CN102998057A - 一种惯导系统的质心配平装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于质心配平装置及其方法，具体涉及一种惯导系统的质心配平装置及方法。一种惯导系统质心配平装置，其中，包括底板、左支撑板、右支撑板、托架组件、四组深沟球轴承组成。左支撑板与右支撑板通过螺钉固定在底板上，左支撑板和右支撑板的顶端开有凹槽，该凹槽的形状和深度与深沟球轴承的形状和尺寸对应。托架组件每个侧面均安装深沟球轴承，通过深沟球轴承将托架组件安装在左支撑板和右支撑板顶端的凹槽内。本发明的效果是：首先利用质心配平装置通过增加配重的方法配平惯导系统，然后，利用力矩平衡的原理，将配重的质量转加或减少到惯导系统的选定位置，以达到惯导系统质心与减振中心重合的目的。
Description
技术领域
本发明属于质心配平装置及其方法，具体涉及一种惯导系统的质心配平装置及方法。
背景技术
惯导系统的精度越来越高，对系统质心与减振中心的重合度要求也越来越高，如果系统质心与减振中心的不重合度较大，必然降低系统的精度。
现有技术中常用的方法是利用三维模型估算，但三维模型很难精确反映实际系统的质量及质量分布情况，常会出现实际系统与模型估算的差距较大，影响系统精度的问题，但设计人员又没办法弄清楚与减振中心相比质心到底偏在那个方向，偏离多少。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种能够准确估算系统质心的装置及其方法。
本发明是这样实现的：一种惯导系统质心配平装置，其中，包括底板、左支撑板、右支撑板、托架组件、四组深沟球轴承组成。左支撑板与右支撑板通过螺钉固定在底板上，左支撑板和右支撑板的顶端开有凹槽，该凹槽的形状和深度与深沟球轴承的形状和尺寸对应。托架组件每个侧面均安装深沟球轴承，通过深沟球轴承将托架组件安装在左支撑板和右支撑板顶端的凹槽内。
如上所述的一种惯导系统质心配平装置，其中，所述的左支撑板在底板上的位置可以调节。
如上所述的一种惯导系统质心配平装置，其中，托架组件包括中空的长方形框架，该框架为托架，托架的四个外侧面，每个侧面均安装深沟球轴承，并且在相对的侧面上深沟球轴承的安装位置与左支撑板和右支撑板凹槽的位置对应。在托架内侧壁内固定连接于托架形状相对应的转接板，转接板通过螺钉固定在托架上，并且安装完成后转接板在托架内形成平台，该平台用来安装惯导系统。
如上所述的一种惯导系统质心配平装置，其中，该惯导系统质心配平装置还包括一系列质量相同或不相同的配重块。
一种惯导系统质心配平方法，其中，包括下述步骤
步骤一：将惯导系统安装在转接板上
将需要进行质心测量的惯导系统安装在转接板上；
步骤二：增加配重块
在上翘的一侧增加配重块，增加配重块的数量，以质心配平装置再次达到平衡为准。
步骤三：将托架旋转90度，并再次增加配重块
将增加好配重块的托架旋转90度放置，旋转90度后，在新的方向上，增加所需重量的配重块，以质心配平装置再次达到平衡为准。
如上所述的一种惯导系统质心配平方法，其中，在步骤三之后再增加步骤四：将配重块的重量换算到惯导系统中
当在两个方向上都平衡后，连同增加的配重块在内惯导系统的质心达到平衡将增加的配重块的重量换算到惯导系统中，以达到惯导系统质心平衡的目的。
本发明的效果是：首先利用质心配平装置通过增加配重的方法配平惯导系统，然后，利用力矩平衡的原理，将配重的质量转加或减少到惯导系统的选定位置，以达到惯导系统质心与减振中心重合的目的。
附图说明
图1是本发明提供的惯导系统质心配平装置的结构示意图；
图2是将托架组件旋转90度后的结构示意图；
图3是安装了惯导系统后的惯导系统质心配平装置的结构示意图；
图4是增加或减少配重的点在轴线上的处理方式结构示意图；
图5是增加或减少配重的点在通过轴线的垂直平面内的处理方式结构示意图。
图中：1.底板、2.左支撑板、3.右支撑板、4.托架组件、5.托架、6.转接板、7.深沟球轴承、8.惯导系统、9.配重块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
如图1和附图2所示一种惯导系统质心配平装置包括：底板1、左支撑板2、右支撑板3、托架组件4，托架组件4由托架5、转接板6、四组深沟球轴承7组成。左支撑板2与右支撑板3通过螺钉固定在底板1上，左支撑板2和右支撑板3的顶端开有凹槽，该凹槽的形状和深度与深沟球轴承7的形状和尺寸对应。左支撑板2在底板1上的位置可以调节(当然也可以改为右支撑板3的位置可以调节)，用来支撑托架组件4不同长度的两个方向。
托架组件4包括中空的长方形框架，该框架为托架5，托架5的四个外侧面，每个侧面均安装深沟球轴承7，并且在相对的侧面上深沟球轴承7的安装位置与左支撑板2和右支撑板3凹槽的位置对应。在托架5内侧壁内固定连接于托架5形状相对应的转接板6，转接板6通过螺钉固定在托架5上，并且安装完成后转接板6在托架5内形成平台，该平台用来安装惯导系统。
另外该惯导系统质心配平装置还包括一系列质量相同或不相同的配重块，这些配重块的作用类似于天平的砝码。如何设置配重块的数量和每个配重块的重量是本领域技术人员可以做到的。
使用本发明装置进行配平的方法大致如下：
步骤一：将惯导系统安装在转接板6上
将需要进行质心测量的惯导系统安装在转接板6上，安装好的质心配平装置如附图3所示。
步骤二：增加配重块
由于质心配平装置本身是平衡的，因此如果惯导系统本身的质心也是平衡的，则整个质心配平装置不会发生倾斜；否则质心配平装置会以相对的深沟球轴承7为轴倾斜。此时，工作人员在上翘的一侧增加配重块9。根据需要工作人员可以增加所需重量的配重块9，例如少量重量较大的配重块或者多量的重量较小的配重块。增加配重块的数量，以质心配平装置再次达到平衡为准。
步骤三：将托架旋转90度，并再次增加配重块
将增加好配重块9的托架5旋转90度放置。旋转90度后，在新的方向上，如果惯导系统本身的质心是平衡的，则整个质心配平装置不会发生倾斜；否则质心配平装置会以在新的方向上相对的深沟球轴承7为轴倾斜。此时，与步骤二的过程类似，工作人员可以增加所需重量的配重块9，增加配重块的数量，以质心配平装置再次达到平衡为准。
步骤四：将配重块的重量换算到惯导系统中
当在两个方向上都平衡后，连同增加的配重块在内惯导系统的质心达到平衡，此时可以根据基本数学方式将增加的配重块的重量换算到惯导系统中，以达到惯导系统质心平衡的目的。
将配重块的重量换算到惯导系统中的方法有很多，下面举两个例子。
方法一：增加或减少配重的点在轴线上
如附图4所示，假设转接板上一个方向的配重质量是M，距两组轴线交点的距离是R；在惯导结构上选定增加配重的点或在相反方向的对称结构点减少系统质量，当这个点在轴线上时，距两组轴线交点的距离是R1，在惯导结构上需要增加或减少的配重质量是M1，那么有：
公式1：M×R＝M1×R1
其中，M、R、R1都是已知的，就可以求出M1的值。知道了M1就可以在惯导结构上选定的点增加质量为M1的配重块，或在相反方向的对称结构点上减少质量为M1的系统质量。
方法二：增加或减少配重的点在通过轴线的垂直平面内
如附图5所示，当增加或减少配重的点在通过轴线的垂直平面内时，假设在惯导结构上需要增加或减少的配重质量是M2，距两组轴线交点的距离是R2，那么有：
公式2：M×R＝M2×R2×cos(a)
其中，M、R、R2、a都是已知的，就可以求出M2的值。知道了M2就可以在惯导结构上选定的点增加质量为M2的配重块，或在相反方向的对称结构点上减少质量为M2的系统质量。
假设是增加如图5所示位置的配重块M2，那还需在相对水平轴，M2对称面的垂直轴上增加质量为M3的配重块。
公式3：M2×R2×sin(a)＝M3×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对称结构点上减少质量为M2的系统质量，那就应在减少质量点的对称面的垂直轴上减少质量为M3的系统质量。
另一个方向上的配重用上述同样的方法转加到惯导系统上。
Claims (6)
1.一种惯导系统质心配平装置，其特征在于：包括底板(1)、左支撑板(2)、右支撑板(3)、托架组件(4)、四组深沟球轴承(7)组成。左支撑板(2)与右支撑板(3)通过螺钉固定在底板(1)上，左支撑板(2)和右支撑板(3)的顶端开有凹槽，该凹槽的形状和深度与深沟球轴承(7)的形状和尺寸对应。托架组件(4)每个侧面均安装深沟球轴承(7)，通过深沟球轴承(7)将托架组件(4)安装在左支撑板(2)和右支撑板(3)顶端的凹槽内。
2.如权利要求1所述的一种惯导系统质心配平装置，其特征在于：所述的左支撑板(2)在底板(1)上的位置可以调节。
3.如权利要求1或2所述的一种惯导系统质心配平装置，其特征在于：托架组件(4)包括中空的长方形框架，该框架为托架(5)，托架(5)的四个外侧面，每个侧面均安装深沟球轴承(7)，并且在相对的侧面上深沟球轴承(7)的安装位置与左支撑板(2)和右支撑板(3)凹槽的位置对应。在托架(5)内侧壁内固定连接于托架(5)形状相对应的转接板(6)，转接板(6)通过螺钉固定在托架(5)上，并且安装完成后转接板(6)在托架(5)内形成平台，该平台用来安装惯导系统。
4.如权利要求1或2所述的一种惯导系统质心配平装置，其特征在于：该惯导系统质心配平装置还包括一系列质量相同或不相同的配重块。
5.一种惯导系统质心配平方法，其特征在于：包括下述步骤
步骤一：将惯导系统安装在转接板(6)上
将需要进行质心测量的惯导系统安装在转接板(6)上；
步骤二：增加配重块
在上翘的一侧增加配重块(9)，增加配重块的数量，以质心配平装置再次达到平衡为准。
步骤三：将托架旋转90度，并再次增加配重块
将增加好配重块(9)的托架(5)旋转90度放置，旋转90度后，在新的方向上，增加所需重量的配重块(9)，以质心配平装置再次达到平衡为准。
6.如权利要求5所述的一种惯导系统质心配平方法，其特征在于：在步骤三之后再增加步骤四：将配重块的重量换算到惯导系统中
当在两个方向上都平衡后，连同增加的配重块在内惯导系统的质心达到平衡将增加的配重块的重量换算到惯导系统中，以达到惯导系统质心平衡的目的。
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