一种具有六自由度调整的天平校准台的制作方法
【专利摘要】一种具有六自由度调整的天平校准台，包括支撑钢架，支撑钢架通过高强度螺栓连接静平台；静平台和动平台之间通过六个电动缸并联组成六联杆机构，滑轨通过螺栓固定在动平台底部；加载头底座采用燕尾槽方式与滑轨连接；加载头主轴与加载头底座固定连接；加载头与加载头主轴轴连接；目标板通过可拆卸结构与加载头轴向垂直安装；激光位移计安装在复位测量支架上。本实用新型结构相对简单、刚度大、承载能力强、运动精度高，在大载荷天平校准系统中有更大的优势。
【专利说明】一种具有六自由度调整的天平校准台
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种航空天平校准装置，特别是涉及一种具有六自由度调整的天平校准台。
【背景技术】
[0002]近年来，随着风洞试验领域的不断拓展，航空天平无论是从数量、品种、尺寸、载荷还是对天平本身的精度要求，与80年代相比都发生了极大的变化，原有的校准架已满足不了天平校准的需求。
[0003]首先，当前各类航空航天飞行器型号试验对数据测量的精细化要求越来越高，现有校准设备与国外先进的校准系统相比，在精准度上已处于落后状态，难以满足将来飞行器风洞试验对天平校准精度的要求，天平校准已经成为提高试验精度的主要制约因素之一；其次，有关规定要求天平的精度和准度测试周期为三年，原先设计的校准架校准容量已很难满足日益增加的各类天平的校准要求；这也是为什么各风洞单位均有不止一套校准设备的原因。
[0004]为提高天平校准的精准度、满足型号对风洞试验精细化水平要求，为天平提供高精度的、自动的、载荷适应范围广泛的校准设备成为主要任务。
[0005]具体要求有:一是要研制一套体轴系天平校准装置，提高天平校准的精度准度，满足飞行器精细化试验对设备的要求，这是天平校准设备建设的核心要素；二是提高校准工作效率，满足有关规定要求的天平周期校准的需要；三是降低动强度，减少校准过程中人为因素对校准结果带来的误差。
[0006]根据国内外天平校准装置的发展状况，当前科学技术的发展水平以及项目的具体要求，确定合理的技术路线和实施方案。通过确定天平校准系统各关键技环节的技术路线，分析其可行性及实施方案，研究系统中影响天平校准结果的因素及其影响规律，为采取合理措施减小天平校准误差、提高系统的精准度水平，合理地确定各组成部分的技术参数、确保技术方案合理可行，从而降低研制风险，确保项目成功实施，最终实现技术指标和要求提供技术支持，具有重要意义。
[0007]现有技术中，原有系统采用串联塔式结构，主要缺点为:系统体积大，导致占地面积过大；载荷范围小，只能标校少量订制天平；系统响应时间慢(lm)、复位精度稍差(0.5mm);标校天平精度最好为0.5%。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的就是为克服上述现有技术存在缺陷和不足，而提供一种具有六自由度调整的天平校准系统。
[0009]采用的技术方案是:
[0010]一种具有六自由度调整的天平校准台，包括支撑钢架，其特征在于所述的支撑钢架通过高强度螺栓连接静平台；静平台和动平台之间通过六个电动缸并联组成六联杆机构，滑轨通过螺栓固定在动平台底部；加载头底座采用燕尾槽方式与滑轨连接；加载头主轴与加载头底座固定连接；加载头与加载头主轴轴连接；目标板通过可拆卸结构与加载头轴向垂直安装；激光位移计安装在复位测量支架上。
[0011]本实用新型具有以下优点:
[0012]1、六联杆并联机构在自动复位的天平校准系统中使用是第一次。并联结构比起串联结构，结构相对简单、刚度大、承载能力强、运动精度高，在大载荷天平校准系统中有更大的优势。使用Stewart平台方式，采用“简化计算，多次调整”的复位控制算法，可以用少量的已知或可测量的参数计算各电动缸的伸缩量，有效解决了加载头与复位台之间位置不确定带来的传统算法无法直接解算各机构的运动量的问题，算法简单，满足要求；配重装置的使用可有效消除机械加工造成的间隙、误差等因素的影响，从而达到降低制造难度、提高复位精度的目的。可实现线位移0.03mm精度、角位移实现±3"精度。
[0013]2、利用高精度半导体激光位移计实现加载头的位移和姿态的低成本高精度测量。采用立方镜定位加载头初始位置，利用半导体激光位移计来测量加载头的位移和姿态变化，解决了系统复位机构布局的干扰和运行时天平安装的问题，成本低、工作可靠、精度满足测量要求。
[0014]3、对被校天平准确地施加校准载荷，是实现高精度天平校准的前提。本系统在继承了砝码自动加载技术的优点，同时大大提高了工作效率，避免人为干预差，提高了安全性；增加了系统量程匹配的灵活性。
[0015]4、本系统继承了传统的地轴系天平校准系统的布局开放、操作方便的优点。复位台台体工作面开阔，天平安装操作方便；天平安装时采用传统的安装方式，可有效保证天平安装的位置、姿态的准确性；
[0016]5、采用本系统校准后的天平精度可达0.1%。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]一种具有六自由度调整的天平校准台，包括支撑钢架1，支撑钢架I通过高强度螺栓连接静平台2 ;静平台2和动平台4之间通过六个电动缸并联组成六联杆机构3，滑轨5通过螺栓固定在动平台4底部；加载头底座6采用燕尾槽方式与滑轨5连接；加载头主轴7与加载头底座6固定连接；加载头8与加载头主轴7轴连接；目标板9通过可拆卸结构与加载头8轴向垂直安装；激光位移计11安装在复位测量支架10上；。其工作流程如下:加载头受力产生微小位移量，复位测量支架上的激光位移计测量X、Y、Z线位移，α、β、Y角位移，以此得知加载头的各个位移分量，然后通过调整六联杆机构中的电动缸的不同伸缩量使加载头回到初始位置，从而实现体轴系天平校准的要求模式，完成天平校准。
【权利要求】
1.一种具有六自由度调整的天平校准台，包括支撑钢架，其特征在于所述的支撑钢架通过高强度螺栓连接静平台；静平台和动平台之间通过六个电动缸并联组成六联杆机构，滑轨通过螺栓固定在动平台底部；加载头底座采用燕尾槽方式与滑轨连接；加载头主轴与加载头底座固定连接；加载头与加载头王轴轴连接；目标板通过可拆卸结构与加载头轴向垂直安装；激光位移计安装在复位测量支架上。
【文档编号】G01M9/06GK203587316SQ201320692191
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】赵海征, 孙以心, 任立新, 王国盛 申请人:沈阳金凯瑞科技有限公司, 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所