一种三维重心调节机构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种三维重心调节机构，特别是指需要精确计算重心所在三维位 置或重心位置处于所需要的精确位置点的调节机构。属需要调节三维重心的结构设计技术 领域。
【背景技术】
[0002] 在水下航行体设计中常常需要计算每段壳体的重心位置，甚至在某些特殊情况下 还需要重心位置处于所需要的位置点，航行体分段后主要特征是外表面为近似圆柱体，而 实际组部件都不是均质的且由于加工误差和安装误差，批量产品的重心也不会是每个都相 同，通过精确计算来控制重心位置这显然是无法达到使用要求的，以往调节重心是通过粘 配重块的方式完成，而由于整个部件为非均质物体，每次粘上的配重块的位置、重量需通过 大致的估算确定，粘上配重块后再测量重心位置，不合适再重复上述步骤，经常会反复很多 次才能基本达到要求，以往配重通常需几天的时间来完成。而且目前在水下航行体中对于 三维重心的要求越来越高。采用本智力成果后进行重心调节仅需十几分钟即可完成并且不 会改变产品总重量。
【发明内容】
[0003] 本实用新型提供的是一种航行体内的三维重心调节机构。
[0004] 为了解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
[0005] 三维重心调节机构由周向重心调节机构和轴向重心调节机构组成，该机构需要 四套相互平行的周向重心调节机构均布在同一平面上，其相互平行的两套为一组，且与另 外两组垂直，轴向重心调节机构对称置于周向重心调节机构两侧并与周向重心调节机构垂 直，两者构成三维结构。
[0006] 所述周向重心调节机构由螺杆1、导向杆2、支撑座3、扭轮4、砝码5和锁紧螺钉6 组成，所述螺杆1和导向杆2相互平行，并通过两侧对称的支撑座3固定，砝码5穿过螺杆 1和导向杆2,扭轮4和锁紧螺钉6置于支撑座3上。砝码5可调，导向杆2控制砝码5的 运动方向，锁紧螺钉6用于锁紧砝码5。
[0007] 所述轴向调节机构由导轨7、锁紧螺钉8、锁紧螺母9、平垫10、弹垫11和夹具12组 成，所述导轨7穿过夹具12,锁紧螺钉8、锁紧螺母9、平垫10和弹垫11置于夹具12侧端， 夹具12用于固定待测物体。
[0008] 按照方案内容所述及其它技术要求设计、加工各零件，将装配好的4套调心机构 均布安装在同一平板13内，将平板13与夹具12、导轨7配合安装好。夹具12用于固定待 测物体，待测物体被固定后，扭动扭轮4来调节砝码5的位置，通过改变周向调节机构上的 砝码5的位置来调节周向重心，砝码5的位置由螺杆1与砝码配合的螺纹调节，通过旋转螺 杆1来移动砝码5沿螺杆轴线方向做直线运动，导向杆2控制砝码5的运动方向，并约束砝 码5的旋转自由度，保证砝码5在调节位置时姿态保持直线运动而不发生转动，调节至所需 位置后扭紧锁紧螺钉6以固定砝码位置从而固化重心位置。重心调节过程中，1号和3号调 心机构用来调节X方向的重心位置，2号和4号用来调节y方向的重心位置，重心位置调节 完毕后，扭紧各自锁紧螺钉6,即可固定周向重心位置。在导轨7方向上平移整个平板，调节 至合适的轴向重心要求后，锁紧导轨位置四处的螺钉8,即可完成重心调节工作。
[0009] 应用本实用新型，实现简单，容易理解，能可靠的实现重心调节，特别是非均质物 体的重心调节，简化安装工序，运用现有的机构调节重心时间在大概半小时内可以轻松完 成。并且本专利调节重心的精度可以达到0. 1_。
【附图说明】
[0010] 附图是三维重心调节机构技术的示意图：
[0011] 图1是调节周向重心机构的三维构造图；
[0012] 图2是调节轴向重心机构的三维构造图；
[0013] 图3是实际调节重心时所用的布置示意图；
[0014] 图4是实际调节重心时的剖视图；
[0015] 图中标号：1 一螺杆；2-导向杆；3-支撑座；4一扭轮；5-砝码；6-锁紧螺 钉；7-导轨；8-锁紧螺钉；9一锁紧螺母；10-平垫；11 一弹垫；12-夹具；13-平板。
【具体实施方式】
[0016] 本实用新型涉及的三维重心调节机构由周向重心调节机构和轴向重心调节机构 组成，该机构需要四套相互平行周向重心调节机构均布在同一平面上，其相互平行的两套 为一组，且与另外两组垂直，轴向重心调节机构对称置于周向重心调节机构两侧并与周向 重心调节机构垂直，两者构成三维结构。
[0017] 进一步的，所述周向重心调节机构由螺杆1、导向杆2、支撑座3、扭轮4、砝码5和 锁紧螺钉6组成，所述螺杆1和导向杆2相互平行，并通过两侧对称的支撑座3固定，砝码 5穿过螺杆1和导向杆2,扭轮4和锁紧螺钉6置于支撑座3上。砝码5可调，导向杆2控 制砝码5的运动方向，锁紧螺钉6用于锁紧砝码5。
[0018] 更进一步，所述轴向调节机构由导轨7、锁紧螺钉8、锁紧螺母9、平垫10、弹垫11 和夹具12组成，所述导轨7穿过夹具12,锁紧螺钉8、锁紧螺母9、平垫10和弹垫11置于夹 具12侧端，夹具12用于固定待测物体。
[0019] 如图1 一图4,为整个三维重心调节机构，按照方案内容所述及其它技术要求设 计、加工各零件，将装配好的4套调心机构均布安装在同一平板内，将平板与夹具12、导轨7 配合安装好。夹具12用于固定待测物体，待测物体被固定后，扭动扭轮4来调节砝码5的 位置，通过改变周向调节机构上的砝码5的位置来调节周向重心，砝码5的位置由螺杆1与 砝码配合的螺纹调节，通过旋转螺杆1来移动砝码5沿螺杆轴线方向做直线运动，导向杆2 控制砝码5的运动方向，并约束砝码5的旋转自由度，保证砝码5在调节位置时姿态保持直 线运动而不发生转动，调节至所需位置后扭紧锁紧螺钉6以固定砝码位置从而固化重心位 置，重心调节过程中，1号和3号调心机构用来调节X方向的重心位置，2号和4号用来调节 y方向的重心位置。重心位置调节完毕后，扭紧各自锁紧螺钉6,即可固定周向重心位置。在 导轨7方向上平移整个平板，调节至合适的轴向重心要求后，锁紧导轨位置四处的锁紧螺 钉8,完成调节工作。
[0020] 该三维重心调节机构可将非均质实体重心调节至所需位置，并不影响实体内其他 构造、部件之间的位置空间；应用本发明，实现简单，容易理解，能可靠的实现重心调节，简 化安装工序，调节简单易操作，连接可靠，总体机械设计简洁，运用现有的机构调节重心时 间在大概半小时内可以轻松完成，并且本发明调节重心的精度可以达到0. 1mm。
[0021] 调节精度分析：
[0022] 重心调节计算公式：假设移动的重块质量为，.，航行体总重为m，重块移动位移 为％，则重心移动的位移为：
[0024] 对于周向调节机构，一般
的比值为0. 01~0. 03 ;对于轴向调节机构，一般
的 比值为〇. 05~0. 1 ;当重块移动位移为1mm时，周向重心改变量为0. 01~0. 03mm ;轴向重心改 变量为〇· 05~0· 1mm，而一般工程上对周向重心的最高精度要求为0· 1mm，对轴向精度最高 要求为1mm。故此设计方案可以很好的满足精度要求。
【主权项】
1. 一种三维重心调节机构，由周向重心调节机构和轴向重心调节机构组成，其特征在 于：该机构需要四套相互平行周向重心调节机构均布在同一平面上，其相互平行的两套为 一组，一组与另外一组相互垂直，轴向重心调节机构对称置于周向重心调节机构两侧并与 周向重心调节机构垂直，两者构成三维结构。2. 根据权利要求1所述的三维重心调节机构，其特征在于：所述周向重心调节机构由 螺杆（1)、导向杆（2 )、支撑座（3 )、扭轮（4)、砝码（5 )和锁紧螺钉（6 )组成，所述螺杆（1)和 导向杆（2)相互平行，并通过两侧对称的支撑座（3)固定，砝码（5)穿过螺杆（1)和导向杆 (2 )，扭轮（4 )和锁紧螺钉（6 )置于支撑座（3 )上，锁紧螺钉（6 )用于锁紧砝码（5 )。3. 根据权利要求1所述的三维重心调节机构，其特征在于：所述轴向调节机构由导轨 (7)、锁紧螺钉（8)、锁紧螺母（9)、平垫（10)、弹垫（11)和夹具（12)组成，所述导轨（7)穿 过夹具（12)，锁紧螺钉（8)、锁紧螺母（9)、平垫（10)和弹垫（11)置于夹具（12)侧端，夹具 (12)用于固定待测物体。
【专利摘要】本实用新型是一种三维重心调节机构，由周向重心调节机构和轴向重心调节机构组成，该机构需要四套相互平行周向重心调节机构均布在同一平面上，其相互平行的两套为一组，且与另外两组垂直，轴向重心调节机构对称置于周向重心调节机构两侧并与周向重心调节机构垂直，两者构成三维结构。应用本实用新型，实现简单，容易理解，能可靠的实现重心调节，简化安装工序，运用现有的机构调节重心时间在大概半小时内可以轻松完成。并且本专利调节重心的精度可以达到0.1mm。
【IPC分类】B63B9/00
【公开号】CN204750476
【申请号】CN201420847859
【发明人】庄榕波, 刘显龙, 凌育进, 李贽
【申请人】中国船舶重工集团公司七五○试验场
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2014年12月29日