心校准方法，其用于校准质心测量设备4，如图1和图2所示,其包括如下步骤:
[0037](a)在地面上放置安全保护装置6，所述的安全保护装置6带有呈方形布置的4根相同的支撑立柱8 ;待校质心测量设备4布置在4根支撑立柱8中间，4根支撑立柱8高出待校质心测量设备4 ；
[0038](b)在待校质心测量设备4上放置质心定位圆盘3，质心定位圆盘3上开有若干个凹槽，施力球7的下半部分可放置在任意一个上述凹槽内，施力球7的上半部分露在凹槽外；
[0039](c)自寻心结构5位于质心定位圆盘3上方，自寻心结构5中间为呈正交的“十”字形支架结构，在“十”字形结构的四端对称固定向上延伸的相同的4个支腿；在“十”字形支架的下表面中心处开有弧形槽；
[0040]在自寻心结构5的4个支腿的端部均连接I个杠杆I，每个杠杆I上分别加载砝码2，使得自寻心结构5在垂直的两个方向上的水平度可调节；在加载砝码2时，自寻心结构5的4个支腿放置在安全保护装置6的4根支撑立柱8上；
[0041]在校准过程中，自寻心结构5放置在施力球7上，即自寻心结构5的“十”字形支架的下表面弧形槽位于施力球7上，使得自寻心结构5的合力垂直作用在位于施力球7所在的质心定位圆盘3的凹槽位置处；此时，自寻心结构5的4个支腿脱离在安全保护装置6的4根支撑立柱8上；
[0042](d)将待校质心测量设备4的坐标示值与此时施力球7放置的质心定位圆盘3的凹槽位置中心坐标值进行对比，得到坐标误差。图4所示为质心测量设备4坐标示值与本发明给出的质心参考值(施力球7放置的质心定位圆盘3的凹槽位置中心坐标值)在同一坐标系下的分布情况，单点X坐标误差及I坐标误差如图5所示。
[0043]本发明方法工作原理如下:当加载完毕所有砝码后，包含“十”字形支架和砝码整体的质心位置设计在支架受力点下方Λ X位置处，如图3所示。通过装置“质心落下”的思路，确保支架系统在微小受力不平衡状态下，支架系统通过自偏转使之达到平衡状态，不致使支架系统倾倒，此时通过四个杠杆的小砝码加载，即可使支架系统在垂直两个方向上保持水平平衡状态。以简化的二维视角来看，如图3所示，当图上所示的具有稳定平衡特性的杠杆系统臂长不等，或两边的质量不等，或虽然臂长相等、质量相等，但由于密度不均匀引起的杠杆系统对支点的力矩不等时，杠杆系统会自然偏转，直到对支点的力矩相等为止。由于杠杆系统设计成了刚性连接，整过杠杆系统的重心最终落于支点的正下方，由于质心在地球附近与重心重合，因此，只要杠杆系统刚性连接，且具有稳定平衡特性，该杠杆系统就具有自寻心功能。
【主权项】
1.一种自寻心质心校准装置，其用于校准质心测量设备(4)，其特征在于:该装置包括位于地面上的安全保护装置￠)，所述的安全保护装置(6)带有呈方形布置的4根相同的支撑立柱(8);待校质心测量设备(4)布置在4根支撑立柱(8)中间； 在待校质心测量设备(4)上放置质心定位圆盘(3)，质心定位圆盘(3)上开有若干个凹槽，施力球(7)的下半部分可放置在任意一个上述凹槽内，施力球(7)的上半部分露出凹槽外； 自寻心结构(5)中间为呈正交的“十”字形支架结构，在“十”字形结构的四端对称固定向上延伸的相同的4个支腿；在“十”字形支架的中心处下表面开有弧形槽； 在自寻心结构(5)的4个支腿的端部均连接I个杠杆(I)，每个杠杆(I)上分别加载砝码(2)，使得自寻心结构(5)在垂直的两个方向上的水平度可调节； 自寻心结构(5)位于质心定位圆盘(3)上方，且放置在施力球(7)上，即自寻心结构(5)的“十”字形支架的下表面弧形槽位于施力球(7)上，使得自寻心结构(5)的合力垂直作用在位于施力球(7)所在的质心定位圆盘(3)的凹槽位置处。2.根据权利要求1所述的一种自寻心质心校准装置，其特征在于:所述的安全保护装置(6)的4根支撑立柱(8)高于待校质心测量设备(4);自寻心结构(5)的4个支腿可放置在4根支撑立柱(8)上。3.一种自寻心质心校准方法，其用于校准质心测量设备(4)，其特征在于:该方法包括如下步骤: (a)在地面上放置安全保护装置出)，所述的安全保护装置(6)带有呈方形布置的4根相同的支撑立柱(8);待校质心测量设备(4)布置在4根支撑立柱(8)中间，4根支撑立柱(8)高出待校质心测量设备(4)； (b)在待校质心测量设备(4)上放置质心定位圆盘(3)，质心定位圆盘(3)上开有若干个凹槽，施力球(7)的下半部分可放置在任意一个上述凹槽内，施力球(7)的上半部分露在凹槽外； (c)自寻心结构(5)位于质心定位圆盘(3)上方，自寻心结构(5)中间为呈正交的“十”字形支架结构，在“十”字形结构的四端对称固定向上延伸的相同的4个支腿；在“十”字形支架的下表面中心处开有弧形槽； 在自寻心结构(5)的4个支腿的端部均连接I个杠杆(I)，每个杠杆(I)上分别加载砝码⑵，使得自寻心结构(5)在垂直的两个方向上的水平度可调节；在加载砝码(2)时，自寻心结构(5)的4个支腿放置在安全保护装置(6)的4根支撑立柱(8)上； 在校准过程中，自寻心结构(5)放置在施力球(7)上，即自寻心结构(5)的“十”字形支架的下表面弧形槽位于施力球(7)上，使得自寻心结构(5)的合力垂直作用在位于施力球(7)所在的质心定位圆盘(3)的凹槽位置处；此时，自寻心结构(5)的4个支腿脱离在安全保护装置出)的4根支撑立柱(8)上； (d)将待校质心测量设备⑷的坐标示值与此时施力球(7)放置的质心定位圆盘(3)的凹槽位置中心坐标值进行对比，得到坐标误差。
【专利摘要】本发明提供一种自寻心质心校准装置及方法。其安全保护装置带有呈方形布置的4根相同的支撑立柱；待校质心测量设备布置在4根支撑立柱中间；在待校质心测量设备上放置质心定位圆盘，质心定位圆盘上开有若干个凹槽，施力球的下半部分可放置在任意一个上述凹槽内；自寻心结构位于质心定位圆盘上方，自寻心结构中间为呈正交的“十”字形支架结构，在自寻心结构的4个支腿的端部均连接1个杠杆，每个杠杆上分别加载砝码；在加载砝码时，自寻心结构的4个支腿放置在安全保护装置的4根支撑立柱上；在校准过程中，自寻心结构放置在施力球上。本发明可用于采用多点称重法的质心测量设备的校准。
【IPC分类】G01M1/12
【公开号】CN105628302
【申请号】CN201410635838
【发明人】王小三, 闫磊, 孙凤举, 李新宇
【申请人】北京航天计量测试技术研究所, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月5日