝光丝杠(8)转动，带动水平拉力测试组件上下运动，调整水平拉力测试组件的测量高度。
3.如权利要求2所述的光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置，其特征在于，所述手摇水平拉力测试组件中的水平手摇把柄(11)，水平运动导轨(6)带动高精度数字拉力计(5)水平左右移动，调整无伸缩拉线(3)的拉伸状态。
4.如权利要求3所述的光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置，其特征在于，所述粘贴扎带固定座(15)时，将被测试光电转塔(4)的俯仰组件(16)手动旋转到极限位置，光电转塔(4)的俯仰组件(16)有左右两个极限位置，测量的时候确保极限位置总是向着测量装置的方向。
5.如权利要求1所述的光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置，其特征在于，所述垂直线性运动组件(1)行程为800mm，移动精度为0.05mm，负载50kg。
6.如权利要求1所述的光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置，其特征在于，所述水平运动导轨(6)的行程为280mm，运动精度为0.05。
7.如权利要求1所述的光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置，其特征在于，所述高精度数字拉力计(5)的量程为20N，测量精度为0.01N。
8.如权利要求1所述的光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置，其特征在于，所述待测光电转塔(4)高度为570mm，俯仰组件(16)的半径L＝180mm。
9.一种光电转塔整机活动线缆扭力矩测量方法，其特征在于，基于权利要求1所述的光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置进行测量，测量方法包括如下步骤：
S1：将测量装置放置在待测光电转塔(4)一侧，调整水平拉力测试组件，使高精度数字拉力计(5)与测光电转塔(4)齐高；
S2：将无伸缩拉线(3)一端与高精度数字拉力计(5)挂钩相连，另一端的粘性扎带固定座(15)粘附在光电转塔顶部中间表面，转动光电转塔(4)的俯仰组件(16)至偏向测量装置侧极限位置；
S3：转动水平拉力测试组件中的水平手摇把柄(11)，缓慢将无伸缩拉线(3)拉紧，并且高精度数字拉力计(5)上的显示为0N；
S4：将高精度数字拉力计(5)的测量数据从高精度数字拉力计(5)端口(12)输出至上位机，松开光电转塔，让光电转塔自由恢复旋转，实时观测和记录，并找到最大拉力Fmax，用最大拉力Fmax乘以转塔俯仰的半径，即获得转光电转塔整机活动线缆扭力矩。
10.一种基于权利要求1-8中任一项所述的光电转塔整机活动线缆扭力矩测量装置在光电转塔技术领域中的应用。
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