CN208721317U - 一种六分量传感器的校准加载头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种六分量传感器的校准加载头，包括中心件、中心加载梁、侧面加载梁。本实用新型采用组合式结构：中心件为一体式结构，底部平面固定于六分量传感器上；中心加载梁通过内六角螺钉固定于中心件中部；侧面加载梁通过内六角螺钉固定于中心件两侧。六分量传感器校准加载头的结构满足六个方向的载荷施加，通过附加连接件与校准系统进行配合。本实用新型结构合理紧凑，承载载荷大，精度高，在航天航空领域具有重大应用价值，适用于圆柱式、盒式等不同外形的六分量传感器，是六分量传感器校准系统中的关键设备。

Description

一种六分量传感器的校准加载头

技术领域

本实用新型涉及一种六分量传感器的校准加载头，属于传感器测试技术领域。

背景技术

六分量传感器在工业生产和科学研究领域都是非常核心的部件，六分量传感器的精准度直接关系到工业生产效果和科学研究数据的准确性。六分量传感器是一种测量设备，为控制系统提供测量结果作为反馈依据，不进行校准就无法判断测量数据的准确性，必须通过传感器校准系统来完成相应的校准工作。

校准加载头是六分量传感器校准系统的重要组成部分，必须具备足够的刚度，才可以准确的确定加载点的位置，减少结构变形造成干扰。同样必须具备足够的尺寸精度，才可以准确的标定六分量传感器的精准度。

多年来，在六分量传感器校准工作中一直采用校准加载头来模拟六分量传感器的工作模式从而进行解耦，计算输出公式。但随着技术的进步，六分量传感器的设计载荷、尺寸结构都发生了很大的变化，传统杆式六分量传感器的加载头无法满足新型圆柱式和盒式六分量传感器的加载工作，而一些常规盒式六分量传感器的加载头在大量程下存在刚度弱、顶尖及顶尖窝的接触应力过大、存在加载干扰等问题，已经无法完全模拟新型圆柱式、盒式传感器的工作模式，也无法精确地对六分量传感器施加载荷。

为此，需要一种六分量传感器校准加载头来解决上述问题，能够进行六分量传感器的校准，为六分量传感器的测量工作提供保障。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：为克服现有技术的不足，提出一种六分量传感器的校准加载头，结构刚度大，承载能力强，可以消除附加力矩。

本实用新型的技术解决方案是：

一种六分量传感器的校准加载头，包括：中心件、中心加载梁、侧面加载梁、内六角螺钉；

中心件作为六分量传感器的连接结构，中间位置通过内六角螺钉对称安装两个中心加载梁，侧面位置通过内六角螺钉对称安装两个侧面加载梁；

中心件采用一体式结构，不允许通过铸造成型；

中心件的中心空间尺寸比例不低于1:2；

中心件上加工螺纹孔来连接中心加载梁和侧面加载梁；

中心件与六分量传感器连接平面粗糙度小于Ra0.8；

中心加载梁通过内六角螺钉安装在中心件后，中心加载梁上顶尖安装孔的中心轴线位于同一平面；

侧面加载梁通过内六角螺钉安装在中心件后，侧面加载梁上顶尖安装孔的安装平面位于同一平面；

内六角螺钉的螺纹尺寸匹配中心件上的加工螺纹尺寸；

中心件的结构中心与六分量传感器的设计中心位于同一轴线上；

中心加载梁和侧面加载梁安装后的对称中心与中心件的结构中心位于同一轴线上。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

(1)本实用新型提出了一种六分量传感器的校准加载头结构，可以将力源产生的载荷按加载坐标系的设定，以一定比例准确传递到校准加载头上各个加载点，完成六分量传感器的载荷加载。

(2)本实用新型技术方案中，加载头上所有载荷加载点均位于同一平面内。

(3)本实用新型中校准加载头的设计可以消除附加力矩，在校准加载头受力变形时，力线始终通过加载头的轴线，不会因力线的偏转造成附加力矩。

(4)本实用新型可以广泛应用于多种规格六分量传感器的标校中，具有良好的实用性和推广价值。

附图说明

图1为本实用新型六分量传感器校准加载头的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的实施例示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行进一步的详细描述。

传统杆式六分量传感器的加载头无法满足新型圆柱式和盒式六分量传感器的加载工作，而一些常规盒式六分量传感器的加载头在大量程下存在刚度弱、顶尖及顶尖窝的接触应力过大、存在加载干扰等问题，已经无法完全模拟新型圆柱式、盒式传感器的工作模式，也无法精确地对六分量传感器施加载荷。本实用新型提出了一种六分量传感器的校准加载头，结构刚度大，承载能力强，同时测量精准度也得到了很好的保证。

如图1、图2所示，一种六分量传感器的校准加载头，包括：中心件1、中心加载梁2、侧面加载梁3、内六角螺钉4；

中心件1作为六分量传感器的连接结构，中间位置通过内六角螺钉4对称安装两个中心加载梁2，侧面位置通过内六角螺钉4对称安装两个侧面加载梁；

中心件1采用一体式结构，不允许通过铸造成型；中心件1的中心空间尺寸比例不低于1:2；中心件1上加工螺纹孔来连接中心加载梁2和侧面加载梁3；中心件1与六分量传感器连接平面粗糙度小于Ra0.8；

中心加载梁2通过内六角螺钉4安装在中心件1后，中心加载梁2上顶尖安装孔的中心轴线位于同一平面；侧面加载梁3通过内六角螺钉4安装在中心件1后，侧面加载梁3上顶尖安装孔的安装平面位于同一平面；

内六角螺钉4的螺纹尺寸匹配中心件1上的加工螺纹尺寸，可以根据需要选择多种不同螺纹尺寸；

中心件1的结构中心与六分量传感器的设计中心位于同一轴线上；中心加载梁2和侧面加载梁3安装后的对称中心与中心件1的结构中心位于同一点，从而可以确保加载力线可以通过六分量传感器的中心轴线，避免因结构变形产生过大的附加力矩。

工作原理：

中心件1作为六分量传感器的连接结构，中间位置通过内六角螺钉4对称安装两个中心加载梁2，侧面位置通过内六角螺钉4对称安装两个侧面加载梁，完成六分量传感器校准加载头的装配工作。将六分量传感器通过安装平面固定于校准加载头底部，通过定位销进行定位。

如图3所示，校准加载头与六分量传感器固定在标校系统台上，使用加载拉框5、钢带接口6和钢带7作为加载附件，加载拉框5上安装顶尖窝，与中心加载梁2和侧面加载梁3上的顶尖配合安装，完成载荷加载结构的布置，作为六分量传感器标校的前期准备工作。

实施例

使用六分量传感器校准加载头，完成中心加载梁和侧面加载梁的装配后，检查结构的精度是否符合要求，要求安装顶尖后，所有顶尖前端位于同一平面内。

将加载拉框、钢带接头以及钢带安装搭建要求完成牵引载荷系统的建立，实现校准系统的初步建立，确保力线可以通过六分量传感器的轴线，为后期的校准工作提供保障，确保校准精度。

通过对本实施例校准加载头的结构模型振型和频率计算分析，其模态频率较高，表明其具有较高的刚度特性，校准过程中加载头变形小，从而保证测量结果具有相对更高的精准度。这一点在有限元动态仿真中得到了验证，该结构可以有效地将力源以一定比例准确传递到校准加载头上各个加载点，也能够做到附加力矩的消除，可以完成高精度地静态校准工作。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种六分量传感器的校准加载头，其特征在于，包括：中心件(1)、中心加载梁(2)和侧面加载梁(3)，

中心件(1)为一体式结构，中心件(1)的中心空间尺寸比例不低于1:2，与六分量传感器连接，在中心件(1)两侧，沿其一条中轴线对称安装两个中心加载梁(2)，沿其另一条中轴线对称安装两个侧面加载梁(3)。

2.根据权利要求1所述的一种六分量传感器的校准加载头，其特征在于：中心件(1)与六分量传感器连接平面粗糙度小于Ra0.8。

3.根据权利要求1所述的一种六分量传感器的校准加载头，其特征在于：中心加载梁(2)安装在中心件(1)后，中心加载梁(2)上顶尖安装孔的中心轴线位于同一平面。

4.根据权利要求1所述的一种六分量传感器的校准加载头，其特征在于：侧面加载梁(3)安装在中心件(1)后，侧面加载梁(3)上顶尖安装孔的安装平面位于同一平面。

5.根据权利要求1所述的一种六分量传感器的校准加载头，其特征在于：中心件(1)的结构中心与六分量传感器的设计中心位于同一轴线上。

6.根据权利要求1所述的一种六分量传感器的校准加载头，其特征在于：中心加载梁(2)和侧面加载梁(3)安装后的对称中心与中心件(1)的结构中心位于同一点。