航空器重心位置测定装置及其方法

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航空器重心位置测定装置及其方法
申请号	CN201610209369.2	申请日	2016-04-05	公开(公告)号	CN105699013A	公开(公告)日	2016-06-22
申请人	浙江大学;			发明人	蒋寒; 叶尚军; 韩波; 陶伟明; 邵雪明;
摘要	本发明公开了一种航空器重心位置测定装置，包括游动盘、升降台和重量测定装置，所述的游动盘固定于升降台顶部，随升降台上下移动；游动盘中至少有一个用于支撑航空器表面测量点的滑动机构，该机构在贴紧测量点时仍然具有水平滑动自由度。所述的重量测定装置与升降台相连，用于对升降台上支撑的重量进行测定。上述装置根据测量点数，将若干套装置一起配套使用。使用时，通过升降台使游动盘紧贴航空器测量点，再利用重量测定装置对游动盘所承载的重力进行计量。本发明能较为简易的实现物体的称重测重心任务，解决了称重时由于无法保证多点同时上称，产生的侧滑挤压和摩擦力的影响，更是大大提高了称重精度，对精准配平提供了坚实的基础。
权利要求	1.一种航空器重心位置测定装置，其特征在于，包括游动盘(1)、升降台(2)和重量测定装置(3)，所述的游动盘(1)固定于升降台(2)顶部，随升降台(2)上下移动；游动盘(1)中至少有一个用于支撑航空器表面测量点的滑动机构，该机构在贴紧测量点时仍然具有水平滑动自由度；所述的重量测定装置(3)与升降台(2)相连，用于对升降台(2)上支撑的重量进行测定。 2.如权利要求1所述的航空器重心位置测定装置，其特征在于，所述的游动盘(1)包括底座(101)、钢珠固定盘(102)、钢珠(103)、游动板(104)和上盖板(105)，所述的钢珠固定盘(102)固定于底座(101)中，钢珠固定盘(102)上设有若干个放置钢珠(103)的圆孔，钢珠(103)能在圆孔中转动；游动板(104)放置于钢珠(103)上方，并由上盖板(105)在垂直于钢珠固定盘(102)的方向限位，使游动板(104)仅能在不同的钢珠(103)定点所形成的表面上滑动；游动板(104)顶部高于上盖板(105)。 3.如权利要求2所述的航空器重心位置测定装置，其特征在于，所述的游动板(104)本体上具有一个凸起结构，凸起结构顶部高于上盖板(105)，且上盖板(105)与游动板(104)之间的空隙距离设置应满足游动板(104)滑动至极限位置时不会脱落。 4.如权利要求1所述的航空器重心位置测定装置，其特征在于，所述的升降台(2)固定于重量测定装置(3)顶部，并由安装架(4)支撑，安装架(4)底部设有用于调节水平高度的调节底座(5)。 5.一种使用如权利要求1所述装置的航空器重心位置测定方法，其特征在于，步骤如下：在不同的航空器的测量点下方分别放置一个所述的航空器重心位置测定装置，通过调节底座(5)使高精度称(3)处于水平状态；缓慢调节升降台(2)，升起航空器，使其脱离航空器放置架保持悬空；利用水平激光仪校正航空器状态，配合升降台(2)，使航空器处于水平状态；在调节过程中，利用游动盘(1)使所述的滑动机构随着测量点水平滑动，消除侧滑挤压及摩擦力；当航空器处于水平状态时，读取高精度称(3)的读数；完成对不同测量点的读数后，按照重心位置计算方法确定航空器重心位置。
说明书全文	航空器重心位置测定装置及其方法技术背景 [0001] 本发明涉及物体重心位置的测定，特别涉及一种航空器重心位置测定装置及其方法。背景技术 [0002] [0003] 重心配平是航空器飞行前的一重要工作。航空器的重心位置对其飞行的稳定性和安全性非常重要。对于采用火箭助推发射的航空器，其重心位置更对火箭助推过程有着关键性的影响。 [0004] 要确定航空器的重心位置，则需多点测量后，再进行计算。而多点测量则由于无法保证多点同时上称，会导致航空器的测量点侧滑挤压和产生较大的摩擦力，严重影响测量精度。传统意义上的许多重心测量设备，成本低的精度较差；而精度较高的又成本高，实现复杂。如申请号为CN201410687125.6的发明专利公开了一种航空器重量和重心智能测定仪，包括前机轮电子称、主机轮电子称、升降平台、激光测距单元、显控单元，显控单元采集前机轮电子称和主机轮电子称以及激光测距单元数据进行重量和重心计算然后显示。该装置尽管能够实现重心测量，但其造价昂贵，不利于推广使用。发明内容 [0005] 本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种航空器重心位置测定装置。 [0006] 为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下： [0007] 航空器重心位置测定装置，包括游动盘、升降台和重量测定装置，所述的游动盘固定于升降台顶部，随升降台上下移动；游动盘中至少有一个用于支撑航空器表面测量点的滑动机构，该机构在贴紧测量点时仍然具有水平滑动自由度。所述的重量测定装置与升降台相连，用于对升降台上支撑的重量进行测定。 [0008] 上述装置根据测量点数，将若干套装置一起配套使用。使用时，通过升降台使游动盘紧贴航空器测量点，再利用重量测定装置对游动盘所承载的重力进行计量。其中游动盘为关键部件，用于支撑航空器测量点，其上的滑动机构主要功能是消除侧滑影响，消除摩擦力，提高测量精度。 [0009] 作为优选，所述的游动盘包括底座、钢珠固定盘、钢珠、游动板和上盖板，所述的钢珠固定盘固定于底座中，钢珠固定盘上设有若干个放置钢珠的圆孔，钢珠能在圆孔中转动。游动板放置于钢珠上方，并由上盖板在垂直于钢珠固定盘的方向限位，使游动板仅能在不同的钢珠定点所形成的表面上滑动。游动板顶部高于上盖板。游动板侧向受力后，会向受力方向平移，消除测量点的侧滑挤压和摩擦力。 [0010] 作为优选，所述的游动板本体上具有一个凸起结构，凸起结构顶部高于上盖板，且上盖板与游动板之间的空隙距离设置应满足游动板滑动至极限位置时不会脱落。 [0011] 作为优选，所述的升降台固定于重量测定装置顶部，并由安装架支撑，安装架底部设有用于调节水平高度的调节底座。 [0012] 本发明的另一目的在于提供一种使用所述装置的航空器重心位置测定方法，步骤如下： [0013] 将所述的航空器重心位置测定装置放置在航空器的测量点下方，并使高精度称处于水平状态；缓慢调节升降台，升起航空器，使其脱离航空器放置架保持悬空；利用水平激光仪校正航空器状态，配合升降台，使航空器处于水平状态；在调节过程中，利用游动盘使所述的滑动机构随着测量点水平滑动，消除侧滑挤压及摩擦力；当航空器处于水平状态时，读取高精度称的读数；完成对不同测量点的读数后，按照重心位置计算方法确定航空器重心位置。 [0014] 与现有技术相比，本发明具有如下优点： [0015] 本发明能较为简易的实现物体的称重测重心任务，实现成本较低，步骤简便，时间短，效率高。该装置解决了称重时由于无法保证多点同时上称，产生的侧滑挤压和摩擦力的影响，更是大大提高了称重精度，对精准配平提供了坚实的基础，可应用于无人机发射或其他飞行器发射领域。附图说明 [0016] 图1一种航空器重心位置测定装置结构示意图； [0017] 图2是本发明的游动盘的结构示意图； [0018] 图中：游动盘1、升降台2、重量测定装置3、安装架4、调节底座5、底座101、钢珠固定盘102、钢珠103、游动板104和上盖板105。具体实施方式 [0019] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。 [0020] 如图1所示，一种航空器重心位置测定装置，该装置的主体结构包括游动盘1、升降台2和重量测定装置3。重量测定装置3应选用高精度秤。游动盘1固定于升降台2顶部，随升降台2上下移动。重量测定装置3与升降台2相连，用于对升降台2上支撑的重量进行测定。游动盘1中至少有一个用于支撑航空器表面测量点的滑动机构，该机构在贴紧测量点时仍然具有水平滑动自由度。此处的水平滑动自由度是指在与航空器表面平行或近似平行的方向上能够移动。由此，能够消除航空器侧滑挤压状态下的摩擦力。 [0021] 本具体实施方式中，如图2所示，游动盘1结构包括底座101、钢珠固定盘102、钢珠103、游动板104和上盖板105。底座101呈无盖圆筒状，钢珠固定盘102固定于底座101中。钢珠固定盘102上设有多排放置钢珠103的圆孔。圆孔的直径略大于钢珠103，钢珠103能在圆孔中自由转动。游动板104放置于钢珠103上方，游动板104表面光滑，并可适当涂润滑油；。 [0022] 上盖板105呈圆环状，固定于底座101顶部，游动板104下部为圆环状，上部具有一个凸起的圆盘结构，凸起结构顶部高于上盖板105，使其能够直接与航空器表面接触。上盖板105内径大于凸起的圆盘结构但小于游动板104下部的外径。由此，上盖板105与游动板104之间的空隙距离可使游动板104滑动至极限位置(圆盘结构与上盖板边缘靠近)时不会脱落。通过上盖板105在垂直于钢珠固定盘102的方向上的限位，使游动板104仅能在不同的钢珠103定点所形成的表面上滑动。 [0023] 上述游动盘1的结构仅是一种能够实现的优选方式，本领域技术人员应当知道，其余设置方式也能够实现该功能。 [0024] 本具体实施方式中，为了安装调节方便，重量测定装置3固定于升降台2底部，并由安装架4支撑，安装架4底部设有用于调节水平高度的调节底座5，通过上下调节，调节高精度称3的水平状态。 [0025] 基于上述装置，使用所述装置的航空器重心位置测定方法，步骤如下： [0026] 在不同的航空器的测量点下方分别放置一个航空器重心位置测定装置，并使高精度称3处于水平状态；缓慢调节升降台2，升起航空器，使其脱离航空器放置架保持悬空；利用水平激光仪校正航空器状态，配合升降台2，使航空器处于水平状态；在调节过程中，利用游动盘1使滑动机构随着测量点水平滑动，消除侧滑挤压及摩擦力；当航空器处于水平状态时，读取高精度称3的读数；完成对不同测量点的读数后，按照重心位置计算方法确定航空器重心位置。 [0027] 以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。