一種激光慣組產(chǎn)品質(zhì)心的測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種產(chǎn)品質(zhì)屯、測(cè)量方法，特別是一種激光慣組產(chǎn)品質(zhì)屯、的測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光慣組是一種能夠測(cè)量載體角速度和視加速度的精密儀器，其已成功應(yīng)用于運(yùn) 載火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、飛機(jī)、船舶W及其它民用領(lǐng)域，為運(yùn)載火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、飛機(jī)、船舶等提 供角速度和視加速度信息。在激光慣組中重要儀表均安裝在激光慣組本體上，而激光慣組 本體組件通過(guò)幾個(gè)對(duì)稱均勻分布的減振器安裝在箱體上。在實(shí)際場(chǎng)景中，激光慣組的應(yīng)用 要求激光慣組本體組件質(zhì)屯、與其幾何中屯、高度一致，否則會(huì)影響系統(tǒng)精度，目前，對(duì)慣組本 體質(zhì)屯、的測(cè)量?jī)H僅是在建模軟件內(nèi)進(jìn)行理論計(jì)算，而實(shí)際情況往往與理論值有一定偏差， 無(wú)法達(dá)到實(shí)際所需要的精度，因此需要根據(jù)實(shí)際情況發(fā)明一種對(duì)不同規(guī)格激光慣組本體的 質(zhì)屯、進(jìn)行測(cè)量的方法。
[0003] 現(xiàn)有的質(zhì)量質(zhì)屯、測(cè)量方法包括懸掛法、復(fù)擺測(cè)量法。懸掛法是利用自由懸掛時(shí)質(zhì) 屯、必然通過(guò)懸掛點(diǎn)垂直面的原理來(lái)確定質(zhì)屯、位置的方法，該方法只適用于小型設(shè)備，且精 度不高；復(fù)擺測(cè)量法是利用復(fù)擺擺動(dòng)原理進(jìn)行測(cè)量的方法，通過(guò)兩次不同擺幅的擺動(dòng)測(cè)量 計(jì)算出高度方向質(zhì)屯、坐標(biāo)，該方法只能進(jìn)行裝備高度方向的質(zhì)屯、坐標(biāo)測(cè)量，且試驗(yàn)過(guò)程復(fù) 雜、操作步驟多、誤差較大且安全性差，不能滿足激光慣組及本體質(zhì)屯、測(cè)量的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種通過(guò)利用Ξ坐標(biāo)測(cè) 量?jī)x、靜力傳感器測(cè)試待測(cè)激光慣組的重力分配及接觸點(diǎn)坐標(biāo)，進(jìn)而計(jì)算得到質(zhì)屯、坐標(biāo)的 激光慣組產(chǎn)品質(zhì)屯、的測(cè)量方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種激光慣組產(chǎn)品質(zhì)屯、的測(cè)量方法，包括如下步驟：
[0006] (1)將3個(gè)力傳感器放置在Ξ坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的大理石平臺(tái)上，分別對(duì)3個(gè)力傳感器通 電直至力傳感器零漂穩(wěn)定后將力傳感器數(shù)值歸零；
[0007] (2)將激光慣組本體組件一面朝上擺放，W激光慣組本體組件左下角頂點(diǎn)為原點(diǎn)、 底面為X0Y面、豎直方向?yàn)閆軸建立Ξ維坐標(biāo)系0XYZ，并在激光慣組本體組件上做好標(biāo)記； [000引（3)將激光慣組本體組件的0XY平面放在3個(gè)力傳感器的半球面敏感部件上，讀取 Ξ個(gè)力傳感器的讀數(shù)分別為Fl、F2、F3，取下激光慣組本體組件且不挪動(dòng)力傳感器位置，再次 讀取力傳感器讀數(shù)為fl、f2、f3;其中，力傳感器的敏感部件為半球面，與激光慣組本體組件 接觸時(shí)為點(diǎn)接觸；
[0009] (4)使用Ξ坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量步驟(3)中Ξ個(gè)力傳感器與激光慣組本體組件接觸點(diǎn) 在坐標(biāo)系OXY中的坐標(biāo)分別為(χl，yl)、（χ2，y2)、（枯，y3);
[0010] (5)將Ξ個(gè)力傳感器歸零，然后將激光慣組本體組件0YZ平面放在3個(gè)力傳感器的 半球面敏感部件上，讀取Ξ個(gè)力傳感器的讀數(shù)分別為。4、。5、。6，取下激光慣組本體組件且不 挪動(dòng)力傳感器，再次讀取力傳感器讀數(shù)為f 4、f 5、f 6 ;
[0011] (6)使用Ξ坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)出步驟(5)中Ξ個(gè)力傳感器與激光慣組本體接觸點(diǎn)在坐 標(biāo)系0ΥΖ中的坐標(biāo)分別為(y4, Ζ4)、（y日，Ζ日）、（ys，Ζ6);
[0012] (7)計(jì)算出激化肢組本體組件質(zhì)屯、坐標(biāo)(xi, yi, zi)為
[0016]其中，? = 1，2,3···Ν，Ν為正整數(shù)且i的初值為1;
[0017] (8)將力傳感器數(shù)值歸零，i = i+l，重復(fù)步驟(3)-步驟(7)直至i=N，取N次激化肢 組本體組件質(zhì)屯、坐標(biāo)平均值(?兩，哥)為
[002。將阮，病而)作為最終的激光慣組本體組件質(zhì)屯、坐標(biāo)。
[0022] 所述的 N=6。
[0023] 所述的步驟(3)或步驟(5)中Ξ個(gè)力傳感器之間的距離相等。
[0024] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0025] (1)本發(fā)明方法通過(guò)利用質(zhì)屯、反應(yīng)法對(duì)慣組本體組件質(zhì)屯、進(jìn)行測(cè)量，相對(duì)現(xiàn)有的 其他質(zhì)屯、測(cè)量方法，具有操作方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度高等優(yōu)點(diǎn)；
[0026] (2)本發(fā)明方法通過(guò)利用Ξ坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、Ξ個(gè)簡(jiǎn)易的靜力傳感器測(cè)試待測(cè)激光慣 組的重力分配及接觸點(diǎn)坐標(biāo)，進(jìn)而計(jì)算得到待測(cè)激光慣組的質(zhì)屯、坐標(biāo)，與現(xiàn)有的測(cè)量技術(shù) 相比，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、工作量??；
[0027] (3)本發(fā)明方法使用的力傳感器的敏感部件為半球面，其與本體平面的接觸方式 為點(diǎn)接觸，從而能夠更加精確的測(cè)量出接觸點(diǎn)的坐標(biāo)，能夠更準(zhǔn)確的測(cè)出本體在Ξ個(gè)力傳 感器上的質(zhì)量分布，減少了最終結(jié)果的不確定性誤差。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1為本發(fā)明一種激光慣組產(chǎn)品質(zhì)屯、的測(cè)量方法原理流程圖；
[0029] 圖2為本發(fā)明一種激光慣組產(chǎn)品質(zhì)屯、的測(cè)量方法中激光慣組本體組件、力傳感器、 Ξ坐標(biāo)測(cè)量?jī)x位置關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種激光慣組產(chǎn)品質(zhì)屯、的測(cè)量方法，使用質(zhì)屯、 反應(yīng)法測(cè)量激光慣組本體的質(zhì)屯、，即通過(guò)用Ξ點(diǎn)支撐被測(cè)激光慣組產(chǎn)品激光，Ξ點(diǎn)所受的 力相對(duì)于某條軸的力矩和等于質(zhì)屯、相對(duì)于某條軸的力矩，進(jìn)而得到質(zhì)屯、的位置坐標(biāo)，下面 結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，如圖1所示本發(fā)明方法通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0031] (1)如圖2所示將3個(gè)力傳感器配套連接好，放置在Ξ坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的大理石平臺(tái)上， 通電15min待力傳感器零漂穩(wěn)定后，按"爐鍵將數(shù)值歸零；
[0032] (2)將慣組本體組件正面朝上擺放，W左下角頂點(diǎn)為原點(diǎn)，建立Ξ維坐標(biāo)系0XYZ如 圖2所示，并在慣組本體上做好標(biāo)記，然后將激光慣組本體的0XY平面放在3個(gè)力傳感器的敏 感部件上（3個(gè)力傳感器之間的距離大致相等即可），用Ξ坐標(biāo)測(cè)量?jī)x分別在平面0XZ、平面 0YZ上取8點(diǎn)作為X軸和Y軸建立坐標(biāo)系0XY(任意取的8個(gè)測(cè)量點(diǎn)均勻布滿平面即可）；
[0033] (3)讀取Ξ個(gè)力傳感器的讀數(shù)分別為內(nèi)，。2^3，取下激光慣組本體且不能挪動(dòng)力傳 感器位置，再次讀取力傳感器讀數(shù)為fl，f 2，f 3，其中，力傳感器的讀數(shù)包括正負(fù)號(hào)；
[0034] (4)利用Ξ坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)出Ξ個(gè)傳感器與激光慣組本體接觸點(diǎn)（力傳感器的敏感 部件為半球面，與本體接觸為點(diǎn)接觸)在坐標(biāo)系0XY中的坐標(biāo)分別為(xi，yi)，（X2，y2)，（X3, y3);其中，在傳感器的半球面敏感部件上測(cè)量數(shù)點(diǎn)，通過(guò)測(cè)量的點(diǎn)擬合出來(lái)的球面中屯、即 為接觸點(diǎn)在坐標(biāo)系0XY中的坐標(biāo)。
[0035] (5)按"爐鍵將傳感器數(shù)值歸零，將激光慣組本體0YZ平面放在3個(gè)力傳感器的敏感 部件上，用Ξ坐標(biāo)測(cè)量?jī)x分別在平面0XY、平面0XZ上取8點(diǎn)作為Y軸和Z軸建立坐標(biāo)系0YZ;
[0036] (6)讀取Ξ個(gè)力傳感器的讀數(shù)分別為。4，。5^6，取下激光慣組本體且不能挪動(dòng)力傳 感器，再次讀取力傳感器讀數(shù)為f 4，f 5，f 6，其中，力傳感器的讀數(shù)包括正負(fù)號(hào)；
[0037] (7)利用Ξ坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)出Ξ個(gè)傳感器與本體接觸點(diǎn)在坐標(biāo)系0YZ中的坐標(biāo)分別 為（y4，Z4)，（y5，Z5)，（y6，Z6)。
[0038] (8)利用如下公式可W計(jì)算出激光慣組本體質(zhì)屯、坐標(biāo)(xo，yo，zo)為
[0042]取6次平均值作為慣組本體質(zhì)屯、坐標(biāo)(而，兩，而)為
[0046]本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種激光慣組產(chǎn)品質(zhì)心的測(cè)量方法，其特征在于包括如下步驟： (1) 將3個(gè)力傳感器放置在三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的大理石平臺(tái)上，分別對(duì)3個(gè)力傳感器通電直 至力傳感器零漂穩(wěn)定后將力傳感器數(shù)值歸零； (2) 將激光慣組本體組件一面朝上擺放，以激光慣組本體組件左下角頂點(diǎn)為原點(diǎn)、底面 為XOY面、豎直方向?yàn)閆軸建立三維坐標(biāo)系OXYZ，并在激光慣組本體組件上做好標(biāo)記； (3) 將激光慣組本體組件的OXY平面放在3個(gè)力傳感器的半球面敏感部件上，讀取三個(gè) 力傳感器的讀數(shù)分別為F1、F 2、F3，取下激光慣組本體組件且不挪動(dòng)力傳感器位置，再次讀取 力傳感器讀數(shù)為fi、f2、f3 ;其中，力傳感器的敏感部件為半球面，與激光慣組本體組件接觸 時(shí)為點(diǎn)接觸； (4) 使用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量步驟(3)中三個(gè)力傳感器與激光慣組本體組件接觸點(diǎn)在坐 標(biāo)系0父￥中的坐標(biāo)分別為(11，71)、（12,72)、（13,73); (5) 將三個(gè)力傳感器歸零，然后將激光慣組本體組件OYZ平面放在3個(gè)力傳感器的半球 面敏感部件上，讀取三個(gè)力傳感器的讀數(shù)分別為F 4、F5、F6，取下激光慣組本體組件且不挪動(dòng) 力傳感器，再次讀取力傳感器讀數(shù)為f4、f5、f6; (6) 使用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)出步驟(5)中三個(gè)力傳感器與激光慣組本體接觸點(diǎn)在坐標(biāo)系 <^中的坐標(biāo)分別為(74,24)、（75,25)、（76,26); (7) 計(jì)算出激光慣組本體組件質(zhì)心坐標(biāo)(Xl，yi，Zl)S其中，? = 1，2,3···Ν，Ν為正整數(shù)且i的初值為1; (8) 將力傳感器數(shù)值歸零，i = i + l，重復(fù)步驟(3)-步驟(7)直至i=N，取N次激光慣組本 體組件質(zhì)心坐標(biāo)平均值(?,?,巧)為將(巧,％，K)作為最終的激光慣組本體組件質(zhì)心坐標(biāo)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光慣組產(chǎn)品質(zhì)心的測(cè)量方法，其特征在于:所述的N = 6〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種激光慣組產(chǎn)品質(zhì)心的測(cè)量方法，其特征在于:所述的 步驟(3)或步驟(5)中三個(gè)力傳感器之間的距離相等。
【專(zhuān)利摘要】一種激光慣組產(chǎn)品質(zhì)心的測(cè)量方法，首先將3個(gè)力傳感器放置在三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x上，并根據(jù)激光慣組建立三維坐標(biāo)系，然后將激光慣組的一個(gè)平面放在3個(gè)力傳感器上，分別讀取力傳感器放置激光慣組及空載下的讀數(shù)，同時(shí)測(cè)量力傳感器與激光慣組接觸點(diǎn)坐標(biāo)，再將激光慣組另一個(gè)平面放在3個(gè)力傳感器上，分別讀取力傳感器放置激光慣組及空載下的讀數(shù)，同時(shí)測(cè)量力傳感器與激光慣組接觸點(diǎn)坐標(biāo)，進(jìn)而得到一次測(cè)量激光慣組質(zhì)心坐標(biāo)，最后將多次測(cè)量的質(zhì)心坐標(biāo)取均值并作為最終激光慣組質(zhì)心坐標(biāo)。本發(fā)明方法通過(guò)測(cè)量待測(cè)激光慣組的重力分配及接觸點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算得到待測(cè)激光慣組的質(zhì)心坐標(biāo)，與現(xiàn)有技術(shù)相比實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、易于操作、精度高。
【IPC分類(lèi)】G01M1/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105486454
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510965353
【發(fā)明人】杜偉軍, 李志華, 郭凱, 郭建剛, 任杰愷, 黃世濤, 王冬梅
【申請(qǐng)人】北京航天時(shí)代激光導(dǎo)航技術(shù)有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月21日