一種穩(wěn)定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)環(huán)偏心力矩測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及穩(wěn)定平臺(tái)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種穩(wěn)定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)環(huán)偏心力矩測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，典型的穩(wěn)定平臺(tái)由平臺(tái)框架、力矩電機(jī)、角度感應(yīng)器、速率陀螺、伺服控制系統(tǒng)電路和負(fù)載等組成，為滿足伺服系統(tǒng)控制要求，結(jié)構(gòu)上需要對(duì)運(yùn)動(dòng)環(huán)偏心進(jìn)行配重。運(yùn)動(dòng)環(huán)偏心力矩的大小將直接影響力矩電機(jī)選型和伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，特別是在大負(fù)載情況下，運(yùn)動(dòng)環(huán)配重后重量和靜摩擦力矩進(jìn)一步加大，在力矩電機(jī)輸出力矩一定的前提下，運(yùn)動(dòng)環(huán)的偏心力矩越小，伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)越容易，要減小運(yùn)動(dòng)環(huán)的偏心力矩首先要定量測(cè)量出偏心力矩。
[0003]現(xiàn)有力矩測(cè)量方法大多利用應(yīng)變片的壓電效應(yīng)原理，在被測(cè)件上粘貼應(yīng)變片，通過應(yīng)變片單片全橋或組橋方式處理電路測(cè)量力矩。測(cè)量方法原理復(fù)雜，操作繁瑣，需在被測(cè)件上粘貼應(yīng)變片，而應(yīng)變片的粘貼要求很高，不合適的粘貼將引起零飄和蠕變等問題，應(yīng)變片粘貼后還需檢查有無氣泡、翹曲和脫膠，測(cè)量有無短路、斷路和阻值突變現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種穩(wěn)定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)環(huán)偏心力矩測(cè)量方法，通過采用測(cè)量裝置，運(yùn)用力矩平衡原理測(cè)量運(yùn)動(dòng)換偏心力矩，無需應(yīng)變片和處理電路，操作和觀察方便，計(jì)算過程簡(jiǎn)單。
[0005]—種穩(wěn)定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)環(huán)偏心力矩測(cè)量方法，包括如下步驟:
[0006]步驟0、搭建測(cè)量裝置:所述測(cè)量裝置包括固定基座、調(diào)裝平臺(tái)、運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸以及軸承，其中，調(diào)裝平臺(tái)固定在水平面上，裝調(diào)平臺(tái)的平面與豎直方向垂直；固定基座放置在裝調(diào)平臺(tái)上，固定基座與運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸通過軸承連接，運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸的中心軸與水平面平行；運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線，固定基座上設(shè)置有基座基準(zhǔn)線，兩條基準(zhǔn)線的延長(zhǎng)線均通過運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)軸中心；
[0007]步驟1、將基座基準(zhǔn)線與運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線對(duì)齊，使兩條基準(zhǔn)線處于同一直線上；
[0008]步驟2、在運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸一側(cè)邊緣上確定一個(gè)切點(diǎn)，使過該切點(diǎn)的直線垂直于水平面，則該切點(diǎn)即為施力點(diǎn)I;
[0009]步驟3、用測(cè)力計(jì)在所述施力點(diǎn)I上沿豎直向上方向施加拉力；拉力從零開始緩慢增加；
[0010]步驟4、施加拉力過程中觀察基座基準(zhǔn)線與運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線，直到運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線相對(duì)基座基準(zhǔn)線轉(zhuǎn)動(dòng)，記錄運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記為Fl ；
[0011]步驟5、依據(jù)力矩平衡原理列運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)瞬間的力學(xué)平衡方程式如下:
[0012](FlXA)-(GXB)-M = 0......(I)
[0013]其中，A為拉力Fl力臂；G為運(yùn)動(dòng)環(huán)重力為運(yùn)動(dòng)環(huán)重力力臂；M為運(yùn)動(dòng)環(huán)最大靜摩擦力矩；
[0014]步驟6、重新調(diào)整運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線與基座基準(zhǔn)線對(duì)齊，在運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸另一側(cè)邊緣上確定一個(gè)切點(diǎn)作施力點(diǎn)2，采用步驟3至4的方法，得到運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記為F2，依據(jù)力矩平衡原理列運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)瞬間的力學(xué)平衡方程式如下:
[0015](F2XA) + (GXB)-M = 0.....(2)
[0016]其中，A為拉力F2力臂，等于拉力Fl力臂；
[0017]步驟7、解方程式(I)和⑵組合，得運(yùn)動(dòng)環(huán)偏心力矩:(GXB) =0.5.(F1-F2).Α。
[0018]較佳的，每次施加拉力增加值為測(cè)力計(jì)最小單位示數(shù)值。
[0019]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0020](I)本發(fā)明采用測(cè)量裝置運(yùn)用力矩平衡原理，無需應(yīng)變片和處理電路，操作方便，計(jì)算過程簡(jiǎn)單；
[0021](2)在基座和運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸上使用基準(zhǔn)線對(duì)齊，便于觀察運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)瞬間，可提高測(cè)量的精度；將施加拉力增加值為測(cè)力計(jì)9最小單位示數(shù)值，避免因用力過大而導(dǎo)致測(cè)量的拉力不準(zhǔn)確的結(jié)果，因此可進(jìn)一步提高精度。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明中第一次測(cè)量時(shí)偏心力矩測(cè)量示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明中第二次測(cè)量時(shí)偏心力矩測(cè)量示意圖。
[0024]其中，1_固定基座，2-軸承，3-運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸，4_轉(zhuǎn)軸中心，5-運(yùn)動(dòng)環(huán)重心，6_運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線，7-基座基準(zhǔn)線，8-裝調(diào)平臺(tái)，9-測(cè)力計(jì)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0026]如圖1和2所示，測(cè)量裝置包括固定基座1、調(diào)裝平臺(tái)8、運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸3以及軸承2，其中，調(diào)裝平臺(tái)8固定在水平面上，裝調(diào)平臺(tái)8的平面與豎直方向垂直。固定基座I放置在裝調(diào)平臺(tái)8上，固定基座I與運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸3通過軸承2連接，運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸3的中心軸與水平面平行，且運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸3能相對(duì)于固定基座I轉(zhuǎn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸3上設(shè)置有運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線6，固定基座I上設(shè)置有基座基準(zhǔn)線7，兩條基準(zhǔn)線的延長(zhǎng)線均通過運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸3的轉(zhuǎn)軸中心4。
[0027]本發(fā)明的偏心力矩測(cè)量方法具體如下:
[0028]1、將基座基準(zhǔn)線7與運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線6對(duì)齊，使兩條基準(zhǔn)線處于同一直線上；
[0029]2、在運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸3 —側(cè)邊緣上確定一個(gè)切點(diǎn)，使過該切點(diǎn)的直線垂直于水平面，則該切點(diǎn)即為施力點(diǎn)I ;
[0030]3、用測(cè)力計(jì)9在所述施力點(diǎn)上沿豎直向上方向施加拉力；拉力從零開始緩慢增加，每次施加拉力增加值為測(cè)力計(jì)9最小單位示數(shù)值；
[0031]4、施加拉力過程中觀察基座基準(zhǔn)線7與運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線6，直到運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線6相對(duì)基座基準(zhǔn)線7轉(zhuǎn)動(dòng)，記錄運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測(cè)力計(jì)9的示數(shù)，記為Fl ；
[0032]5、依據(jù)力矩平衡原理列運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動(dòng)瞬間的力學(xué)平衡方程式如下:
[0033](FlXA)-(GXB)-M = 0......(I)
[0034]A:拉力Fl力臂；
[0035]G:運(yùn)動(dòng)環(huán)重力；
[0036]B:運(yùn)動(dòng)環(huán)重力力臂；
[0037]M:運(yùn)動(dòng)環(huán)最大靜摩擦力矩；
[0038]6、如圖2所示，重新調(diào)整運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線6與基座基準(zhǔn)線7對(duì)齊，在運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸3另一側(cè)邊緣上確定一個(gè)切點(diǎn)，使過該切點(diǎn)的直線垂直于水平面，則該切點(diǎn)即為施力點(diǎn)2，用測(cè)力計(jì)9在施力點(diǎn)2上沿豎直向上方向從零開始施加拉力并緩慢增加，每次施加拉力增加值為測(cè)力計(jì)9最小單位示數(shù)值。施加拉力過程中觀察基座基準(zhǔn)線7與運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線6，直到運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線6相對(duì)基座基準(zhǔn)線7轉(zhuǎn)動(dòng)，記錄運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測(cè)力計(jì)9的示數(shù)，記為F2，依據(jù)力矩平衡原理列運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動(dòng)瞬間的力學(xué)平衡方程式如下:
[0039](F2 X A) + (G X B) -M = 0.....(2)
[0040]A:拉力F2力臂，與拉力Fl力臂相等；
[0041 ] G:運(yùn)動(dòng)環(huán)重力；
[0042]B:運(yùn)動(dòng)環(huán)重力力臂；
[0043]M:運(yùn)動(dòng)環(huán)最大靜摩擦力矩；
[0044]步驟7、解方程式(I)和(2)，得運(yùn)動(dòng)環(huán)偏心力矩:(GXB) = 0.5.(F1-F2).A0
[0045]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種穩(wěn)定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)環(huán)偏心力矩測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟O、搭建測(cè)量裝置:所述測(cè)量裝置包括固定基座(I)、調(diào)裝平臺(tái)(8)、運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸(3)以及軸承(2)，其中，調(diào)裝平臺(tái)(8)固定在水平面上，裝調(diào)平臺(tái)(8)的平面與豎直方向垂直；固定基座(I)放置在裝調(diào)平臺(tái)(8)上，固定基座(I)與運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸(3)通過軸承(2)連接，運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸(3)的中心軸與水平面平行；運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸(3)上設(shè)置有運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線￠)，固定基座(I)上設(shè)置有基座基準(zhǔn)線(7)，兩條基準(zhǔn)線的延長(zhǎng)線均通過運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸(3)的轉(zhuǎn)軸中心(4); 步驟1、將基座基準(zhǔn)線(7)與運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線(6)對(duì)齊，使兩條基準(zhǔn)線處于同一直線上； 步驟2、在運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸(3) —側(cè)邊緣上確定一個(gè)切點(diǎn)，使過該切點(diǎn)的直線垂直于水平面，則該切點(diǎn)即為施力點(diǎn)I ; 步驟3、用測(cè)力計(jì)(9)在所述施力點(diǎn)I上沿豎直向上方向施加拉力；拉力從零開始緩慢增加； 步驟4、施加拉力過程中觀察基座基準(zhǔn)線(7)與運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線(6)，直到運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線(6)相對(duì)基座基準(zhǔn)線(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，記錄運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸(3)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測(cè)力計(jì)(9)的示數(shù)，記為Fl ; 步驟5、依據(jù)力矩平衡原理列運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸(3)轉(zhuǎn)動(dòng)瞬間的力學(xué)平衡方程式如下: (FlXA)-(GXB)-M = 0......(I) 其中，A為拉力Fl力臂；G為運(yùn)動(dòng)環(huán)重力為運(yùn)動(dòng)環(huán)重力力臂；M為運(yùn)動(dòng)環(huán)最大靜摩擦力矩； 步驟6、重新調(diào)整運(yùn)動(dòng)環(huán)基準(zhǔn)線(6)與基座基準(zhǔn)線(7)對(duì)齊，在運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸(3)另一側(cè)邊緣上確定一個(gè)切點(diǎn)作施力點(diǎn)2，采用步驟3至4的方法，得到運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸(3)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測(cè)力計(jì)(9)的示數(shù)，記為F2，依據(jù)力矩平衡原理列運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸(3)轉(zhuǎn)動(dòng)瞬間的力學(xué)平衡方程式如下: (F2XA) + (GXB)-M = 0.....(2) 其中，A為拉力F2力臂，等于拉力Fl力臂； 步驟7、解方程式⑴和⑵組合，得運(yùn)動(dòng)環(huán)偏心力矩:(GXB) = 0.5.(F1-F2).A02.如權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)環(huán)偏心力矩測(cè)量方法，其特征在于，每次施加拉力增加值為測(cè)力計(jì)(9)最小單位示數(shù)值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種穩(wěn)定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)環(huán)偏心力矩測(cè)量方法，在運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸一側(cè)，用測(cè)力計(jì)沿豎直向上方向施加拉力并緩慢增加，記錄運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)；在運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸另一側(cè)，用測(cè)力計(jì)豎直向上方向施加拉力并緩慢增加，記錄運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)；依據(jù)力矩平衡原理分別列出兩次運(yùn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)瞬間的力學(xué)平衡方程式，解方程式組得出偏心力矩；本發(fā)明的方法使用力矩平衡原理，無需應(yīng)變片和處理電路，操作方便，計(jì)算過程簡(jiǎn)單。
【IPC分類】G01L3/00
【公開號(hào)】CN105136364
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510589012
【發(fā)明人】張振華, 孟令東, 李曉雷, 孟凡強(qiáng)
【申請(qǐng)人】河北漢光重工有限責(zé)任公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月16日