一种导弹滚转方向转动惯量测量装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于导弹转动惯量测量技术领域，具体涉及一种导弹滚转方向转动惯量测 量装置及方法。
【背景技术】
[0002] 转动惯量是力学中一个基本的物理量，其值取决于物体的形状、质量分布以及所 选转轴的位置。对于几何形状简单、质量分布均匀的刚体可以直接用公式计算出它相对于 某一确定转轴的转动惯量;但是对于外形复杂和质量分布不均匀的物体就只能通过试验的 方法来精确测量其转动惯量。
[0003] 转动惯量是导弹的重要参数之一，对导弹的起始扰动、飞行稳定性以及命中精度 有重要的影响，然而导弹因外形相对复杂且整体质量分布不均匀，因此无法直接用公式计 算其转动惯量。
[0004] 目前针对此类物体测量其转动惯量的方法主要有三摆线法、扭摆法等，其中三摆 线法有着操作简单，适合各种形状等优点，但是会因为人类手工操作而引起实验误差;扭摆 法是通过测量扭摆系统的自由摆动周期来计算被测试件的转动惯量，其中把扭杠作为弹性 元件，因为扭杠刚度的稳定性和可靠性，所以测量精度相对较高。
[0005] 虽然利用扭杠作为弹性元件的扭摆系统测量转动惯量可以得到较高的测量精度， 但是对于如导弹等较长的被测物体，需要竖着装夹来测量滚转方向的转动惯量，而且对于 扭杠的尺寸也需要加大，从而导致测量设备高度增加，导致吊装被测物体和操作设备不方 便，另外也会影响测量转动惯量的精度。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种导弹滚转 方向转动惯量测量装置，其结构紧凑，实现方便且成本低，方便了导弹的装夹，使用操作方 便，安全性高，能够提高导弹滚转方向转动惯量测量精度，实用性强，使用效果好，便于推广 使用。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种导弹滚转方向转动惯量测 量装置，其特征在于:包括底座和设置在底座上的台面，以及沿台面的长度方向间隔设置在 台面上的两组导轨，两组导轨中的第一组导轨上通过滑块滑动连接有主动环支架，两组导 轨中的第二组导轨上通过滑块滑动连接有从动环支架，所述主动环支架顶部对称设置有两 个主动环滚动支撑机构，两个主动环滚动支撑机构顶部设置有用于套装导弹的主动滚环， 所述主动滚环的底部侧面设置有能够随主动滚环做往复旋转摆动运动的滚转摆杆，所述主 动环支架的侧面设置有位于滚转摆杆正下方的光电管座，所述光电管座上安装有用于对主 动滚环的摆动周期进行测量的光电传感器;所述主动环支架与主动滚环之间连接有主动滚 环摆动动力机构和滚转解锁机构，所述主动滚环底部设置有供所述滚转解锁机构顶部卡入 的卡孔，所述主动滚环摆动动力机构包括对称设置在主动滚环两侧的两个旋转臂和对称设 置在主动环支架两侧的两个拉簧座，所述旋转臂与拉簧座之间设置有拉簧，所述旋转臂上 固定连接有拉簧连接件，所述拉簧连接件上转动连接有拉簧转轴，所述拉簧的上端与拉簧 转轴固定连接，所述拉簧座上连接有在拉簧座上的上下位置能够调节的拉杠，所述拉簧的 下端与拉杠固定连接;所述从动环支架顶部对称设置有两个用于滚动支撑导弹的支撑滚 轮。
[0008] 上述的一种导弹滚转方向转动惯量测量装置，其特征在于:两组导轨中的第一组 导轨上设置有用于固定主动环支架的位置的第一导轨锁紧件，两组导轨中的第二组导轨上 设置有用于固定从动环支架的位置的第二导轨锁紧件。
[0009] 上述的一种导弹滚转方向转动惯量测量装置，其特征在于:所述旋转臂与主动滚 环螺纹连接。
[0010] 上述的一种导弹滚转方向转动惯量测量装置，其特征在于:所述拉簧座上开有螺 纹孔，所述拉杠螺纹连接在所述螺纹孔中，所述拉杠上螺纹连接有两个分别位于所述螺纹 孔上部和下部的螺母。
[0011] 上述的一种导弹滚转方向转动惯量测量装置，其特征在于:所述主动环滚动支撑 机构包括滚轮支架和滚轮，所述滚轮支架中间开有凹槽，所述滚轮支架上安装有四个对称 位于所述凹槽两侧的轴承座，所述轴承座上固定连接有转轴，所述转轴上连接有能够绕转 轴自由旋转并用于限位主动滚环的轴向直线运动的第一轴承，所述滚轮支架上固定连接有 位于所述凹槽内的滚轮轴，所述滚轮轴上转动连接有第二轴承，所述第二轴承上套装有滚 轮。
[0012] 上述的一种导弹滚转方向转动惯量测量装置，其特征在于:所述主动滚环包括下 半环和上半环，所述上半环一侧通过滚环销轴与下半环一侧顶部转动连接，所述上半环另 一侧通过螺钉与下半环另一侧顶部可拆卸连接，所述上半环的内壁上和下半环的内壁上均 固定连接有用于卡合连接导弹的工装卡块，所述工装卡块上固定连接有橡胶垫;所述滚转 摆杆连接在下半环的底部侧面，所述卡孔的数量为两个且两个卡孔分别设置在下半环底部 中心左偏10°和右偏10°的位置处。
[0013] 上述的一种导弹滚转方向转动惯量测量装置，其特征在于:所述上半环的内壁上 的工装卡块的数量和所述下半环的内壁上的工装卡块的数量均为两个，四个所述工装卡块 均匀分布在主动滚环内。
[0014] 上述的一种导弹滚转方向转动惯量测量装置，其特征在于:所述滚转解锁机构包 括滚转锁底座、铰接在滚转锁底座上的滚转锁按钮和嵌入安装在滚转锁底座内中间位置处 的锁舌组件，所述滚转锁按钮内安装有顶在滚转锁底座外壁上的锁按弹簧，所述锁舌组件 包括从上到下依次螺纹连接的锁舌、锁舌座和锁舌连杆轴，所述锁舌连杆轴的外部套装有 锁舌弹簧，所述锁舌弹簧的下端顶在设置在滚转锁底座内壁上的凸起上，所述锁舌弹簧的 上端顶在锁舌座底部，所述锁舌座的侧面设置有用于卡接滚转锁按钮下端的卡槽，所述锁 舌连杆轴的下部固定连接有与锁舌连杆轴垂直的旋转轴，所述旋转轴上转动连接有滚转锁 把手，所述滚转锁把手的一端与主动环支架铰接，所述滚转锁把手的另一端连接有手柄。
[0015] 上述的一种导弹滚转方向转动惯量测量装置，其特征在于:所述底座底部设置有 带锁万向轮和调平座。
[0016] 本发明还提供了一种方法步骤简单、实现方便、测量精度高、实用性强的导弹滚转 方向转动惯量测量方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
[0017] 步骤一、测量导弹滚转方向转动惯量测量装置未安装导弹时的摆动周期To并记 录，具体过程为：
[0018] 步骤101、手动压旋转臂，使主动滚环旋转，并操作所述滚转解锁机构，使所述滚转 解锁机构的顶部卡入卡孔内；
[0019] 步骤102、操作所述滚转解锁机构，使所述滚转解锁机构的顶部退出卡孔，此时，主 动滚环由于两边拉簧力矩的不平衡而发生往复摆动旋转，滚转摆杆随主动滚环摆动，所述 光电传感器对滚转摆杆的摆动周期进行测量并将测量得到的摆动周期记录为导弹滚转方 向转动惯量测量装置未安装导弹时的摆动周期To;
[0020] 步骤二、测量导弹滚转方向转动惯量测量装置安装上导弹后的摆动周期Tx并记 录，具体过程为：
[0021] 步骤201、将导弹的一端装入主动滚环内，另一端放在滚轮上；
[0022] 步骤202、手动压旋转臂，使主动滚环连同导弹旋转，并操作所述滚转解锁机构，使 所述滚转解锁机构的顶部卡入卡孔内；
[0023] 步骤203、操作所述滚转解锁机构，使所述滚转解锁机构的顶部退出卡孔，此时，主 动滚环和导弹由于两边拉簧力矩的不平衡而发生往复摆动旋转，滚转摆杆随主动滚环摆 动，所述光电传感器对滚转摆杆的摆动周期进行测量并将测量得到的摆动周