一种激光惯组产品质心的测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种产品质屯、测量方法，特别是一种激光惯组产品质屯、的测量方法。
【背景技术】
[0002] 激光惯组是一种能够测量载体角速度和视加速度的精密仪器，其已成功应用于运 载火箭、导弹、卫星、飞机、船舶W及其它民用领域，为运载火箭、导弹、卫星、飞机、船舶等提 供角速度和视加速度信息。在激光惯组中重要仪表均安装在激光惯组本体上，而激光惯组 本体组件通过几个对称均匀分布的减振器安装在箱体上。在实际场景中，激光惯组的应用 要求激光惯组本体组件质屯、与其几何中屯、高度一致，否则会影响系统精度，目前，对惯组本 体质屯、的测量仅仅是在建模软件内进行理论计算，而实际情况往往与理论值有一定偏差， 无法达到实际所需要的精度，因此需要根据实际情况发明一种对不同规格激光惯组本体的 质屯、进行测量的方法。
[0003] 现有的质量质屯、测量方法包括悬挂法、复摆测量法。悬挂法是利用自由悬挂时质 屯、必然通过悬挂点垂直面的原理来确定质屯、位置的方法，该方法只适用于小型设备，且精 度不高；复摆测量法是利用复摆摆动原理进行测量的方法，通过两次不同摆幅的摆动测量 计算出高度方向质屯、坐标，该方法只能进行装备高度方向的质屯、坐标测量，且试验过程复 杂、操作步骤多、误差较大且安全性差，不能满足激光惯组及本体质屯、测量的要求。
【发明内容】
[0004] 本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种通过利用Ξ坐标测 量仪、静力传感器测试待测激光惯组的重力分配及接触点坐标，进而计算得到质屯、坐标的 激光惯组产品质屯、的测量方法。
[0005] 本发明的技术解决方案是:一种激光惯组产品质屯、的测量方法，包括如下步骤：
[0006] (1)将3个力传感器放置在Ξ坐标测量仪的大理石平台上，分别对3个力传感器通 电直至力传感器零漂稳定后将力传感器数值归零；
[0007] (2)将激光惯组本体组件一面朝上摆放，W激光惯组本体组件左下角顶点为原点、 底面为X0Y面、竖直方向为Z轴建立Ξ维坐标系0XYZ，并在激光惯组本体组件上做好标记； [000引（3)将激光惯组本体组件的0XY平面放在3个力传感器的半球面敏感部件上，读取 Ξ个力传感器的读数分别为Fl、F2、F3，取下激光惯组本体组件且不挪动力传感器位置，再次 读取力传感器读数为fl、f2、f3;其中，力传感器的敏感部件为半球面，与激光惯组本体组件 接触时为点接触；
[0009] (4)使用Ξ坐标测量仪测量步骤(3)中Ξ个力传感器与激光惯组本体组件接触点 在坐标系OXY中的坐标分别为(χl，yl)、（χ2，y2)、（枯，y3);
[0010] (5)将Ξ个力传感器归零，然后将激光惯组本体组件0YZ平面放在3个力传感器的 半球面敏感部件上，读取Ξ个力传感器的读数分别为。4、。5、。6，取下激光惯组本体组件且不 挪动力传感器，再次读取力传感器读数为f 4、f 5、f 6 ;
[0011] (6)使用Ξ坐标测量仪测出步骤(5)中Ξ个力传感器与激光惯组本体接触点在坐 标系0ΥΖ中的坐标分别为(y4, Ζ4)、（y日，Ζ日）、（ys，Ζ6);
[0012] (7)计算出激化肢组本体组件质屯、坐标(xi, yi, zi)为
[0016]其中，? = 1，2,3···Ν，Ν为正整数且i的初值为1;
[0017] (8)将力传感器数值归零，i = i+l，重复步骤(3)-步骤(7)直至i=N，取N次激化肢 组本体组件质屯、坐标平均值(?两，哥)为
[002。将阮，病而)作为最终的激光惯组本体组件质屯、坐标。
[0022] 所述的 N=6。
[0023] 所述的步骤(3)或步骤(5)中Ξ个力传感器之间的距离相等。
[0024] 本发明与现有技术相比的优点在于：
[0025] (1)本发明方法通过利用质屯、反应法对惯组本体组件质屯、进行测量，相对现有的 其他质屯、测量方法，具有操作方便，结构简单，精度高等优点；
[0026] (2)本发明方法通过利用Ξ坐标测量仪、Ξ个简易的静力传感器测试待测激光惯 组的重力分配及接触点坐标，进而计算得到待测激光惯组的质屯、坐标，与现有的测量技术 相比，实现简单、工作量小；
[0027] (3)本发明方法使用的力传感器的敏感部件为半球面，其与本体平面的接触方式 为点接触，从而能够更加精确的测量出接触点的坐标，能够更准确的测出本体在Ξ个力传 感器上的质量分布，减少了最终结果的不确定性误差。
【附图说明】
[0028] 图1为本发明一种激光惯组产品质屯、的测量方法原理流程图；
[0029] 图2为本发明一种激光惯组产品质屯、的测量方法中激光惯组本体组件、力传感器、 Ξ坐标测量仪位置关系图。
【具体实施方式】
[0030] 本发明针对现有技术的不足，提出一种激光惯组产品质屯、的测量方法，使用质屯、 反应法测量激光惯组本体的质屯、，即通过用Ξ点支撑被测激光惯组产品激光，Ξ点所受的 力相对于某条轴的力矩和等于质屯、相对于某条轴的力矩，进而得到质屯、的位置坐标，下面 结合附图对本发明方法进行详细说明，如图1所示本发明方法通过如下步骤实现：
[0031] (1)如图2所示将3个力传感器配套连接好，放置在Ξ坐标测量仪的大理石平台上， 通电15min待力传感器零漂稳定后，按"炉键将数值归零；
[0032] (2)将惯组本体组件正面朝上摆放，W左下角顶点为原点，建立Ξ维坐标系0XYZ如 图2所示，并在惯组本体上做好标记，然后将激光惯组本体的0XY平面放在3个力传感器的敏 感部件上（3个力传感器之间的距离大致相等即可），用Ξ坐标测量仪分别在平面0XZ、平面 0YZ上取8点作为X轴和Y轴建立坐标系0XY(任意取的8个测量点均匀布满平面即可）；
[0033] (3)读取Ξ个力传感器的读数分别为内，。2^3，取下激光惯组本体且不能挪动力传 感器位置，再次读取力传感器读数为fl，f 2，f 3，其中，力传感器的读数包括正负号；
[0034] (4)利用Ξ坐标测量仪测出Ξ个传感器与激光惯组本体接触点（力传感器的敏感 部件为半球面，与本体接触为点接触)在坐标系0XY中的坐标分别为(xi，yi)，（X2，y2)，（X3, y3);其中，在传感器的半球面敏感部件上测量数点，通过测量的点拟合出来的球面中屯、即 为接触点在坐标系0XY中的坐标。
[0035] (5)按"炉键将传感器数值归零，将激光惯组本体0YZ平面放在3个力传感器的敏感 部件上，用Ξ坐标测量仪分别在平面0XY、平面0XZ上取8点作为Y轴和Z轴建立坐标系0YZ;
[0036] (6)读取Ξ个力传感器的读数分别为。4，。5^6，取下激光惯组本体且不能挪动力传 感器，再次读取力传感器读数为f 4，f 5，f 6，其中，力传感器的读数包括正负号；
[0037] (7)利用Ξ坐标测量仪测出Ξ个传感器与本体接触点在坐标系0YZ中的坐标分别 为（y4，Z4)，（y5，Z5)，（y6，Z6)。
[0038] (8)利用如下公式可W计算出激光惯组本体质屯、坐标(xo，yo，zo)为
[0042]取6次平均值作为惯组本体质屯、坐标(而，两，而)为
[0046]本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
【主权项】
1. 一种激光惯组产品质心的测量方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 将3个力传感器放置在三坐标测量仪的大理石平台上，分别对3个力传感器通电直 至力传感器零漂稳定后将力传感器数值归零； (2) 将激光惯组本体组件一面朝上摆放，以激光惯组本体组件左下角顶点为原点、底面 为XOY面、竖直方向为Z轴建立三维坐标系OXYZ，并在激光惯组本体组件上做好标记； (3) 将激光惯组本体组件的OXY平面放在3个力传感器的半球面敏感部件上，读取三个 力传感器的读数分别为F1、F 2、F3，取下激光惯组本体组件且不挪动力传感器位置，再次读取 力传感器读数为fi、f2、f3 ;其中，力传感器的敏感部件为半球面，与激光惯组本体组件接触 时为点接触； (4) 使用三坐标测量仪测量步骤(3)中三个力传感器与激光惯组本体组件接触点在坐 标系0父￥中的坐标分别为(11，71)、（12,72)、（13,73); (5) 将三个力传感器归零，然后将激光惯组本体组件OYZ平面放在3个力传感器的半球 面敏感部件上，读取三个力传感器的读数分别为F 4、F5、F6，取下激光惯组本体组件且不挪动 力传感器，再次读取力传感器读数为f4、f5、f6; (6) 使用三坐标测量仪测出步骤(5)中三个力传感器与激光惯组本体接触点在坐标系 <^中的坐标分别为(74,24)、（75,25)、（76,26); (7) 计算出激光惯组本体组件质心坐标(Xl，yi，Zl)S其中，? = 1，2,3···Ν，Ν为正整数且i的初值为1; (8) 将力传感器数值归零，i = i + l，重复步骤(3)-步骤(7)直至i=N，取N次激光惯组本 体组件质心坐标平均值(?,?,巧)为将(巧,％，K)作为最终的激光惯组本体组件质心坐标。2. 根据权利要求1所述的一种激光惯组产品质心的测量方法，其特征在于:所述的N = 6〇3. 根据权利要求1或2所述的一种激光惯组产品质心的测量方法，其特征在于:所述的 步骤(3)或步骤(5)中三个力传感器之间的距离相等。
【专利摘要】一种激光惯组产品质心的测量方法，首先将3个力传感器放置在三坐标测量仪上，并根据激光惯组建立三维坐标系，然后将激光惯组的一个平面放在3个力传感器上，分别读取力传感器放置激光惯组及空载下的读数，同时测量力传感器与激光惯组接触点坐标，再将激光惯组另一个平面放在3个力传感器上，分别读取力传感器放置激光惯组及空载下的读数，同时测量力传感器与激光惯组接触点坐标，进而得到一次测量激光惯组质心坐标，最后将多次测量的质心坐标取均值并作为最终激光惯组质心坐标。本发明方法通过测量待测激光惯组的重力分配及接触点坐标，计算得到待测激光惯组的质心坐标，与现有技术相比实现简单、易于操作、精度高。
【IPC分类】G01M1/12
【公开号】CN105486454
【申请号】CN201510965353
【发明人】杜伟军, 李志华, 郭凯, 郭建刚, 任杰恺, 黄世涛, 王冬梅
【申请人】北京航天时代激光导航技术有限责任公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月21日