專利名稱：一種慣導系統的質心配平裝置及方法
技術領域：
本發明屬于質心配平裝置及其方法，具體涉及一種慣導系統的質心配平裝置及方法。
背景技術：
慣導系統的精度越來越高，對系統質心與減振中心的重合度要求也越來越高，如果系統質心與減振中心的不重合度較大，必然降低系統的精度。現有技術中常用的方法是利用三維模型估算，但三維模型很難精確反映實際系統的質量及質量分布情況，常會出現實際系統與模型估算的差距較大，影響系統精度的問題，但設計人員又沒辦法弄清楚與減振中心相比質心到底偏在那個方向，偏離多少。
發明內容
本發明針對現有技術的缺陷，提供一種能夠準確估算系統質心的裝置及其方法。本發明是這樣實現的一種慣導系統質心配平裝置，其中，包括底板、左支撐板、右支撐板、托架組件、四組深溝球軸承組成。左支撐板與右支撐板通過螺釘固定在底板上，左支撐板和右支撐板的頂端開有凹槽，該凹槽的形狀和深度與深溝球軸承的形狀和尺寸對應。托架組件每個側面均安裝深溝球軸承，通過深溝球軸承將托架組件安裝在左支撐板和右支撐板頂端的凹槽內。如上所述的一種慣導系統質心配平裝置，其中，所述的左支撐板在底板上的位置可以調節。如上所述的一種慣導系統質心配平裝置，其中，托架組件包括中空的長方形框架，該框架為托架,托架的四個外側面,每個側面均安裝深溝球軸承,并且在相對的側面上深溝球軸承的安裝位置與左支撐板和右支撐板凹槽的位置對應。在托架內側壁內固定連接于托架形狀相對應的轉接板，轉接板通過螺釘固定在托架上，并且安裝完成后轉接板在托架內形成平臺，該平臺用來安裝慣導系統。如上所述的一種慣導系統質心配平裝置，其中，該慣導系統質心配平裝置還包括一系列質量相同或不相同的配重塊。一種慣導系統質心配平方法，其中，包括下述步驟步驟一將慣導系統安裝在轉接板上將需要進行質心測量的慣導系統安裝在轉接板上；步驟二 增加配重塊在上翹的一側增加配重塊，增加配重塊的數量，以質心配平裝置再次達到平衡為準。步驟三將托架旋轉90度，并再次增加配重塊將增加好配重塊的托架旋轉90度放置，旋轉90度后，在新的方向上，增加所需重量的配重塊，以質心配平裝置再次達到平衡為準。
如上所述的一種慣導系統質心配平方法，其中，在步驟三之后再增加步驟四將配重塊的重量換算到慣導系統中當在兩個方向上都平衡后，連同增加的配重塊在內慣導系統的質心達到平衡將增加的配重塊的重量換算到慣導系統中，以達到慣導系統質心平衡的目的。本發明的效果是首先利用質心配平裝置通過增加配重的方法配平慣導系統，然后，利用力矩平衡的原理，將配重的質量轉加或減少到慣導系統的選定位置，以達到慣導系統質心與減振中心重合的目的。
圖1是本發明提供的慣導系統質心配平裝置的結構示意圖；圖2是將托架組件旋轉90度后的結構示意圖；圖3是安裝了慣導系統后的慣導系統質心配平裝置的結構示意圖；圖4是增加或減少配重的點在軸線上的處理方式結構示意圖；圖5是增加或減少配重的點在通過軸線的垂直平面內的處理方式結構示意圖。圖中1.底板、2.左支撐板、3.右支撐板、4.托架組件、5.托架、6.轉接板、7.深溝球軸承、8.慣導系統、9.配重塊。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的說明。如圖1和附圖2所示一種慣導系統質心配平裝置包括底板1、左支撐板2、右支撐板3、托架組件4，托架組件4由托架5、轉接板6、四組深溝球軸承7組成。左支撐板2與右支撐板3通過螺釘固定在底板I上，左支撐板2和右支撐板3的頂端開有凹槽，該凹槽的形狀和深度與深溝球軸承7的形狀和尺寸對應。左支撐板2在底板I上的位置可以調節(當然也可以改為右支撐板3的位置可以調節)，用來支撐托架組件4不同長度的兩個方向。托架組件4包括中空的長方形框架，該框架為托架5，托架5的四個外側面，每個側面均安裝深溝球軸承7，并且在相對的側面上深溝球軸承7的安裝位置與左支撐板2和右支撐板3凹槽的位置對應。在托架5內側壁內固定連接于托架5形狀相對應的轉接板6，轉接板6通過螺釘固定在托架5上，并且安裝完成后轉接板6在托架5內形成平臺，該平臺用來安裝慣導系統。另外該慣導系統質心配平裝置還包括一系列質量相同或不相同的配重塊，這些配重塊的作用類似于天平的砝碼。如何設置配重塊的數量和每個配重塊的重量是本領域技術人員可以做到的。使用本發明裝置進行配平的方法大致如下步驟一將慣導系統安裝在轉接板6上將需要進行質心測量的慣導系統安裝在轉接板6上，安裝好的質心配平裝置如附圖3所示。步驟二 增加配重塊由于質心配平裝置本身是平衡的，因此如果慣導系統本身的質心也是平衡的，則整個質心配平裝置不會發生傾斜；否則質心配平裝置會以相對的深溝球軸承7為軸傾斜。此時，工作人員在上翹的一側增加配重塊9。根據需要工作人員可以增加所需重量的配重塊9，例如少量重量較大的配重塊或者多量的重量較小的配重塊。增加配重塊的數量，以質心配平裝置再次達到平衡為準。步驟三將托架旋轉90度，并再次增加配重塊將增加好配重塊9的托架5旋轉90度放置。旋轉90度后，在新的方向上，如果慣導系統本身的質心是平衡的，則整個質心配平裝置不會發生傾斜；否則質心配平裝置會以在新的方向上相對的深溝球軸承7為軸傾斜。此時，與步驟二的過程類似，工作人員可以增加所需重量的配重塊9，增加配重塊的數量，以質心配平裝置再次達到平衡為準。步驟四將配重塊的重量換算到慣導系統中當在兩個方向上都平衡后，連同增加的配重塊在內慣導系統的質心達到平衡，此時可以根據基本數學方式將增加的配重塊的重量換算到慣導系統中，以達到慣導系統質心平衡的目的。將配重塊的重量換算到慣導系統中的方法有很多，下面舉兩個例子。方法一增加或減少配重的點在軸線上如附圖4所示，假設轉接板上一個方向的配重質量是M，距兩組軸線交點的距離是R ;在慣導結構上選定增加配重的點或在相反方向的對稱結構點減少系統質量，當這個點在軸線上時，距兩組軸線交點的距離是R1，在慣導結構上需要增加或減少的配重質量是M1，那么有公式1:MXR = MlXRl其中，M、R、Rl都是已知的，就可以求出Ml的值。知道了 Ml就可以在慣導結構上選定的點增加質量為Ml的配重塊，或在相反方向的對稱結構點上減少質量為Ml的系統質量。方法二 增加或減少配重的點在通過軸線的垂直平面內如附圖5所示，當增加或減少配重的點在通過軸線的垂直平面內時，假設在慣導結構上需要增加或減少的配重質量是M2，距兩組軸線交點的距離是R2，那么有公式2 :MXR = M2XR2Xcos(a)其中，M、R、R2、a都是已知的，就可以求出M2的值。知道了 M2就可以在慣導結構上選定的點增加質量為M2的配重塊，或在相反方向的對稱結構點上減少質量為M2的系統質量。假設是增加如圖5所示位置的配重塊M2，那還需在相對水平軸，M2對稱面的垂直軸上增加質量為M3的配重塊。公式3 M2 X R2 X sin (a) = M3 X R3其中，M2、R2、a、R3都是已知的，就可以求出M3的值。如果是在相反方向的對稱結構點上減少質量為M2的系統質量，那就應在減少質量點的對稱面的垂直軸上減少質量為M3的系統質量。另一個方向上的配重用上述同樣的方法轉加到慣導系統上。
權利要求
1.一種慣導系統質心配平裝置，其特征在于包括底板(I)、左支撐板(2)、右支撐板 (3)、托架組件(4)、四組深溝球軸承(7)組成。左支撐板(2)與右支撐板(3)通過螺釘固定在底板(I)上，左支撐板(2)和右支撐板(3)的頂端開有凹槽，該凹槽的形狀和深度與深溝球軸承(7)的形狀和尺寸對應。托架組件(4)每個側面均安裝深溝球軸承(7)，通過深溝球軸承(7)將托架組件(4)安裝在左支撐板(2)和右支撐板(3)頂端的凹槽內。
2.如權利要求1所述的一種慣導系統質心配平裝置，其特征在于所述的左支撐板(2) 在底板(I)上的位置可以調節。
3.如權利要求1或2所述的一種慣導系統質心配平裝置，其特征在于托架組件(4)包括中空的長方形框架，該框架為托架(5)，托架(5)的四個外側面，每個側面均安裝深溝球軸承(7)，并且在相對的側面上深溝球軸承(7)的安裝位置與左支撐板(2)和右支撐板(3) 凹槽的位置對應。在托架(5)內側壁內固定連接于托架(5)形狀相對應的轉接板(6)，轉接板(6)通過螺釘固定在托架(5)上，并且安裝完成后轉接板(6)在托架(5)內形成平臺，該平臺用來安裝慣導系統。
4.如權利要求1或2所述的一種慣導系統質心配平裝置，其特征在于該慣導系統質心配平裝置還包括一系列質量相同或不相同的配重塊。
5.一種慣導系統質心配平方法，其特征在于包括下述步驟步驟一將慣導系統安裝在轉接板(6)上將需要進行質心測量的慣導系統安裝在轉接板(6)上；步驟二 增加配重塊在上翹的一側增加配重塊(9)，增加配重塊的數量，以質心配平裝置再次達到平衡為準。步驟三將托架旋轉90度，并再次增加配重塊將增加好配重塊(9)的托架(5)旋轉90度放置，旋轉90度后，在新的方向上，增加所需重量的配重塊(9)，以質心配平裝置再次達到平衡為準。
6.如權利要求5所述的一種慣導系統質心配平方法，其特征在于在步驟三之后再增加步驟四將配重塊的重量換算到慣導系統中當在兩個方向上都平衡后，連同增加的配重塊在內慣導系統的質心達到平衡將增加的配重塊的重量換算到慣導系統中，以達到慣導系統質心平衡的目的。
全文摘要
本發明屬于質心配平裝置及其方法，具體涉及一種慣導系統的質心配平裝置及方法。一種慣導系統質心配平裝置，其中，包括底板、左支撐板、右支撐板、托架組件、四組深溝球軸承組成。左支撐板與右支撐板通過螺釘固定在底板上，左支撐板和右支撐板的頂端開有凹槽，該凹槽的形狀和深度與深溝球軸承的形狀和尺寸對應。托架組件每個側面均安裝深溝球軸承，通過深溝球軸承將托架組件安裝在左支撐板和右支撐板頂端的凹槽內。本發明的效果是首先利用質心配平裝置通過增加配重的方法配平慣導系統，然后，利用力矩平衡的原理，將配重的質量轉加或減少到慣導系統的選定位置，以達到慣導系統質心與減振中心重合的目的。
文檔編號G01M1/32GK102998057SQ20111027308
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月15日 優先權日2011年9月15日
發明者曲波, 余盛強, 吳有泉, 于魯萍, 付繼波 申請人:北京自動化控制設備研究所