一种滚仰式配平衡机构装置及配平衡方法与流程

本发明属于位标器配平衡技术，涉及一种位标器配平衡的装置设计及方法。

背景技术：

1、位标器在装调完之后需要对其内外框架进行配平衡，使其质心位于框架的回转中心上，框架的驱动电机受空间限制，力矩余量有限，若不配平衡，位标器在大的过载下，驱动力矩不够，产生失稳现象，因此位标器配平衡很重要。目前使用的配平衡方法是离心法，装置都是固定式，配平衡时换向麻烦。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种配平衡机构装置及配平衡方法，提高位标器配平衡的效率。

2、为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种滚仰式配平衡机构装置，包含：支撑机构、外俯仰机构、内滚动机构、位标器固定结构；其中，

3、位标器固定结构设置于内滚动机构上，用于固定待配平位标器；内滚动机构设置于外俯仰机构上，用于实现位标器内框和外框配平衡的切换；外俯仰机构设置于支撑机构上，用于实现位标器水平和垂直方向上配平衡的切换，位标器的回转中心和配平衡机构装置的回转中心重合。

4、优选的，所述支撑机构包括底板、支架，支撑机构通过底板固定在质心测量机上，所述支架为外俯仰机构、内滚动机构提供支撑及旋转空间，支架上设置半螺纹半光滑的安装孔，用于外俯仰机构定位和固定。

5、优选的，所述支撑机构还包括肋板，提供支架的支撑强度。

6、优选的，所述外俯仰机构包括外环、外环轴、轴承，外环通过外环轴、轴承与支撑机构相连，外俯仰机构能够绕所述外框轴正负90度旋转，当旋转到位后，用紧固件将外环锁紧在支撑机构。

7、优选的，所述的外环为一端开口，一端带中心外凸通孔的框架结构，框架内空腔用于放置内滚动机构，所述外凸通孔用于与内滚动机构连接；框架结构侧壁通过外框轴与支撑机构相连，并设置半螺纹半光滑的安装孔，用于内滚动机构的定位和固定。

8、优选的，所述内滚动机构包括转筒、转筒轴、轴承、压盖、锁紧螺母、托板；转筒与托板固定，托板与转筒轴固定,通过内框轴、轴承安装在所述外凸通孔内，通过外凸通孔外端的压盖、锁紧螺母实现安装固定，使得转筒能够绕所述内框轴外滚动360°旋转，当旋转到位后，用紧固件将转筒锁紧在外俯仰外环侧壁。

9、优选的，所述的轴承为两套，之间安装隔圈。

10、优选的，所述位标器固定结构包括压环，压环通过紧固件将位标器固定在转筒内。

11、一种利用所述滚仰式配平衡机构装置实现的位标器配平衡方法，包括：

12、位标器内框负载水平方向配平衡：位标器固定在所述装置内，转筒处于垂直状态，锁紧内滚动机构、外俯仰机构，位标器内外框负载处于零位状态，此时内框负载转轴与测量方向垂直，进入待配平状态，在此状态下进行测量并完成配重；

13、位标器内框负载垂直方向配平衡：松开装置外俯仰紧固件，旋转90度，使转筒处于水平状态，锁紧外俯仰机构，位标器内外框负载处于零位状态，进入待配平状态，在此状态下进行测量并完成配重；

14、位标器外框负载水平方向配平衡：松开外俯仰机构紧固件，旋转90度，使转筒处于垂直状态，同时松开内转筒紧固件，旋转90度，使外框负载轴与测量方向垂直，锁紧装置，位标器内框负载和外框负载都电锁在零位状态，进入待配平状态，在此状态下进行测量并完成配重；

15、位标器外框负载垂直方向配平衡：松开装置外俯仰螺钉，旋转90度，使转筒处于垂直状态，同时松开内滚动机构，旋转90°，锁紧内滚动机构、外俯仰机构，位标器内框负载和外框负载都电锁在零位状态，进入待配平状态，在此状态下进行测量并完成配重；

16、上述每种待配平状态下测出位标器零位质心的位置以及转动一定角度后的质心位置，通过质心变化值计算出每个方向上的偏心值，再根据转动负载质量以及配重位置距离，计算出所需配重块的质量，固定上相应的配重片完成配重。

17、优选的，位标器内框负载水平方向配平衡进入待配平状态后，通过质心测量机测出质心位置xa0，外框负载电锁，控制内框负载转动αa角度，测出此时的质心位置xa1，控制内框负载转动-αa角度，测出此时的质心位置xa2，则内框负载水平方向质心位置变化δxa＝xa2-xa1，可得内框负载水平方向质心相对于回转中心的偏心为xa偏＝δxa/2sinαa，则内框负载水平方向需配的质量为δma＝xa偏m内/da，式中m内为内框负载质量，da为配重块安装位置距回转中心的距离；在相应位置固定上配重片，内框水平方向配完。

18、优选的，位标器内框负载垂直方向配平衡进入待配平状态后，测出质心位置xb0，外框负载电锁，控制内框负载转动αb角度，测出此时的质心位置xb1，外框负载电锁，控制内框负载转动-αb角度，测出此时的质心位置xb2，则内框负载水平方向质心位置变化δxb＝xb2-xb1，可得内框负载水平方向质心相对于回转中心的偏心为xb偏＝δxb/2sinαb，则内框负载水平方向需配的质量为δmb＝xb偏m内/db，式中db为配重块安装位置距回转中心的距离；在相应位置固定上配重片，内框垂直方向配完。

19、优选的，位标器外框负载水平方向配平衡进入待配平状态后，测出质心位置xc0，内框负载电锁，控制外框负载转动αc角度，测出此时的质心位置xc1，控制内框负载转动-αc角度，测出此时的质心位置xc2，则内框负载水平方向质心位置变化δxc＝xc2-xc1，可得内框负载水平方向质心相对于回转中心的偏心为xc偏＝δxc/2sinαc，则内框负载水平方向需配的质量为δmc＝xc偏m外/dc，式中m内为外框负载质量，dc为配重块安装位置距回转中心的距离；在相应位置固定上配重片，外框水平方向配完。

20、优选的，位标器外框负载垂直方向配平衡进入待配平状态后，此时通过质心测量机，测出质心位置xd0，控制内框负载转动αd角度，测出此时的质心位置xd1，控制内框负载转动-αd角度，测出此时的质心位置xd2，则内框负载水平方向质心位置变化δxd＝xd2-xd1，可得内框负载水平方向质心相对于回转中心的偏心为xd偏＝δxd/2sinαd，则内框负载水平方向需配的质量为δm＝xd偏m外/dd，式中dd为配重块安装位置距回转中心的距离；在相应位置固定上配重片，外框垂直方向配完。

21、本发明与现有技术相比，具有以下优点：

22、1、提高了配平衡效率，无需拆卸就可以实现位标器四个方向的配平衡。

23、2、配平衡精度高，避免了拆装带来的位置误差造成配重误差。

24、3、无需多次迭代，每个方向只需测试计算一次，即可准确配平。

25、4、解决了离心配平衡方法引入的框架摩擦力和风阻。

技术特征：

1.一种滚仰式配平衡机构装置，其特征在于，包含：支撑机构、外俯仰机构、内滚动机构、位标器固定结构；其中，

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑机构包括底板、支架，支撑机构通过底板固定在质心测量机上，所述支架为外俯仰机构、内滚动机构提供支撑及旋转空间，支架上设置半螺纹半光滑的安装孔，用于外俯仰机构定位和固定。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述支撑机构还包括肋板，提供支架的支撑强度。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外俯仰机构包括外环、外环轴、轴承，

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述的外环为一端开口，一端带中心外凸通孔的框架结构，框架内空腔用于放置内滚动机构，所述外凸通孔用于与内滚动机构连接；框架结构侧壁通过外框轴与支撑机构相连，并设置半螺纹半光滑的安装孔，用于内滚动机构的定位和固定。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述内滚动机构包括转筒、转筒轴、轴承、压盖、锁紧螺母、托板，

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述的轴承为两套，之间安装隔圈。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述位标器固定结构包括压环，压环通过紧固件将位标器固定在转筒内。

9.一种利用权利要求1所述滚仰式配平衡机构装置实现的位标器配平衡方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：位标器内框负载水平方向配平衡进入待配平状态后，通过质心测量机测出质心位置xa0，外框负载电锁，控制内框负载转动αa角度，测出此时的质心位置xa1，控制内框负载转动-αa角度，测出此时的质心位置xa2，则内框负载水平方向质心位置变化δxa＝xa2-xa1，可得内框负载水平方向质心相对于回转中心的偏心为xa偏＝δxa/2sinαa，则内框负载水平方向需配的质量为δma＝xa偏m内/da，式中m内为内框负载质量，da为配重块安装位置距回转中心的距离；在相应位置固定上配重片，内框水平方向配完。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：位标器内框负载垂直方向配平衡进入待配平状态后，测出质心位置xb0，外框负载电锁，控制内框负载转动αb角度，测出此时的质心位置xb1，外框负载电锁，控制内框负载转动-αb角度，测出此时的质心位置xb2，则内框负载水平方向质心位置变化δxb＝xb2-xb1，可得内框负载水平方向质心相对于回转中心的偏心为xb偏＝δxb/2sinαb，则内框负载水平方向需配的质量为δmb＝xb偏m内/db，式中db为配重块安装位置距回转中心的距离；在相应位置固定上配重片，内框垂直方向配完。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：位标器外框负载水平方向配平衡进入待配平状态后，测出质心位置xc0，内框负载电锁，控制外框负载转动αc角度，测出此时的质心位置xc1，控制内框负载转动-αc角度，测出此时的质心位置xc2，则内框负载水平方向质心位置变化δxc＝xc2-xc1，可得内框负载水平方向质心相对于回转中心的偏心为xc偏＝δxc/2sinαc,则内框负载水平方向需配的质量为δmc＝xc偏m外/dc，式中m内为外框负载质量，dc为配重块安装位置距回转中心的距离；在相应位置固定上配重片，外框水平方向配完。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：位标器外框负载垂直方向配平衡进入待配平状态后，此时通过质心测量机，测出质心位置xd0，控制内框负载转动αd角度，测出此时的质心位置xd1，控制内框负载转动-αd角度，测出此时的质心位置xd2，则内框负载水平方向质心位置变化δxd＝xd2-xd1，可得内框负载水平方向质心相对于回转中心的偏心为xd偏＝δxd/2sinαd,则内框负载水平方向需配的质量为δm＝xd偏m外/dd，式中dd为配重块安装位置距回转中心的距离；在相应位置固定上配重片，外框垂直方向配完。

技术总结
一种滚仰式配平衡机构装置及配平衡方法，装置包括支撑机构、外俯仰机构、内滚动机构、位标器固定结构；位标器固定结构设置于内滚动机构上，用于固定待配平位标器；内滚动机构设置于外俯仰机构上，用于实现位标器内框和外框配平衡的切换；外俯仰机构设置于支撑机构上，用于实现位标器水平和垂直方向上配平衡的切换。配平衡方法是测出位标器零位质心的位置以及转动一定角度后的质心位置，通过质心变化值计算出每个方向上的偏心值，再根据转动负载质量以及配重位置距离，计算出所需配重块的质量，固定上相应的配重片即可，在不反复拆装产品的情况下，实现位标器内框水平和竖直方向、外框水平和竖直方向的配平衡。本发明整个系统结构简单，操作方便。

技术研发人员：任桃桃,胡亮,李欢,李琪,陈楠
受保护的技术使用者：上海航天控制技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13