一种多分量力组合校准方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种校准方法，特别涉及一种多分量力组合校准方法，属于力学力值、 力矩校准技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前，多分量力测量仪表能同时检测到三维空间的全力信息已广泛应用于航空、 航天及装甲车等制造和测试领域。如：矢量推力发动机能够为战斗机提供大仰角下的机动 能力，即矢量发动机输出以及传动件受到的都是多分量力，舰载机及直升机的各关键部位 以及配套设备的受力状况测试及分析中应用的也是多分量力，汽车在行驶过程中，轮毂受 到的也是多分量力等等。
[0003] 但是，目前多分量力测量仪表的校准基本上还局限于单方向的力值校准，通过改 变多分量力测量仪表的位置来实现多个分量的校准，校准过程繁琐，也不能真实反映实际 使用过程中的多分量力的耦合测量状态。即使个别装置可实现多分量力传感器及测试系统 的多分量组合校准，但相对来说，各分量的量程（尤其是侧向力和扭矩分量）较窄，，不能实 现单独的力矩加载，不能满足多分量力传感器的校准需求，多分量力组合校准方法的研究 在国内尚处于空白。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决目前多分量力测量仪表的校准只能实现单方向的力值校 准，即使个别装置可实现多分量组合校准，但多分量组合方式较少，提供一种多分量力组合 校准方法，以弥补现有校准方法的不足。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006] -种多分量力组合校准方法，其特征在于，包括Z向校准、X向校准和Y向校准，以 坐标系Χ0Υ为水平面，所述Z向校准位于水平面上方，可以沿Z轴正负方向移动，所述X向 校准和Y向校准位于水平面上X向校准可以沿Y轴正负方向移动，Y向校准可以沿X轴正 负方向移动；
[0007] 所述Z向校准包括位于中心位置的主Z向力Fz的校准和位于F 2周向均布的四个 Z向分力而1不2不3不4，四个2向分力分别与一定力臂形成绕水平父轴的正力矩1校准、 负力矩Mx校准和绕水平Y轴的正力矩Μ γ+校准、负力矩Μ γ校准；
[0008] 所述X向校准包括位于水平X轴正负两端的主X正向力Fx+的校准和主X负向力 Fx的校准，以及在F x+和F x两侧对称分布的X向分力F X1、FX2和F' X1、F' -定力臂形成 的绕Z轴的正力矩Mz+校准、负力矩Μ z校准；
[0009] 所述Y向校准包括位于水平Y轴正负两端的Y正向力FY+的校准和Y负向力F γ的 校准；
[0010] Fz、FZ1、FZ2、F Z3、FZ4、Fx+、Fx、FX1、F X2、F' X1、F' X2、FY+、FY 都能实现力值校准，通过对这 十三个力独立或组合施力实现Fx、FY、Fz、Mx、Μ γ、Mz分量的单独或组合校准。
[0011] 作为优选，Fx、FY、Fz、Μ χ、Μγ、Mz分量的单独或组合校准方法如下：
[0012] (1)单个分量校准情况：
[0013] 力矩校准：
[0014] 同时施加大小相等的父向分力？：(1(11)、？'：(1(11'）实现1的校准；
[0015] 同时施加大小相等的X向分力FX2(12)、F' X2(12'）实现Mz的校准；
[0016] 力值校准：
[0017] 单独施加主Z向力Fz(4)或同时施加相同大小的FZ1(5)、F Z2(6)或同时施加相同大 小的 FZ3 (7)、FZ4 (8)，或组合施加 5 个 Z 向力 Fz (4)、FZ1 (5)、FZ2 (6)、FZ3 (7)、FZ4 ⑶实现 校准；
[0018] 单独施加主X正向力Fx+(9)或同时施加大小相等的X向分力FX1(11)、F X2(12)或组 合施加3个父正向力？：(+(9)七1(11)七2(12)实现？ ：(+的校准；单独施加主父负向力？：（（10) 或同时施加大小相等的X向分力F'X1(11'）、F'X2(12'）或组合施加3个X负向力F x (10)、 F'X1(11'）、F'X2(12'）实现 Fx 10 的校准；
[0019] 单独施加主Y正向力实现FY+(13)的校准；单独施加主Y负向力实现F Y (14)的校 准；
[0020] (2)六个分量同时校准情况：
[0021] 同时施加主Z向力、FZ1(5)或FZ2(6)、F Z3(7)或FZ4(8)、主X正向力或主X负向力、Y 正向力或Y负向力、FX1(11)或FX2(12)、F'X2(12'）或F' X1(11'）中的七个力，实现FZ、MX+或 Mx、Μγ+或M Y、Fx+或F x、FY+或F Y、Mz+S Μ z共计6个分量的同时校准；
[0022] (3)多个分量组合校准情况：
[0023] 通过对 Fz、FZ1、FZ2、FZ3、FZ4、F x+、Fx、FX1、FX2、F' X1、F' X2、FY+、FY 中的部分组合施力实 现2-5个分量的同时校准。
[0024] 有益效果
[0025] 本发明通过在X向、Y向和Z向对十三个力进行合理布置：13个力通过组合（力 矩抵消）可以实现不同范围的Fx、FY、Fz三个分量力的校准，8个分量力与其对应的力臂实 现MX、MY、MZ三个力矩的校准，其中力矩Μ z可以单独加载，Z向力都可以上下移动，X向力和 Y向力都能前后和左右移动，实现了多分量力的组合校准。与现有技术相比，本发明能够同 时实现&不不為為為多个分量的组合校准，能够单独加载力矩（通过力偶实现），从而 达到真实反映现实生活中多分量力耦合的状态。
【附图说明】
[0026] 图1是本发明实施例一种多分量力组合校准方法原理示意图。
[0027] 图2是本发明实施例力及力矩校准原理示意图。
[0028] 附图标记：1-Z 向校准，2-X 向校准，3-Y 向校准，4-Fz，5-Fzl，6-FZ2, 7-FZ3,8-FZ4， 9-Fx+，10-FX，11-FX1，12-FX2,11' -F，X1，12' -F，X2,13-FY+，14-FY 〇
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图与实施例对本发明加以详细说明。
[0030] 实施例1
[0031] 如图1所示为一种多分量力组合校准方法原理示意图，如图2所示为本发明实施 例力及力矩校准原理示意图，从图上可以看出，一种多分量力组合校准方法，包括以下内 容：
[0032] 包括Z向校准1、X向校准2和Y向校准3,以坐标系Χ0Υ为水平面，所述Z向校准 1位于水平面上方，可以沿Z轴正负方向移动，所述X向校准2和Y向校准3位于水平面上 X向校准2可以沿Y轴正负方向移动，Y向校准3可以沿X轴正负方向移动。
[0033] Z向校准1包括位于中心位置的主Z向力Fz4的校准和位于向均布的四个Z 向分力：FZ15、FZ26、FZ37、FZ48,四个Z向分力分别与一定力臂形成绕水平X轴的正力矩M x+校 准、负力矩Mx校准和绕水平Y轴的正力矩Μ γ+校准、负力矩Μ γ校准。
[0034] X向校准包括位于水平X轴正负两端的主X正向力Fx+9的校准和主X负向力F x 10 的校准，以及在Fx+9和Fx 10两侧对称分布的X向分力（FX111、FX212)和（F' Χ11Γ、F' X212'） 与一定力臂形成的绕Z轴的正力矩Mz+校准、负力矩Μ z校准，X向校准可以沿Y轴正负方向 移动。
[0035] Υ向校准包括位于水平Υ轴正负两