一種回轉(zhuǎn)體水下航行器衡重測試臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種回轉(zhuǎn)體水下航行器衡重測試臺，采用多點支撐稱重法原理設(shè)計而成，可方便、準(zhǔn)確地測量出回轉(zhuǎn)體水下航行器的衡重參數(shù)。衡重測試臺包括水槽，安裝在水槽下部四個角上的支柱，安裝在支柱下方的四個稱重傳感器，安裝在稱重傳感器下部用于支撐整個測試臺并進(jìn)行水平調(diào)節(jié)的四個可調(diào)支座，安裝在水槽外部的水平儀，固定在水槽內(nèi)部底面上的基準(zhǔn)立柱一和基準(zhǔn)立柱二，固定安裝水槽內(nèi)部底面上的兩個定位座，安裝在水槽內(nèi)部用于固定回轉(zhuǎn)體水下航行器的固定架，用來向水槽注水的進(jìn)水口，用于水槽排水的出水口。利用回轉(zhuǎn)體水下航行器測量衡重參數(shù)，測量準(zhǔn)確，減小了測試人員的工作量，降低了測量誤差。
【專利說明】—種回轉(zhuǎn)體水下航行器衡重測試臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水下航行器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是涉及一種回轉(zhuǎn)體水下航行器衡重測試臺。
【背景技術(shù)】
[0002]由于回轉(zhuǎn)體外殼具有較高的強度和內(nèi)部容積，目前大多數(shù)水下航行器都采用回轉(zhuǎn)體外殼?；剞D(zhuǎn)體水下航行器在研制、生產(chǎn)及使用階段都須進(jìn)行衡重試驗，衡重試驗的目的是利用專用設(shè)備、儀器測量和計算出回轉(zhuǎn)體水下航行器全段或各個功能段的衡重參數(shù)，如重量、長度、重心位置、浮力、浮心位置、靜傾角、靜傾力矩等，進(jìn)而考核回轉(zhuǎn)體水下航行器全段或各個功能段與衡重有關(guān)的設(shè)計、制造和裝配的正確性，以利于保證回轉(zhuǎn)體水下航行器正確的航行姿態(tài)。
[0003]目前，回轉(zhuǎn)體水下航行器的衡重試驗都是按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GJB2852-97進(jìn)行的，該標(biāo)準(zhǔn)的試驗原理是:把產(chǎn)品安裝在試驗裝置上，利用增減砝碼重量或改變砝碼位置的方法達(dá)到力和力矩平衡，測算出回轉(zhuǎn)體水下航行器全段或各個功能段的衡重參數(shù)。隨著新型測量技術(shù)的發(fā)展，該標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的測試方法已經(jīng)逐漸落后，比如重心位置是在刀口架上測量的，靜傾角和靜傾力矩是在水平面測量的，而浮心是在水槽進(jìn)行測量的，整個測量過程需要多次吊裝移動全段或功能段位置，很不方便；在測量過程中還需要多次測量砝碼、頭部、刀口架、吊架、滾輪、平臺的相對距離，測量距離時是將上述對象當(dāng)做點對待，目視誤差較大；此夕卜，為使全段或功能段在刀口架、水槽里達(dá)到平衡，需要反復(fù)移動砝碼，直到目視平衡，操作繁瑣，且人工誤差大。目前也有一些特殊的衡重測量儀器，在專利200420041712.X中公開了一種用于飛機重量重心測量的裝置，該裝置由智能稱重儀、高精度符合孔輻式稱重傳感器和千斤頂組成，利用三套復(fù)合孔式稱重傳感器進(jìn)行多點測量，根據(jù)多點稱重原理，獲得被測對象的重量和重心位置，但是該裝置不能得到浮力、浮心、靜傾角、靜傾力矩等相關(guān)參數(shù)，而且該裝置測得的僅僅是水平面內(nèi)的重心位置，不能得到重心在數(shù)值方向的位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有回轉(zhuǎn)體水下航行器衡重測試設(shè)備存在操作不方便、繁瑣、測量誤差大的不足，本發(fā)明提出一種回轉(zhuǎn)體水下航行器衡重測試臺，該回轉(zhuǎn)體水下航行器衡重測試臺根據(jù)多點支撐稱重法原理而設(shè)計，可方便、準(zhǔn)確地測量出回轉(zhuǎn)體水下航行器的衡重參數(shù)；減小了測試人員的工作量，降低了測量誤差。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括水槽、支柱、稱重傳感器、可調(diào)支座、水平儀、基準(zhǔn)立柱一、基準(zhǔn)立柱二、定位座、固定架、進(jìn)水口、出水口，所述水槽為無蓋內(nèi)空的長方體，內(nèi)部長度大于回轉(zhuǎn)體水下航行器長度，側(cè)壁上設(shè)有水位觀測窗和水平儀;支柱與可調(diào)支座固連，稱重傳感器位于支柱與可調(diào)支座之間，四根支柱位于水槽底部四角對稱安裝，進(jìn)水口、出水口位于水槽底端部；基準(zhǔn)立柱一和基準(zhǔn)立柱二固定在水槽內(nèi)底部，分別位于定位座的兩端；定位座位于水槽內(nèi)底面上，兩個定位座相對于水槽長度方向的對稱面對稱固定安裝，且兩定位座之間有一定間隔，多個固定架對稱固定在定位座側(cè)面。
[0006]所述固定架由立柱、上固定桿、下固定桿、上固定頭、下固定頭組成，立柱下部固定安裝在定位座兩側(cè)，上固定桿、下固定桿分別安裝在立柱上部，上固定頭與上固定桿連接，下固定頭與下固定桿連接，下固定桿位于上固定桿的下方。
[0007]所述基準(zhǔn)立柱一的軸線位于水槽一端相鄰近的兩個稱重傳感器的壓力作用線所在平面內(nèi)，且距離兩個壓力作用線的距離相等。
[0008]所述基準(zhǔn)立柱二的軸線位于水槽另一端相鄰近的兩個稱重傳感器的壓力作用線所在平面內(nèi)，且距離兩個壓力作用線的距離相等。
[0009]有益效果
[0010]本發(fā)明提出的一種回轉(zhuǎn)體水下航行器衡重測試臺，采用多點支撐稱重法原理設(shè)計而成，可方便、準(zhǔn)確地測量出回轉(zhuǎn)體水下航行器的衡重參數(shù)。其包括水槽，安裝在水槽下部四個角上的支柱，安裝在支柱下方的四個稱重傳感器，安裝在稱重傳感器下部用于支撐整個測試臺并進(jìn)行水平調(diào)節(jié)的四個可調(diào)支座，安裝在水槽外部的水平儀，固定在水槽內(nèi)部底面上的基準(zhǔn)立柱一和基準(zhǔn)立柱二，固定安裝水槽內(nèi)部底面上的兩個定位座，安裝在水槽內(nèi)部用于固定回轉(zhuǎn)體水下航行器的固定架，用來向水槽注水的進(jìn)水口，用于水槽排水的出水口。利用回轉(zhuǎn)體水下航行器測量衡重參數(shù)，減小了測試人員的工作量，降低了測量誤差。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明一種回轉(zhuǎn)體水下航行器衡重測試臺作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0012]圖1為本發(fā)明測試臺示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的水槽內(nèi)回轉(zhuǎn)體水下航行器置放位置示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明去除水槽的軸測視圖。
[0015]圖4為本發(fā)明的固定架示意圖。
[0016]圖5為本發(fā)明的稱重原理示意圖。
[0017]圖中:
[0018]1.水槽2.水位觀測窗3.支柱4.稱重傳感器5.可調(diào)支座6.基準(zhǔn)立柱一7.固定架71.立柱72.上固定桿73.下固定桿74.上固定頭75.下固定頭8.回轉(zhuǎn)體水下航行器9.基準(zhǔn)立柱二 10.定位座11.進(jìn)水口 12.出水口 13.水平儀
【具體實施方式】
[0019]本實施例是一種回轉(zhuǎn)體水下航行器衡重測試臺。
[0020]如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明回轉(zhuǎn)體水下航行器衡重測試臺，包括水槽1，安裝在水槽下部四個角上的支柱3，安裝在支柱3下方的四個稱重傳感器4，安裝在稱重傳感器4下部用于支撐整個測試臺并進(jìn)行水平調(diào)節(jié)的四個可調(diào)支座5，安裝在水槽I外部的水平儀13，固定在水槽I內(nèi)部底面上的基準(zhǔn)立柱一 6和基準(zhǔn)立柱二 9，固定安裝水槽I內(nèi)部底面上的兩個定位座10，安裝在水槽I內(nèi)部用于固定回轉(zhuǎn)體水下航行器8的固定架7，用來向水槽I注水的進(jìn)水口 11，用于水槽I排水的出水口 12。水槽I為無蓋內(nèi)空的長方體狀，內(nèi)部長度大于現(xiàn)有回轉(zhuǎn)體水下航行器長度，外部有一個水位觀測窗2，水位觀測窗2上有刻度，用來觀測、記錄水槽I內(nèi)部水面高度。四個支柱3相對于水槽I長度方向的對稱面對稱安裝。可調(diào)支座5可調(diào)節(jié)高度，配合水平儀13來保證水槽I位于水平位置?；鶞?zhǔn)立柱一 6的軸線位于水槽I 一端相鄰較近的兩個稱重傳感器4的壓力作用線所在平面內(nèi)，且距離兩個壓力作用線的距離相等，基準(zhǔn)立柱一的作用是為回轉(zhuǎn)體水下航行器的長度測量及安裝定位提供參考?；鶞?zhǔn)立柱二 9的軸線位于水槽I另一端相鄰較近的兩個稱重傳感器4的壓力作用線所在平面內(nèi)，且距離兩個壓力作用線的距離相等，基準(zhǔn)立柱二的作用是為回轉(zhuǎn)體水下航行器的長度測量及安裝定位提供參考。兩個定位座10，相對于水槽I長度方向的對稱面對稱固定安裝，用來定位回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)體水下航行器8,定位座10相對水槽I內(nèi)底面有一定高度，且兩定位座10之間有一定間隔，能保證回轉(zhuǎn)體水下航行器8安裝后航行器縱軸位于水槽I長度方向的對稱面內(nèi)且處于水平方向。固定架7有多個，且均相對水槽I長度方向的對稱面對稱安裝。
[0021]如圖4所示，固定架7由立柱71、上固定桿72、下固定桿73、上固定頭74、下固定頭75組成，其中，立柱71固定安裝在水槽I內(nèi)部底面，上固定頭74安裝在上固定桿72上，并可以繞上固定桿72的軸線旋轉(zhuǎn)，上固定桿72通過螺紋安裝在立柱71上，轉(zhuǎn)動上固定桿72平行移動上固定頭74，卡緊回轉(zhuǎn)體水下航行器8，防止其移動，下固定桿73、下固定頭75與上固定桿72、上固定頭74完全相同，區(qū)別僅在于下固定桿73的安裝位置低于上固定桿73，這是為了固定不同口徑的回轉(zhuǎn)體水下航行器8。
[0022]下面進(jìn)一步說明如何利用本發(fā)明進(jìn)行回轉(zhuǎn)體水下航行器衡重測試。
[0023]如圖5所示，選擇在水平面內(nèi)進(jìn)行分析，下面所提到的距離均為水平面內(nèi)的距離。設(shè)四個稱重傳感器4分別為A、B、C、D，并按圖中建立坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點O設(shè)在基準(zhǔn)立柱二 9的水平投影位置處，Ox軸與水平投影面內(nèi)水槽I的對稱軸重合，Oz軸指向為OD方向，AD、OD距離已知，分別為L1, L2。測量時可按照如下步驟進(jìn)行:
[0024](I)通過觀測水平儀13，調(diào)節(jié)可調(diào)支座5將水槽I調(diào)節(jié)至水平位置，記錄A、B、C、D的讀數(shù)，分別記為Gao, Gbo, Gco, Gdo ；
[0025](2)將回轉(zhuǎn)體水下航行器8放置在兩個定位座10之間，保證航行器縱軸與Ox軸平行，航行器橫軸與Oz軸平行，觀測水平儀13，調(diào)節(jié)可調(diào)支座5將水槽調(diào)節(jié)至水平位置，記錄記錄A、B、C、D的讀數(shù)，分別記為GA1，Gbi, Gci, Gdi，并測量回轉(zhuǎn)體水下航行器8頭部距離基準(zhǔn)立柱一 6的距離，記為I1，測量回轉(zhuǎn)體水下航行器8尾端距基準(zhǔn)立柱二 9的距離，記為I2 ；
[0026](3)將回轉(zhuǎn)體水下航行器8繞航行器縱軸旋轉(zhuǎn)90°，使航行器立軸與Oz軸平行，記錄A、B、C、D的讀數(shù)，分別記為GA2, Gb2, Gc2, Gd2 ；
[0027](4)利用固定架7將回轉(zhuǎn)體水下航行器8固定，通過進(jìn)水口 11往水槽I內(nèi)注水，當(dāng)水面完全淹沒回轉(zhuǎn)體水下航行器8以后，停止注水，通過觀測水平儀13，調(diào)節(jié)可調(diào)支座5將水槽I調(diào)節(jié)至水平位置，等水槽I內(nèi)水面平靜后通過水位觀測窗2記錄下當(dāng)前的水面高度，記錄記錄A、B、C、D的讀數(shù)，分別記為Ga3, Gb3, Gc3, Gd3 ；
[0028](5)取出回轉(zhuǎn)體水下航行器8，通過進(jìn)水口 11往水槽I內(nèi)注水，當(dāng)水面快要到達(dá)第
(4)步所記錄的高度時，停止注水，通過觀測水平儀13，調(diào)節(jié)可調(diào)支座5將水槽I調(diào)節(jié)至水平位置，再通過進(jìn)水口 11緩慢加水，當(dāng)水面到達(dá)第(4)步所記錄的高度時，停止注水，記錄A、B、C、D 的讀數(shù)，分別記為 Ga4, Gb4, Gc4, Gd4 ；
[0029](6)打開出水口 12，排出水槽I內(nèi)的水，試驗結(jié)束。[0030]上述測量共得到22個測量數(shù)據(jù)，經(jīng)過簡單數(shù)據(jù)分析可得到所測量回轉(zhuǎn)體水下航行器8的所有衡重參數(shù):
[0031]長度IL=L1-11-12 ；
[0032]重力:G=(GA1+GB1+GC1+GD1)-(GA0+GB0+G⑶+Gdo)；
[0033]重心位置(平臺坐標(biāo)系內(nèi)):
【權(quán)利要求】
1.一種回轉(zhuǎn)體水下航行器衡重測試臺，其特征在于:包括水槽、支柱、稱重傳感器、可調(diào)支座、水平儀、基準(zhǔn)立柱一、基準(zhǔn)立柱二、定位座、固定架、進(jìn)水口、出水口，所述水槽為無蓋內(nèi)空的長方體，內(nèi)部長度大于回轉(zhuǎn)體水下航行器長度，側(cè)壁上設(shè)有水位觀測窗和水平儀；支柱與可調(diào)支座固連，稱重傳感器位于支柱與可調(diào)支座之間，四根支柱位于水槽底部四角對稱安裝，進(jìn)水口、出水口位于水槽底端部；基準(zhǔn)立柱一和基準(zhǔn)立柱二固定在水槽內(nèi)底部，分別位于定位座的兩端；定位座位于水槽內(nèi)底面上，兩個定位座相對于水槽長度方向的對稱面對稱固定安裝，且兩定位座之間有一定間隔，多個固定架對稱固定在定位座側(cè)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)體水下航行器衡重測試臺，其特征在于:所述固定架由立柱、上固定桿、下固定桿、上固定頭、下固定頭組成，立柱下部固定安裝在定位座兩側(cè)，上固定桿、下固定桿分別安裝在立柱上部，上固定頭與上固定桿連接，下固定頭與下固定桿連接，下固定桿位于上固定桿的下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)體水下航行器衡重測試臺，其特征在于:所述基準(zhǔn)立柱一的軸線位于水槽一端相鄰近的兩個稱重傳感器的壓力作用線所在平面內(nèi)，且距離兩個壓力作用線的距離相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)體水下航行器衡重測試臺，其特征在于:所述基準(zhǔn)立柱二的軸線位于水槽另一端相鄰近的兩個稱重傳感器的壓力作用線所在平面內(nèi)，且距離兩個壓力作用線的距離相等。
【文檔編號】G01M10/00GK103439083SQ201310390781
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】田文龍, 宋保維, 毛昭勇, 宋東, 段睿, 丁文俊 申請人:西北工業(yè)大學(xué)