红外制导导弹导引头重心位置的测量装置及其测量方法

摘要

一种红外制导导弹导引头重心位置的测量装置及其测量方法，连接法兰和水平杆分别与旋转轴固连组成一个整体，所述连接法兰上固定导引头；所述旋转轴的两端装通过轴承与轴承座固定，轴承座固定在基座上；所述旋转轴的顶部固定水准仪，所述水平杆上装有数显表，在水平杆的右端铰接力传感器，力传感器的拉力环固定细钢丝的一端，细钢丝的另一端绕过固定在底座上的定滑轮与螺杆固定，与螺杆配合的螺母座固定在底座上。它结构简单，低成本，测量精度高，能进行空间三轴向测量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种物体重心位置的测量装置及其测量方法，特别是一种红外制导导弹导引头重心位置的测量装置及其测量方法。

背景技术

重心是物体所受重力的中心，在航天、航海、电力、机械、车辆等领域，重心位置是一个需要精确确定的参数，如何精确测量物体的重心位置就显得尤为重要。

现有一种用称重法测量物体重心的方法，及把被测物体放置在由三只或四只称重传感器支撑的承载平台上，依据力矩平衡原理，通过测量传感器受力的差值来测定物体的重心。专利CN 1769849A公布的一种用于测量飞机的质量和重心位置的随机携带装置，以及专利CN 101393064A公布的小型作业机重心检测试验台均是利用称重法来实现的。利用称重法测量物体重心的装置，若要获得比较高的测量精度，就必须提高各个称重传感器的精度，这无疑大大增加了使用成本，并且整个装置结构复杂，需要较高的装配精度。

发明内容：

为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种红外制导导弹导引头重心位置的测量装置及其测量方法，它结构简单，低成本，测量精度高，能进行空间三轴向测量。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：连接法兰和水平杆分别与旋转轴固连组成一个整体，所述连接法兰上固定导引头；所述旋转轴的两端装通过轴承与轴承座固定，轴承座固定在基座上；所述旋转轴的顶部固定水准仪，所述水平杆上装有数显表，在水平杆的右端铰接力传感器，力传感器的拉力环固定细钢丝的一端，细钢丝的另一端绕过固定在底座上的定滑轮与螺杆固定，与螺杆配合的螺母座固定在底座上。

一种红外制导导弹导引头重心位置的测量方法，包括下列步骤：

(a)、对导引头进行称重，得出其重量G；

(b)、在导引头的底部定义其基础坐标系(X，Y，Z)；

(c)、该装置在进行装配前，用高精度量具对连接法兰和水平杆的长度值，以及旋转轴的厚度值进行了测量，确定距离参数d₁、d₂、d₃、d_x、d_y和d_z的值。

(d)、在未安装导引头前，旋转螺杆拉紧细钢丝，并且保证细钢丝在滑轮的轨道内，将水准仪中的气泡调至水平状态，从数显表上记录力传感器的读数F₀₁；

(e)、任意方向旋转螺杆一定角度，再以相反方向旋转螺杆，将水准仪中的气泡重新调至水平状态，记录力传感器的读数F₀₂；

(f)、重复上一步骤(e)3次，分别由力传感器的得到F₀₃、F₀₄和F₀₅；

(g)、计算力传感器读数的平均值：F₀＝(F₀₁+F₀₂+F₀₃+F₀₄+F₀₅)/5；

(h)、将导引头牢固的安装在连接法兰上，通过旋转螺杆，将水准仪中的气泡调至水平状态；

(i)、从数显表上记录力传感器的读数F₁；

(j)、任意方向旋转螺杆一定角度，再以相反方向旋转螺杆，将水准仪中的气泡调至水平状态；记录力传感器的读数F₂；

(k)、重复上一步骤(j)3次，分别由力传感器的得到F₃、F₄和F₅；

(l)、计算力传感器读数的平均值：F_X＝(F₁+F₂+F₃+F₄+F₅)/5；

(m)、根据杠杆原理，即G×(d_X+d₂)＝F×d₁，得到X轴向导引头的重心坐标值为d_X＝(F_X×d₁)/G-d₂；

(n)、将连接法兰换成另外一个连接法兰，重复步骤(c)～(m)，同理可得，Y轴向导引头的重心坐标值为d_Y＝(F_Y×d₁)/G-d₃；

(o)、将上一步骤(n)中的导引头沿其基础坐标系X轴旋转90度后固定，重复步骤(c)～(m)，同理可得，Z轴向导引头的重心坐标值为d_Z＝(F_Z×d₁)/G-d₃。

本发明的优点是：(1)测量精度高。利用简单又准确的重心测量方案，即杠杆原理。较高的零件加工精度，合理的装配工艺，采用了精密轴承、选用了高精度的水准仪、力传感器和数显表；(2)功能完善。对于同一个被测件，应用不同连接法兰和改变被测件的安装方式可以对被测件进行空间三轴向重心位置的测量。对于不同的被测件，应用不同的连接法兰进行被测件重心位置的测量；(3)零件结构简单易于加工，测力装置只用了一只力传感器，降低了制造成本；(4)整个测量过程操作简单，本发明也可用于其它物体重心位置的测量，适用范围广。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明第一实施例主视图；

图2为本发明第一实施例俯视图；

图3为本发明第二实施例主视图。

具体实施方式

一种红外制导导弹导引头重心位置的测量装置，如附图所示。连接法兰2或15和水平杆8分别与旋转轴4固连组成一个整体，所述连接法兰2上固定导引头1。所述旋转轴4的两端装通过轴承与轴承座5固定，轴承座5固定在基座14上。所述旋转轴4的顶部固定水准仪3，所述水平杆8上装有数显表7，在水平杆8的右端铰接力传感器9，力传感器9的拉力环固定细钢丝11的一端，细钢丝11的另一端绕过固定在底座14上的定滑轮10与螺杆13固定，与螺杆13配合的螺母座12固定在底座14上。

本发明中可以用不同结构的连接法兰2或15用于不同被测件重心位置的测量。

一种红外制导导弹导引头重心位置的测量方法，包括下列步骤：

(a)、对导引头1进行称重，得出其重量G；

(b)、在导引头1的底部定义其基础坐标系(X，Y，Z)；

(c)、该装置在进行装配前，用高精度量具对连接法兰2或15和水平杆8的长度值，以及旋转轴4的厚度值进行了测量，确定距离参数d₁、d₂、d₃、d_X、d_Y和d_Z的值；

(d)、在未安装导引头1前，旋转螺杆13，拉紧细钢丝11，并且保证细钢丝11在滑轮10的轨道内，将水准仪3中的气泡调至水平状态，从数显表7上记录力传感器9的读数F₀₁；

(e)、任意方向旋转螺杆13一定角度，再以相反方向旋转螺杆13，将水准仪3中的气泡调至水平状态；记录力传感器9的读数F₀₂；

(f)、重复上一步骤(e)3次，分别由力传感器9的得到F₀₃、F₀₄和F₀₅；

(g)、计算力传感器9读数的平均值：F₀＝(F₀₁+F₀₂+F₀₃+F₀₄+F₀₅)/5；

(h)、将导引头1牢固的安装在连接法兰2上，通过旋转螺杆13，将水准仪3中的气泡调至水平状态；

(i)、从数显表7上记录力传感器9的读数F₁；

(j)、任意方向旋转螺杆13一定角度，再以相反方向旋转螺杆13，将水准仪3中的气泡调至水平状态；记录力传感器9的读数F₂；

(k)、重复上一步骤(j)3次，分别由力传感器9的得到F₃、F₄和F₅；

(l)、计算力传感器9读数的平均值：F_X＝(F₁+F₂+F₃+F₄+F₅)/5；

(m)、根据杠杆原理，即G×(d_X+d₂)＝F×d₁，得到X轴向导引头1的重心坐标值为d_X＝(F_X×d₁)/G-d₂；

(n)、将连接法兰2换成连接法兰15，重复步骤(c)～(m)，同理可得，Y轴向导引头1的重心坐标值为d_Y＝(F_Y×d₁)/G-d₃；

(o)、将上一步骤(n)中的导引头1沿其基础坐标系X轴旋转90度后固定，重复步骤(c)～(m)，同理可得，Z轴向导引头1的重心坐标值为d_Z＝(F_Z×d₁)/G-d₃。

所述的力传感器9与PC计算机、数据采集卡及电子装置电连接，，通过数据采集、数据处理和数据显示将力传感器9的测量值实时的转变为导引头1重心的坐标值，由显示器显示。

本发明还可以用于测量诸如红外制导导弹导引头等导引头和其它形如导引头外形，具有细长或粗短轴对称非均质不规则物体重心位置的测量。

本发明还可以用于其他零部件重心位置的测量。