一種具有冗余功能的質(zhì)量質(zhì)心測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種具有冗余功能的質(zhì)量質(zhì)心測量系統(tǒng)包括機(jī)械和測控兩個部分，所述機(jī)械部分包括秤盤，環(huán)繞秤盤周邊以均布的方式支撐在秤盤下方的若干個支撐腿，且在每個支撐腿上分別設(shè)置有與秤盤底面相應(yīng)位置處設(shè)置的稱重頂尖相配合的稱重傳感器、用于秤盤定位的定位銷、以及用于調(diào)節(jié)秤盤高度的升降器；所述的測控部由若干獨(dú)立的測量單元構(gòu)成，各測量單元之間數(shù)據(jù)共享，相互作為備用單元形成冗余，又可以形成交叉冗余；每個測量單元包括三個沿圓周均勻分布的稱重頂尖、稱重傳感器和配套的稱重?cái)?shù)據(jù)采集儀表、用于控制和數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)，形成多組獨(dú)立的能夠?qū)Ρ粶y物體實(shí)現(xiàn)質(zhì)量和質(zhì)心的不間斷測量的測量單元。
【專利說明】一種具有冗余功能的質(zhì)量質(zhì)心測量系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于對物體質(zhì)量質(zhì)心進(jìn)行測量技術(shù)，具體說是涉及一種具有冗余功能的質(zhì)量質(zhì)心測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在航天航空等領(lǐng)域，為了更好的控制和調(diào)整一些物體的運(yùn)動規(guī)律及運(yùn)動姿態(tài)，通常要求對其質(zhì)量特性進(jìn)行測量，且很多情況下，在產(chǎn)品生產(chǎn)裝配過程中，要求對產(chǎn)品的測量是不間斷的，這就要求測量設(shè)備要有很高的可靠性和低的故障率。
[0003]目前，在質(zhì)量質(zhì)心測量設(shè)備中，為了提高測量設(shè)備的可靠性，減小故障造成的影響，通常采用更換稱重傳感器或者采用稱重傳感器疊加布置的方法。其中更換傳感器需要花費(fèi)較長的時間周期，造成測量過程中斷，且更換后傳感器的位置與更換前很難保證一致，影響測量精度；采用兩個稱重傳感器上下疊加的方法，因串聯(lián)兩個傳感器受到的壓力一致，其中一個傳感器作為備用，同屬一種設(shè)置冗余的措施，但這種方法由于兩個傳感器都受到載荷發(fā)生形變，和使用一個傳感器相比，測量結(jié)構(gòu)的剛度明顯下降，十分影響物體質(zhì)心位置的測量精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處，為了滿足在線檢測不間斷測量的需求，提高當(dāng)前質(zhì)量質(zhì)心測量系統(tǒng)的可靠性，而提供一種具有冗余功能的質(zhì)量質(zhì)心測量系統(tǒng)。該測量系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)布置合理，操作便捷，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，剛度高，測量精度容易得到保證，冗余功能使得系統(tǒng)因出現(xiàn)故障造成測量中斷的概率極低。
[0005]本發(fā)明的目的可通過下述技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):
本發(fā)明的具有冗余功能的質(zhì)量質(zhì)心測量系統(tǒng)包括機(jī)械和測控兩個部分，所述機(jī)械部分包括秤盤，環(huán)繞秤盤周邊以均布的方式支撐在秤盤下方的若干個支撐腿，且在每個支撐腿上分別設(shè)置有與秤盤底面相應(yīng)位置處設(shè)置的稱重頂尖相配合的稱重傳感器、用于秤盤定位的定位銷、以及用于調(diào)節(jié)秤盤高度的升降器；所述的測控部由若干獨(dú)立的測量單元構(gòu)成，各測量單元之間數(shù)據(jù)共享，相互作為備用單元形成冗余，又可以形成交叉冗余，一個測量單元發(fā)生故障，備用單元可立即啟動，備用測量單元的數(shù)目根據(jù)實(shí)際情況具體設(shè)計(jì)；每個測量單元包括三個沿圓周均勻分布的稱重頂尖、稱重傳感器和配套的稱重?cái)?shù)據(jù)采集儀表、用于控制和數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)，形成多組獨(dú)立的能夠?qū)Ρ粶y物體實(shí)現(xiàn)質(zhì)量和質(zhì)心的不間斷測量的測量單元。
[0006]本發(fā)明中所述支撐腿為六個，分別設(shè)置在六個支撐腿上的升降器以均布的六點(diǎn)支撐方式支撐在秤盤下方，分別設(shè)置在六個支撐腿上的定位銷的上端分別穿裝在設(shè)置在秤盤周邊相應(yīng)位置處的定位銷孔中；分別設(shè)置在六個支撐腿上的稱重傳感器以其中間隔設(shè)置的三個稱重傳感器和相應(yīng)的間隔設(shè)置在秤盤底面周邊的三個稱重頂尖以及配套的稱重?cái)?shù)據(jù)采集儀表、用于控制和數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)構(gòu)成一個獨(dú)立的測量單元。[0007]本發(fā)明中所述升降器采用液壓或者螺旋副來實(shí)現(xiàn)。
[0008]本發(fā)明環(huán)繞秤盤底面周邊以均布的方式設(shè)置有與稱重傳感器數(shù)量相同、位置相對應(yīng)的六為長度可調(diào)的伸縮式結(jié)構(gòu)的稱重頂尖，且所述的稱重頂尖通過螺紋連接的方式旋裝在秤盤底面周邊。
[0009]本發(fā)明技術(shù)方案的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩個方面:
一，測量系統(tǒng)設(shè)置了多組測量單元，它們之間數(shù)據(jù)共享，相互作為備用單元形成冗余，多個測量單元又可以形成交叉冗余，大大提高了測量系統(tǒng)的可靠性，能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測和不間斷的測量工作；每個測量單元都可以完成測量工作。測量系統(tǒng)配置多組測量單元，測量單元之間數(shù)據(jù)共享，一個測量單元損壞，另一個測量單元可以立即啟用，繼承共享的測量數(shù)據(jù)，繼續(xù)進(jìn)行測量工作。測量單元之間還可以形成交叉冗余，情況需要，多組測量單元可以拼搭出一組無故障的測量單元，大大提高系統(tǒng)的可靠性，能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)測和不間斷的測量。為了便于說明，示意圖中畫出兩組測量單元。
[0010]二，測量系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)布置合理，測量操作方便，整體穩(wěn)定性好，秤盤與稱重傳感器相對位置穩(wěn)定，測量精度能夠得到保證。具體講，測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)有六個升降器，在不測量或者放置被測物體時，六個升降器頂起秤盤，對秤盤形成六點(diǎn)支撐，結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，定位銷穿過秤盤和支撐腿上的定位銷孔，保證秤盤相對稱重傳感器的位置不變，提高測量精度和準(zhǔn)確性。測量時，調(diào)整升降器，使得秤盤下的稱重頂尖壓在稱重傳感器上，拔出定位銷，即可測量，稱重?cái)?shù)據(jù)采集儀表采集到稱重傳感器上的壓力值，根據(jù)靜力學(xué)原理，由計(jì)算機(jī)計(jì)算出被測物體的質(zhì)量及質(zhì)心；測量中一組測量單元出現(xiàn)故障，可立即啟用備用的測量單元，實(shí)現(xiàn)在線檢測和不間斷的測量工作，整個過程操作便捷。稱重頂尖與秤盤螺紋連接，通過改變旋入長度調(diào)整稱重頂尖到稱重傳感器的距離，距離最近的單元為當(dāng)時測量所將采用的測量單元。升降器是一種能升高或者降低秤盤的升降結(jié)構(gòu)，可以采用液壓或者螺旋副等方式實(shí)現(xiàn)。
[0011]本發(fā)明的工作原理以及有益效果如下:
由于本發(fā)明的機(jī)械部件和測控部分存在冗余，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性，測量系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)布置合理，保證了整體的穩(wěn)定性和測量精度，十分適用于要求實(shí)現(xiàn)在線檢測和對被測物體不間斷測量的場合。與上述現(xiàn)有技術(shù)相比，采用配置多組測量單元的方法，測量結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度性能優(yōu)異，使得測量系統(tǒng)的精度更易保證，冗余功能使得測量系統(tǒng)故障率更低，極大程度上避免了因故障造成測量中斷的現(xiàn)象，能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測，對被測物體不間斷的測量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為圖1的俯視圖。
[0014]圖1、圖2中序號:1.被測物體，2.秤盤，3.稱重頂尖，4.稱重傳感器，5.支撐腿，6.定位銷，7.升降器。
[0015]圖3為本發(fā)明的測控方案示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0016]本發(fā)明以下將結(jié)合實(shí)施例(附圖)作進(jìn)一步描述:
如圖1、2所示，本發(fā)明的具有冗余功能的質(zhì)量質(zhì)心測量系統(tǒng)包括機(jī)械和測控兩個部分，所述機(jī)械部分包括秤盤(2)，環(huán)繞秤盤周邊以均布的方式支撐在秤盤下方的六個支撐腿
(5)，且在每個支撐腿(5)上分別設(shè)置有與秤盤(2)底面相應(yīng)位置處設(shè)置的稱重頂尖(3)相配合的稱重傳感器(4)、用于秤盤(2)定位的定位銷(6)、以及用于調(diào)節(jié)秤盤(2)高度的升降器(7);所述的測控部由若干獨(dú)立的測量單元構(gòu)成，各測量單元之間數(shù)據(jù)共享，相互作為備用單元形成冗余，又可以形成交叉冗余，一個測量單元發(fā)生故障，備用單元可立即啟動，備用測量單元的數(shù)目根據(jù)實(shí)際情況具體設(shè)計(jì)；每個測量單元包括三個沿圓周均勻分布的稱重頂尖(3)、稱重傳感器(4)和配套的稱重?cái)?shù)據(jù)采集儀表、用于控制和數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)，形成多組獨(dú)立的能夠?qū)Ρ粶y物體(I)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量和質(zhì)心的不間斷測量的測量單元。
[0017]本發(fā)明中分別設(shè)置在六個支撐腿上的升降器(7)以均布的六點(diǎn)支撐方式支撐在秤盤(2)下方，分別設(shè)置在六個支撐腿上的定位銷(6)的上端分別穿裝在設(shè)置在秤盤(2)周邊相應(yīng)位置處的定位銷孔中；分別設(shè)置在六個支撐腿上的稱重傳感器(4)以其中間隔設(shè)置的三個稱重傳感器(4)和相應(yīng)的間隔設(shè)置在秤盤底面周邊的三個稱重頂尖(3)以及配套的稱重?cái)?shù)據(jù)采集儀表、用于控制和數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)構(gòu)成一個獨(dú)立的測量單元；所述升降器采用液壓或者螺旋副來實(shí)現(xiàn)。
[0018]本發(fā)明環(huán)繞秤盤底面周邊以均布的方式設(shè)置有與稱重傳感器(4)數(shù)量相同、位置相對應(yīng)的六為長度可調(diào)的伸縮式結(jié)構(gòu)的稱重頂尖(3)，且所述的稱重頂尖通過螺紋連接的方式旋裝在秤盤底面周邊。
[0019]測量時，調(diào)整升降器(7)，使秤盤(2)下降，其下面的三個稱重頂尖(3)壓在沿著圓周均勻分布的稱重傳感器(4)上，拔出定位銷(6)，由圖3示意，稱重?cái)?shù)據(jù)儀表采集稱重傳感器(4)的壓力數(shù)據(jù)，按照靜力學(xué)原理，由計(jì)算機(jī)算出被測物體(I)的質(zhì)量和質(zhì)心。當(dāng)測量單元I出現(xiàn)故障時，立即啟用測量單元2，調(diào)整測量單元2稱重頂尖(3)的長度，使其壓在對應(yīng)稱重傳感器(4)上，測量單元2通過共享繼承測量單元I測取的數(shù)據(jù)，繼續(xù)進(jìn)行測量工作。
【權(quán)利要求】
1.一種具有冗余功能的質(zhì)量質(zhì)心測量系統(tǒng)，其特征在于:所述質(zhì)量質(zhì)心測量系統(tǒng)包括機(jī)械和測控兩個部分，所述機(jī)械部分包括秤盤(2)，環(huán)繞秤盤周邊以均布的方式支撐在秤盤下方的若干個支撐腿(5 )，且在每個支撐腿(5 )上分別設(shè)置有與秤盤(2 )底面相應(yīng)位置處設(shè)置的稱重頂尖(3)相配合的稱重傳感器(4)、用于秤盤(2)定位的定位銷(6)、以及用于調(diào)節(jié)秤盤(2)高度的升降器(7);所述的測控部由若干獨(dú)立的測量單元構(gòu)成，各測量單元之間數(shù)據(jù)共享，相互作為備用單元形成冗余；每個測量單元包括三個沿圓周均勻分布的稱重頂尖(3)、稱重傳感器(4)和配套的稱重?cái)?shù)據(jù)采集儀表、用于控制和數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)，形成多組獨(dú)立的能夠?qū)Ρ粶y物體(1)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量和質(zhì)心的不間斷測量的測量單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有冗余功能的質(zhì)量質(zhì)心測量系統(tǒng)，其特征在于:所述支撐腿(5)為六個，分別設(shè)置在六個支撐腿上的升降器(7)以均布的六點(diǎn)支撐方式支撐在秤盤(2)下方，分別設(shè)置在六個支撐腿上的定位銷(6)的上端分別穿裝在設(shè)置在秤盤(2)周邊相應(yīng)位置處的定位銷孔中；分別設(shè)置在六個支撐腿上的稱重傳感器(4)以其中間隔設(shè)置的三個稱重傳感器(4)和相應(yīng)的間隔設(shè)置在秤盤底面周邊的三個稱重頂尖(3)以及配套的稱重?cái)?shù)據(jù)采集儀表、用于控制和數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)構(gòu)成一個獨(dú)立的測量單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有冗余功能的質(zhì)量質(zhì)心測量系統(tǒng)，其特征在于:環(huán)繞秤盤底面周邊以均布的方式設(shè)置有與稱重傳感器(4)數(shù)量相同、位置相對應(yīng)的六為長度可調(diào)的伸縮式結(jié)構(gòu)的稱重頂尖(3)，且所述的稱重頂尖通過螺紋連接的方式旋裝在秤盤底面周邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有冗余功能的質(zhì)量質(zhì)心測量系統(tǒng)，其特征在于:所述升降器(7)采用液壓或者螺旋副來`實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號】G01D21/02GK103604469SQ201310650098
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】盧志輝, 孫志楊, 薄悅, 武藝泳, 游廣飛, 陳超, 楊洪濤, 喬永強(qiáng) 申請人:鄭州機(jī)械研究所