多自由度天平校准装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于天平校准技术领域，具体涉及一种多自由度天平校准装置。
【背景技术】
[0002]在航空飞行器的研制过程中，风洞实验是研究飞行器气动特性的常用方法之一。飞行器设计要求的提高对风洞实验测量精度提出了更高的要求。天平作为风洞实验中主要的测量部件，对其精度的要求越来越高。在风洞实验前对测量天平进行校准是实验成功的必要步骤。
[0003]专利号CN203587316U，公开日2014年5月7日，实用新型专利名称为一种具有六自由度调整的天平校准台，该申请公开了一种具有六自由度调整的天平校准台，该校准台采用激光位移计测量线位移和角位移，通过调整六联杆机构中的电动缸的不同伸缩量使加载头回到初始位置。该实用新型适合进行大载荷天平的校准工作。然而，其不足之处是，装置结构复杂，制作成本高，不适合进行小量程天平的校准。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种多自由度天平校准装置，可有效解决上述问题。
[0005]本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]本实用新型提供一种多自由度天平校准装置，包括:底座(I)、撑杆(2)、连接件
(3)、校准力臂(4)和力引导装置(5);
[0007]其中，所述连接件(3)包括第I连接件(3A)和第2连接件(3B);所述校准力臂(4)包括X轴向校准力臂(4A)和Y轴向校准力臂(4B);所述力引导装置(5)包括8个力引导装置，分别为第I力引导装置(5A)、第2力引导装置(5B)、第3力引导装置(5C)、第4力引导装置(5D)、第5力引导装置(5E)、第6力引导装置(5F)、第7力引导装置(5G)和第8力引导装置(5H);
[0008]所述X轴向校准力臂(4A)和所述Y轴向校准力臂(4B)通过槽定位实现“十”字形对称连接;在所述X轴向校准力臂(4A)和所述Y轴向校准力臂(4B)的交叉位置底端按自上而下顺序，依次同轴垂直固定安装所述第2连接件(3B)、被校准天平、所述第I连接件(3A)和所述撑杆(2)，并且，所述撑杆(2)的底端固定安装到所述底座(I);
[0009]所述X轴向校准力臂(4A)的左右两端面中心位置分别开有沿X向水平设置的第I螺纹孔和第2螺纹孔;所述X轴向校准力臂(4A)的前端面开有沿Y向水平设置且左右对称的第3螺纹孔和第4螺纹孔;所述X轴向校准力臂(4A)的底端面开有垂直向且左右对称的第5螺纹孔和第6螺纹孔；
[0010]所述Y轴向校准力臂(4B)的左右两端面中心位置分别开有沿Y向水平设置的第7螺纹孔和第8螺纹孔;所述Y轴向校准力臂(4B)的底端面开有垂直向且左右对称的第9螺纹孔和第10螺纹孔;所述Y轴向校准力臂(4B)的顶端面中心开有垂直向的第11螺纹孔；
[0011]另外，所述第I螺纹孔、所述第2螺纹孔、所述第3螺纹孔、所述第4螺纹孔、所述第5螺纹孔、所述第6螺纹孔、所述第7螺纹孔、所述第8螺纹孔、所述第9螺纹孔、所述第10螺纹孔和所述第11螺纹孔中分别安装有带通孔的第I螺栓、第2螺栓(4.2)、第3螺栓(4.3)、第4螺栓
(4.4)、第5螺栓(4.5)、第6螺栓(4.6)、第7螺栓(4.7)、第8螺栓、第9螺栓(4.9)、第10螺栓
(4.10)和第11螺栓(4.11);各个螺栓的通孔分别穿过一条与螺栓栓接的细线；
[0012]所述第I力引导装置(5A)、所述第2力引导装置(5B)、所述第3力引导装置(5C)、所述第4力引导装置(5D)、所述第5力引导装置(5E)、所述第6力引导装置(5F)、所述第7力引导装置(5G)和所述第8力引导装置(5H)均包括固定安装于底座(I)的滑轮支架(7)以及竖直设置于所述滑轮支架(7)的滑轮(8);并且，所述第I力引导装置(5A)、所述第2力引导装置(5B)、所述第3力引导装置(5C)、所述第4力引导装置(5D)、所述第5力引导装置(5E)、所述第6力引导装置(5F)分别设置于所述第I螺栓、所述第2螺栓(4.2)、所述第3螺栓(4.3)、所述第4螺栓(4.4)、所述第7螺栓(4.7)和所述第8螺栓的外侧，并且，力引导装置中滑轮的上沿切线与对应螺栓的轴线重合，从螺栓通孔引出的细线绕过对应滑轮后，在细线的末端挂载砝码，用于实现对校准力臂施加水平方向的拉力；
[0013]所述第7力引导装置(5G)的滑轮设置于所述第11螺栓(4.11)的上方，所述第7力引导装置(5G)的滑轮的竖直方向切线与第11螺栓(4.11)中心孔的轴线重合;所述第8力引导装置(5H)固定于所述底座(I)，并且，所述第8力引导装置(5H)的滑轮与所述第7力引导装置(5G)的滑轮的上沿切线共线;从第11螺栓(4.11)通孔引出的细线绕过第7力引导装置(5G)的滑轮后，再继续绕过第8力引导装置(5H)的滑轮，最后，在细线的末端挂载砝码，用于实现对校准力臂施加垂直方向的拉力。
[0014]优选的，所述被校准天平的上端面开设有呈正三角形分布的三个螺纹孔，在该三个螺纹孔中，标注出X轴向的指定螺纹孔;所述被校准天平的下端面开设有呈正三角形分布的三个螺纹孔；
[0015]根据被校准天平的螺纹孔设计所述第2连接件(3B)、所述第I连接件(3A)和所述X轴向校准力臂(4A)的螺纹孔布置方式，进而保证所述X轴向校准力臂(4A)与被校准天平的X
轴向重合。
[0016]优选的，所述第I连接件(3A)为圆柱形构件，并且沿轴线开有四个相互平行的通孔，其中一个通过位于圆心，用于与所述撑杆(2)的顶端通过螺栓连接；另外三个通孔呈正三角形分布，与被校准天平下端面设置的三个螺纹孔的布置方式相同，用于与被校准天平下端面通过螺栓连接；
[0017]所述第2连接件(3B)为圆柱形构件，并且沿轴线开有六个相互平行的通孔，且沿周向均匀分布，其中三个相互间隔的通孔与被校准天平上端面设置的三个螺纹孔的布置方式相同，用于与被校准天平上端面通过螺栓连接;其它三个相互间隔的通孔用于与X轴向校准力臂(4A)通过螺栓连接。
[0018]优选的，所述X轴向校准力臂(4A)和所述Y轴向校准力臂(4B)均在中间部位开槽，并且，所述X轴向校准力臂(4A)开设有上凹槽，所述Y轴向校准力臂(4B)开设有下凹槽;所述Y轴向校准力臂(4B)的下凹槽扣合到所述X轴向校准力臂(4A)的上凹槽中。
[0019]优选的，所述X轴向校准力臂(4A)和所述Y轴向校准力臂(4B)均为等尺寸的直四棱柱形;所述上凹槽和所述下凹槽的深度为校准力臂高度的二分之一。
[0020]本实用新型提供的多自由度天平校准装置具有以下优点:
[0021]本实用新型能够精确的进行适用于风洞实验的多自由度天平的校准工作，并且，还具有结构简单、易于操作以及适用性强的优点。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型提供的多自由度天平校准装置的整体结构示意图；
[0023]图2为本实用新型提供的多自由度天平校准装置的装配爆炸图A;
[0024]图3为本实用新型提供的多自由度天平校准装置的装配爆炸图B。
【具体实施方式】
[0025]为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0026]如图1所示，本实用新型提供一种多自由度天平校准装置，包括:底座1、撑杆2、连接件3、校准力臂4和力引导装置5;本实用新型可以完成对六自由度天平的校准。
[0027]其中，连接件3包括第I连接件3A和第2连接件3B;校准力臂4包括X轴向校准力臂4A和Y轴向校准力臂4B;力引导装置5包括8个力引导装置，分别为第I力引导装置5A、第2力引导装置5B、第3力引导装置5C、第4力引导装置5D、第5力引导装置5E、第6力引导装置5F、第7力引导装置5G和第8力引导装置5H;
[0028]X轴向校准力臂4A和Y轴向校准力臂4B通过槽定位实现“十”字形对称连接；具体的，参考图2和图3可以看出，X轴向校准力臂4A和Y轴向校准力臂4B均在中间部位开槽，并且，X轴向校准力臂4A开设有上凹槽，Y轴向校准力臂4B开设有下凹槽;Y轴向校准力臂4B的下凹槽扣合到X轴向校准力臂4A的上凹槽中，从而实现X轴向校准力臂4A和Y轴向校准力臂4B实现“十”字形对称连接。更进一步的，X轴向校准力臂4A和Y轴向校准力臂4B均为等尺寸的直四棱柱形;上凹槽和下凹槽的深度为校准力臂高度的二分之一。
[0029]在X轴向校准力臂4A和Y轴向校准力臂4B的交叉位置底端按自上而下顺序，依次同轴垂直固定安装第2连接件3B、被校准天平6、第I连接件3A和撑杆2，并且，撑杆2的底端固定安装到底座I;实际应用中，被校准天平6的上端面开设有呈正三角形分布的三个螺纹孔，在该三个螺纹孔中，标注出X轴向的指定螺纹孔;被校准天平的下端面开设有呈正三角形分布的三个螺纹孔;根据被校准天平的螺纹孔设计第2连接件3B、第I连接件3A和X轴向校准力臂4A的螺纹孔布置方式，进而保证X轴向校准力臂4A与被校准天平的X轴向重合。参考图2和图3，坐标系的设置方式为:X正方向为天平圆心与X轴向定位孔连线的方向，Y轴正方向与X轴方向位于同一水平面且相互垂直，Z轴方向为竖直向上，整个坐标系符合右手定则。
[0030]具体的，第I连接件3A为圆柱形构件，并且沿轴线开有四个相互平行的通孔，其中一个通过位于圆心，用于与撑杆2的顶端通过螺栓连接；另外三个通孔呈正三角形分布，与被校准天平下端面设置的三个螺纹孔的布置方式相同，用于与被校准天平下端面通过螺栓连接;第2连接件3B为圆柱形构件，并且沿轴线开有六个相互平行的通孔，且沿周向均匀分布，其中三个相互间隔的通孔与被校准天平上端面设置的三个螺纹孔的布置方式相同，用于与被校准天平上端面通过螺栓连接;其它三个相互间隔的通孔用于与X轴向校准力臂4A通过螺栓连接。通过螺纹孔的上述布置方式，可保证X轴向校准力臂4A与被校准天平的X轴向重合。
[0031]X轴向校准力臂4A的左右两端面中心位置分别开有沿X向水平设置的第I螺纹孔和第2螺纹孔;X轴向校准力臂4A的前端面开有沿Y向水平设置且左右对称的第3螺纹孔和第4螺纹孔;X轴向校准力臂4A的底端面开有垂直向且左右对称的第5螺纹孔和第6螺纹孔；
[0032]Y轴向校准力臂4B的左右两端面中心位置分别开有沿Y向水平设置的第7螺纹孔和第8螺纹孔;Y轴向校准力臂4B的底端面开有垂直向且左右对称的第9螺纹孔和第10螺纹孔；Y轴向校准力臂4B的顶端面中心开有垂直向的第11螺纹孔；
[0033]另外，第I螺纹孔、第2螺纹孔、第3螺纹孔、第4螺纹孔、第5螺纹孔、第6螺纹孔、第7螺纹孔、第8螺纹孔、第9螺纹孔、第10螺纹孔和第11螺纹孔中分别安装有带通孔的第I螺栓、第2螺栓4.2、第3螺栓4.3、第4螺栓4.4、第5螺栓4.5、第6螺栓4.6、第7螺