二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其復(fù)雜零部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)試裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其復(fù)雜零部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)試裝置,包括模擬二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及杠桿百分表組件;測(cè)試平臺(tái)包括氣浮平臺(tái)、與氣浮平臺(tái)固連的驅(qū)動(dòng)氣浮平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,氣浮平臺(tái)臺(tái)面上放置有測(cè)速系統(tǒng)和時(shí)統(tǒng)裝置;模擬二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括方位轉(zhuǎn)動(dòng)裝置以及俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,方位轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括二維轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)臺(tái)定子,俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括俯仰軸以及固定在二維轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)子上的支架;杠桿百分表組件包括立柱和杠桿表,杠桿表一端固定在立柱上,另一端作用在方位轉(zhuǎn)動(dòng)裝置上,側(cè)角系統(tǒng)安裝在氣浮平臺(tái)中。解決了現(xiàn)有的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)試方法測(cè)試復(fù)雜、精度低的技術(shù)問(wèn)題,本實(shí)用新型利用氣浮平臺(tái)微摩擦力矩的特性對(duì)模擬二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行測(cè)試。
【專(zhuān)利說(shuō)明】二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其復(fù)雜零部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其復(fù)雜零部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前獲得物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量一般通過(guò)兩種方式:對(duì)于形狀簡(jiǎn)單、密度分布均勻的物體,一般采取理論計(jì)算法;而形狀復(fù)雜、質(zhì)量分布不規(guī)則的物體,則采取實(shí)際測(cè)量法。實(shí)際測(cè)量則主要利用彈性元件組成振蕩系統(tǒng),通過(guò)系統(tǒng)振蕩頻率來(lái)推算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。常用的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量法有:復(fù)擺法、扭擺法、三線擺法、單線擺法和落體法等。對(duì)于復(fù)擺法測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,被測(cè)件長(zhǎng)徑比大于15時(shí),其影響不可忽略;而當(dāng)垂直和平行角度偏差大于2°時(shí),也應(yīng)考慮縱軸與轉(zhuǎn)軸的垂直度和平行度的影響;當(dāng)擺角60°時(shí),測(cè)量振動(dòng)周期誤差為±6.8%,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量誤差達(dá)40%。三線扭擺法用于測(cè)量大質(zhì)量被測(cè)件時(shí)被測(cè)件旋轉(zhuǎn)夾緊立置使得安裝困難,且存在安全隱患;同時(shí),大型被測(cè)件位置不穩(wěn),亦影響測(cè)量精度。單線扭擺法存在同樣的問(wèn)題。落體法對(duì)于大質(zhì)量、大沖量的被測(cè)件,精度只能達(dá)到3%。
[0003]轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是剛體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)慣性的度量,其大小體現(xiàn)了剛體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)狀態(tài)改變的難易程度。凡是涉及到轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量均為重點(diǎn)測(cè)量參數(shù)??臻g二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)其方位軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是變化的,隨負(fù)載俯仰角變化而變化的,雖然二者存在一定的數(shù)學(xué)關(guān)系,但是由于加工、安裝誤差會(huì)帶來(lái)一定的不確定性,因此需進(jìn)行實(shí)際測(cè)量得到方位轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值隨俯仰角不同的變化曲線,給動(dòng)量平衡控制及力學(xué)測(cè)試提供基礎(chǔ)參數(shù),用以確定對(duì)衛(wèi)星產(chǎn)生的擾動(dòng)力矩。由于二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)形狀復(fù)雜,另外方位軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量會(huì)隨著俯仰軸轉(zhuǎn)動(dòng)位置的改變而改變。因此傳統(tǒng)的測(cè)量方法由于測(cè)試復(fù)雜精度低而不能滿足當(dāng)前的測(cè)試需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了解決現(xiàn)有的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)試方法測(cè)試復(fù)雜、精度低、不能滿足當(dāng)前測(cè)試需求的技術(shù)問(wèn)題,本實(shí)用新型提供一種二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其復(fù)雜零部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)試裝置,利用氣浮平臺(tái)微摩擦力矩的特性對(duì)二維轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)子方位及俯仰軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行測(cè)試。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案:
[0006]一種二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其復(fù)雜零部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)試裝置,其特殊之處在于:包括測(cè)角系統(tǒng)、時(shí)統(tǒng)裝置、測(cè)速系統(tǒng)、模擬二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及杠桿百分表組件;
[0007]所述測(cè)試平臺(tái)包括氣浮平臺(tái)、與氣浮平臺(tái)固連的驅(qū)動(dòng)氣浮平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,所述測(cè)速系統(tǒng)和時(shí)統(tǒng)裝置均位于氣浮平臺(tái)臺(tái)面上;
[0008]所述模擬二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括方位轉(zhuǎn)動(dòng)裝置以及俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,所述方位轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括二維轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)臺(tái)定子,所述二維轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)子放置在氣浮平臺(tái)臺(tái)面上且通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)定子與氣浮平臺(tái)固定連接,所述俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括俯仰軸以及固定在二維轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)子上的支架,所述俯仰軸設(shè)置在支架上且能夠繞支架的水平軸做俯仰運(yùn)動(dòng);
[0009]所述杠桿百分表組件包括立柱和杠桿表,所述杠桿表一端固定在立柱上,另一端作用在方位轉(zhuǎn)動(dòng)裝置上,
[0010]所述方位轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的二維轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)子通過(guò)杠桿百分表組件測(cè)量調(diào)整后與氣浮平臺(tái)的回轉(zhuǎn)軸重合;
[0011 ] 所述測(cè)角系統(tǒng)安裝在氣浮平臺(tái)中。
[0012]上述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括定滑輪、砝碼和拉繩,所述拉繩的一端固定在氣浮平臺(tái)上,所述拉繩的另一端通過(guò)定滑輪連接有砝碼。
[0013]上述測(cè)速系統(tǒng)為速率陀螺。
[0014]二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其復(fù)雜零部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)試方法,其特殊之處在于,包括以下步驟:
[0015]I】測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)非轉(zhuǎn)動(dòng)部分以及氣浮平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)平面的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jtl:
[0016]1.1】搭建權(quán)利要求1所述的測(cè)試裝置,只放置方位轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中不轉(zhuǎn)動(dòng)的部分,利用杠桿表將轉(zhuǎn)臺(tái)定子與氣浮平臺(tái)對(duì)中;
[0017]1.2】啟動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,使得氣浮平臺(tái)從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng);
[0018]1.3】轉(zhuǎn)動(dòng)h時(shí)間后,利用測(cè)速系統(tǒng)采集氣浮平臺(tái)此刻速度V1 ;
[0019]1.4】利用下式計(jì)算方位轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中非轉(zhuǎn)動(dòng)部分以及氣浮平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)平面的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jo:
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其復(fù)雜零部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)試裝置,其特征在于:包括測(cè)角系統(tǒng)、時(shí)統(tǒng)裝置、測(cè)速系統(tǒng)、模擬二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及杠桿百分表組件; 所述測(cè)試平臺(tái)包括氣浮平臺(tái)、與氣浮平臺(tái)固連的驅(qū)動(dòng)氣浮平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,所述測(cè)速系統(tǒng)和時(shí)統(tǒng)裝置均位于氣浮平臺(tái)臺(tái)面上; 所述模擬二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括方位轉(zhuǎn)動(dòng)裝置以及俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,所述方位轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括二維轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)臺(tái)定子,所述二維轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)子放置在氣浮平臺(tái)臺(tái)面上且通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)定子與氣浮平臺(tái)固定連接,所述俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括俯仰軸以及固定在二維轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)子上的支架,所述俯仰軸設(shè)置在支架上且能夠繞支架的水平軸做俯仰運(yùn)動(dòng); 所述杠桿百分表組件包括立柱和杠桿表,所述杠桿表一端固定在立柱上,另一端作用在方位轉(zhuǎn)動(dòng)裝置上, 所述方位轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的二維轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)子通過(guò)杠桿百分表組件測(cè)量調(diào)整后與氣浮平臺(tái)的回轉(zhuǎn)軸重合; 所述測(cè)角系統(tǒng)安裝在氣浮平臺(tái)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其復(fù)雜零部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)試裝置,其特征在于: 所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括定滑輪、砝碼和拉繩,所述拉繩的一端固定在氣浮平臺(tái)上,所述拉繩的另一端通過(guò)定滑輪連接有砝碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其復(fù)雜零部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)試裝置,其特征在于:所述測(cè)速系統(tǒng)為速率陀螺。
【文檔編號(hào)】G01M1/10GK203606074SQ201320696972
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】黃靜, 劉朝暉, 謝友金, 李治國(guó), 王振宇 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所