一種具有六自由度調整的天平校準臺的製作方法
2023-05-23 13:56:51
一種具有六自由度調整的天平校準臺的製作方法
【專利摘要】一種具有六自由度調整的天平校準臺，包括支撐鋼架，支撐鋼架通過高強度螺栓連接靜平臺；靜平臺和動平臺之間通過六個電動缸並聯組成六聯杆機構，滑軌通過螺栓固定在動平臺底部；加載頭底座採用燕尾槽方式與滑軌連接；加載頭主軸與加載頭底座固定連接；加載頭與加載頭主軸軸連接；目標板通過可拆卸結構與加載頭軸向垂直安裝；雷射位移計安裝在復位測量支架上。本實用新型結構相對簡單、剛度大、承載能力強、運動精度高，在大載荷天平校準系統中有更大的優勢。
【專利說明】一種具有六自由度調整的天平校準臺
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種航空天平校準裝置，特別是涉及一種具有六自由度調整的天平校準臺。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著風洞試驗領域的不斷拓展，航空天平無論是從數量、品種、尺寸、載荷還是對天平本身的精度要求，與80年代相比都發生了極大的變化，原有的校準架已滿足不了天平校準的需求。
[0003]首先，當前各類航空航天飛行器型號試驗對數據測量的精細化要求越來越高，現有校準設備與國外先進的校準系統相比，在精準度上已處於落後狀態，難以滿足將來飛行器風洞試驗對天平校準精度的要求，天平校準已經成為提高試驗精度的主要制約因素之一；其次，有關規定要求天平的精度和準度測試周期為三年，原先設計的校準架校準容量已很難滿足日益增加的各類天平的校準要求；這也是為什麼各風洞單位均有不止一套校準設備的原因。
[0004]為提高天平校準的精準度、滿足型號對風洞試驗精細化水平要求，為天平提供高精度的、自動的、載荷適應範圍廣泛的校準設備成為主要任務。
[0005]具體要求有:一是要研製一套體軸系天平校準裝置，提高天平校準的精度準度，滿足飛行器精細化試驗對設備的要求，這是天平校準設備建設的核心要素；二是提高校準工作效率，滿足有關規定要求的天平周期校準的需要；三是降低動強度，減少校準過程中人為因素對校準結果帶來的誤差。
[0006]根據國內外天平校準裝置的發展狀況，當前科學技術的發展水平以及項目的具體要求，確定合理的技術路線和實施方案。通過確定天平校準系統各關鍵技環節的技術路線，分析其可行性及實施方案，研究系統中影響天平校準結果的因素及其影響規律，為採取合理措施減小天平校準誤差、提高系統的精準度水平，合理地確定各組成部分的技術參數、確保技術方案合理可行，從而降低研製風險，確保項目成功實施，最終實現技術指標和要求提供技術支持，具有重要意義。
[0007]現有技術中，原有系統採用串聯塔式結構，主要缺點為:系統體積大，導致佔地面積過大；載荷範圍小，只能標校少量訂製天平；系統響應時間慢(lm)、復位精度稍差(0.5mm);標校天平精度最好為0.5%。
實用新型內容
[0008]本實用新型的目的就是為克服上述現有技術存在缺陷和不足，而提供一種具有六自由度調整的天平校準系統。
[0009]採用的技術方案是:
[0010]一種具有六自由度調整的天平校準臺，包括支撐鋼架，其特徵在於所述的支撐鋼架通過高強度螺栓連接靜平臺；靜平臺和動平臺之間通過六個電動缸並聯組成六聯杆機構，滑軌通過螺栓固定在動平臺底部；加載頭底座採用燕尾槽方式與滑軌連接；加載頭主軸與加載頭底座固定連接；加載頭與加載頭主軸軸連接；目標板通過可拆卸結構與加載頭軸向垂直安裝；雷射位移計安裝在復位測量支架上。
[0011]本實用新型具有以下優點:
[0012]1、六聯杆並聯機構在自動復位的天平校準系統中使用是第一次。並聯結構比起串聯結構，結構相對簡單、剛度大、承載能力強、運動精度高，在大載荷天平校準系統中有更大的優勢。使用Stewart平臺方式，採用「簡化計算，多次調整」的復位控制算法，可以用少量的已知或可測量的參數計算各電動缸的伸縮量，有效解決了加載頭與復位臺之間位置不確定帶來的傳統算法無法直接解算各機構的運動量的問題，算法簡單，滿足要求；配重裝置的使用可有效消除機械加工造成的間隙、誤差等因素的影響，從而達到降低製造難度、提高復位精度的目的。可實現線位移0.03mm精度、角位移實現±3"精度。
[0013]2、利用高精度半導體雷射位移計實現加載頭的位移和姿態的低成本高精度測量。採用立方鏡定位加載頭初始位置，利用半導體雷射位移計來測量加載頭的位移和姿態變化，解決了系統復位機構布局的幹擾和運行時天平安裝的問題，成本低、工作可靠、精度滿足測量要求。
[0014]3、對被校天平準確地施加校準載荷，是實現高精度天平校準的前提。本系統在繼承了砝碼自動加載技術的優點，同時大大提高了工作效率，避免人為幹預差，提高了安全性；增加了系統量程匹配的靈活性。
[0015]4、本系統繼承了傳統的地軸系天平校準系統的布局開放、操作方便的優點。復位臺臺體工作面開闊，天平安裝操作方便；天平安裝時採用傳統的安裝方式，可有效保證天平安裝的位置、姿態的準確性；
[0016]5、採用本系統校準後的天平精度可達0.1%。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]一種具有六自由度調整的天平校準臺，包括支撐鋼架1，支撐鋼架I通過高強度螺栓連接靜平臺2 ;靜平臺2和動平臺4之間通過六個電動缸並聯組成六聯杆機構3，滑軌5通過螺栓固定在動平臺4底部；加載頭底座6採用燕尾槽方式與滑軌5連接；加載頭主軸7與加載頭底座6固定連接；加載頭8與加載頭主軸7軸連接；目標板9通過可拆卸結構與加載頭8軸向垂直安裝；雷射位移計11安裝在復位測量支架10上；。其工作流程如下:加載頭受力產生微小位移量，復位測量支架上的雷射位移計測量X、Y、Z線位移，α、β、Y角位移，以此得知加載頭的各個位移分量，然後通過調整六聯杆機構中的電動缸的不同伸縮量使加載頭回到初始位置，從而實現體軸系天平校準的要求模式，完成天平校準。
【權利要求】
1.一種具有六自由度調整的天平校準臺，包括支撐鋼架，其特徵在於所述的支撐鋼架通過高強度螺栓連接靜平臺；靜平臺和動平臺之間通過六個電動缸並聯組成六聯杆機構，滑軌通過螺栓固定在動平臺底部；加載頭底座採用燕尾槽方式與滑軌連接；加載頭主軸與加載頭底座固定連接；加載頭與加載頭王軸軸連接；目標板通過可拆卸結構與加載頭軸向垂直安裝；雷射位移計安裝在復位測量支架上。
【文檔編號】G01M9/06GK203587316SQ201320692191
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月5日 優先權日:2013年11月5日
【發明者】趙海徵, 孫以心, 任立新, 王國盛 申請人:瀋陽金凱瑞科技有限公司, 中國航空工業集團公司瀋陽空氣動力研究所