多自由度天平校準裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于天平校準技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多自由度天平校準裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在航空飛行器的研制過程中，風洞實驗是研究飛行器氣動特性的常用方法之一。飛行器設(shè)計要求的提高對風洞實驗測量精度提出了更高的要求。天平作為風洞實驗中主要的測量部件，對其精度的要求越來越高。在風洞實驗前對測量天平進行校準是實驗成功的必要步驟。
[0003]專利號CN203587316U，公開日2014年5月7日，實用新型專利名稱為一種具有六自由度調(diào)整的天平校準臺，該申請公開了一種具有六自由度調(diào)整的天平校準臺，該校準臺采用激光位移計測量線位移和角位移，通過調(diào)整六聯(lián)桿機構(gòu)中的電動缸的不同伸縮量使加載頭回到初始位置。該實用新型適合進行大載荷天平的校準工作。然而，其不足之處是，裝置結(jié)構(gòu)復雜，制作成本高，不適合進行小量程天平的校準。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型提供一種多自由度天平校準裝置，可有效解決上述問題。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本實用新型提供一種多自由度天平校準裝置，包括:底座(I)、撐桿(2)、連接件
(3)、校準力臂(4)和力引導裝置(5);
[0007]其中，所述連接件(3)包括第I連接件(3A)和第2連接件(3B);所述校準力臂(4)包括X軸向校準力臂(4A)和Y軸向校準力臂(4B);所述力引導裝置(5)包括8個力引導裝置，分別為第I力引導裝置(5A)、第2力引導裝置(5B)、第3力引導裝置(5C)、第4力引導裝置(5D)、第5力引導裝置(5E)、第6力引導裝置(5F)、第7力引導裝置(5G)和第8力引導裝置(5H);
[0008]所述X軸向校準力臂(4A)和所述Y軸向校準力臂(4B)通過槽定位實現(xiàn)“十”字形對稱連接;在所述X軸向校準力臂(4A)和所述Y軸向校準力臂(4B)的交叉位置底端按自上而下順序，依次同軸垂直固定安裝所述第2連接件(3B)、被校準天平、所述第I連接件(3A)和所述撐桿(2)，并且，所述撐桿(2)的底端固定安裝到所述底座(I);
[0009]所述X軸向校準力臂(4A)的左右兩端面中心位置分別開有沿X向水平設(shè)置的第I螺紋孔和第2螺紋孔;所述X軸向校準力臂(4A)的前端面開有沿Y向水平設(shè)置且左右對稱的第3螺紋孔和第4螺紋孔;所述X軸向校準力臂(4A)的底端面開有垂直向且左右對稱的第5螺紋孔和第6螺紋孔；
[0010]所述Y軸向校準力臂(4B)的左右兩端面中心位置分別開有沿Y向水平設(shè)置的第7螺紋孔和第8螺紋孔;所述Y軸向校準力臂(4B)的底端面開有垂直向且左右對稱的第9螺紋孔和第10螺紋孔;所述Y軸向校準力臂(4B)的頂端面中心開有垂直向的第11螺紋孔；
[0011]另外，所述第I螺紋孔、所述第2螺紋孔、所述第3螺紋孔、所述第4螺紋孔、所述第5螺紋孔、所述第6螺紋孔、所述第7螺紋孔、所述第8螺紋孔、所述第9螺紋孔、所述第10螺紋孔和所述第11螺紋孔中分別安裝有帶通孔的第I螺栓、第2螺栓(4.2)、第3螺栓(4.3)、第4螺栓
(4.4)、第5螺栓(4.5)、第6螺栓(4.6)、第7螺栓(4.7)、第8螺栓、第9螺栓(4.9)、第10螺栓
(4.10)和第11螺栓(4.11);各個螺栓的通孔分別穿過一條與螺栓栓接的細線；
[0012]所述第I力引導裝置(5A)、所述第2力引導裝置(5B)、所述第3力引導裝置(5C)、所述第4力引導裝置(5D)、所述第5力引導裝置(5E)、所述第6力引導裝置(5F)、所述第7力引導裝置(5G)和所述第8力引導裝置(5H)均包括固定安裝于底座(I)的滑輪支架(7)以及豎直設(shè)置于所述滑輪支架(7)的滑輪(8);并且，所述第I力引導裝置(5A)、所述第2力引導裝置(5B)、所述第3力引導裝置(5C)、所述第4力引導裝置(5D)、所述第5力引導裝置(5E)、所述第6力引導裝置(5F)分別設(shè)置于所述第I螺栓、所述第2螺栓(4.2)、所述第3螺栓(4.3)、所述第4螺栓(4.4)、所述第7螺栓(4.7)和所述第8螺栓的外側(cè)，并且，力引導裝置中滑輪的上沿切線與對應(yīng)螺栓的軸線重合，從螺栓通孔引出的細線繞過對應(yīng)滑輪后，在細線的末端掛載砝碼，用于實現(xiàn)對校準力臂施加水平方向的拉力；
[0013]所述第7力引導裝置(5G)的滑輪設(shè)置于所述第11螺栓(4.11)的上方，所述第7力引導裝置(5G)的滑輪的豎直方向切線與第11螺栓(4.11)中心孔的軸線重合;所述第8力引導裝置(5H)固定于所述底座(I)，并且，所述第8力引導裝置(5H)的滑輪與所述第7力引導裝置(5G)的滑輪的上沿切線共線;從第11螺栓(4.11)通孔引出的細線繞過第7力引導裝置(5G)的滑輪后，再繼續(xù)繞過第8力引導裝置(5H)的滑輪，最后，在細線的末端掛載砝碼，用于實現(xiàn)對校準力臂施加垂直方向的拉力。
[0014]優(yōu)選的，所述被校準天平的上端面開設(shè)有呈正三角形分布的三個螺紋孔，在該三個螺紋孔中，標注出X軸向的指定螺紋孔;所述被校準天平的下端面開設(shè)有呈正三角形分布的三個螺紋孔；
[0015]根據(jù)被校準天平的螺紋孔設(shè)計所述第2連接件(3B)、所述第I連接件(3A)和所述X軸向校準力臂(4A)的螺紋孔布置方式，進而保證所述X軸向校準力臂(4A)與被校準天平的X
軸向重合。
[0016]優(yōu)選的，所述第I連接件(3A)為圓柱形構(gòu)件，并且沿軸線開有四個相互平行的通孔，其中一個通過位于圓心，用于與所述撐桿(2)的頂端通過螺栓連接；另外三個通孔呈正三角形分布，與被校準天平下端面設(shè)置的三個螺紋孔的布置方式相同，用于與被校準天平下端面通過螺栓連接；
[0017]所述第2連接件(3B)為圓柱形構(gòu)件，并且沿軸線開有六個相互平行的通孔，且沿周向均勻分布，其中三個相互間隔的通孔與被校準天平上端面設(shè)置的三個螺紋孔的布置方式相同，用于與被校準天平上端面通過螺栓連接;其它三個相互間隔的通孔用于與X軸向校準力臂(4A)通過螺栓連接。
[0018]優(yōu)選的，所述X軸向校準力臂(4A)和所述Y軸向校準力臂(4B)均在中間部位開槽，并且，所述X軸向校準力臂(4A)開設(shè)有上凹槽，所述Y軸向校準力臂(4B)開設(shè)有下凹槽;所述Y軸向校準力臂(4B)的下凹槽扣合到所述X軸向校準力臂(4A)的上凹槽中。
[0019]優(yōu)選的，所述X軸向校準力臂(4A)和所述Y軸向校準力臂(4B)均為等尺寸的直四棱柱形;所述上凹槽和所述下凹槽的深度為校準力臂高度的二分之一。
[0020]本實用新型提供的多自由度天平校準裝置具有以下優(yōu)點:
[0021]本實用新型能夠精確的進行適用于風洞實驗的多自由度天平的校準工作，并且，還具有結(jié)構(gòu)簡單、易于操作以及適用性強的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型提供的多自由度天平校準裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實用新型提供的多自由度天平校準裝置的裝配爆炸圖A;
[0024]圖3為本實用新型提供的多自由度天平校準裝置的裝配爆炸圖B。
【具體實施方式】
[0025]為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0026]如圖1所示，本實用新型提供一種多自由度天平校準裝置，包括:底座1、撐桿2、連接件3、校準力臂4和力引導裝置5;本實用新型可以完成對六自由度天平的校準。
[0027]其中，連接件3包括第I連接件3A和第2連接件3B;校準力臂4包括X軸向校準力臂4A和Y軸向校準力臂4B;力引導裝置5包括8個力引導裝置，分別為第I力引導裝置5A、第2力引導裝置5B、第3力引導裝置5C、第4力引導裝置5D、第5力引導裝置5E、第6力引導裝置5F、第7力引導裝置5G和第8力引導裝置5H;
[0028]X軸向校準力臂4A和Y軸向校準力臂4B通過槽定位實現(xiàn)“十”字形對稱連接；具體的，參考圖2和圖3可以看出，X軸向校準力臂4A和Y軸向校準力臂4B均在中間部位開槽，并且，X軸向校準力臂4A開設(shè)有上凹槽，Y軸向校準力臂4B開設(shè)有下凹槽;Y軸向校準力臂4B的下凹槽扣合到X軸向校準力臂4A的上凹槽中，從而實現(xiàn)X軸向校準力臂4A和Y軸向校準力臂4B實現(xiàn)“十”字形對稱連接。更進一步的，X軸向校準力臂4A和Y軸向校準力臂4B均為等尺寸的直四棱柱形;上凹槽和下凹槽的深度為校準力臂高度的二分之一。
[0029]在X軸向校準力臂4A和Y軸向校準力臂4B的交叉位置底端按自上而下順序，依次同軸垂直固定安裝第2連接件3B、被校準天平6、第I連接件3A和撐桿2，并且，撐桿2的底端固定安裝到底座I;實際應(yīng)用中，被校準天平6的上端面開設(shè)有呈正三角形分布的三個螺紋孔，在該三個螺紋孔中，標注出X軸向的指定螺紋孔;被校準天平的下端面開設(shè)有呈正三角形分布的三個螺紋孔;根據(jù)被校準天平的螺紋孔設(shè)計第2連接件3B、第I連接件3A和X軸向校準力臂4A的螺紋孔布置方式，進而保證X軸向校準力臂4A與被校準天平的X軸向重合。參考圖2和圖3，坐標系的設(shè)置方式為:X正方向為天平圓心與X軸向定位孔連線的方向，Y軸正方向與X軸方向位于同一水平面且相互垂直，Z軸方向為豎直向上，整個坐標系符合右手定則。
[0030]具體的，第I連接件3A為圓柱形構(gòu)件，并且沿軸線開有四個相互平行的通孔，其中一個通過位于圓心，用于與撐桿2的頂端通過螺栓連接；另外三個通孔呈正三角形分布，與被校準天平下端面設(shè)置的三個螺紋孔的布置方式相同，用于與被校準天平下端面通過螺栓連接;第2連接件3B為圓柱形構(gòu)件，并且沿軸線開有六個相互平行的通孔，且沿周向均勻分布，其中三個相互間隔的通孔與被校準天平上端面設(shè)置的三個螺紋孔的布置方式相同，用于與被校準天平上端面通過螺栓連接;其它三個相互間隔的通孔用于與X軸向校準力臂4A通過螺栓連接。通過螺紋孔的上述布置方式，可保證X軸向校準力臂4A與被校準天平的X軸向重合。
[0031]X軸向校準力臂4A的左右兩端面中心位置分別開有沿X向水平設(shè)置的第I螺紋孔和第2螺紋孔;X軸向校準力臂4A的前端面開有沿Y向水平設(shè)置且左右對稱的第3螺紋孔和第4螺紋孔;X軸向校準力臂4A的底端面開有垂直向且左右對稱的第5螺紋孔和第6螺紋孔；
[0032]Y軸向校準力臂4B的左右兩端面中心位置分別開有沿Y向水平設(shè)置的第7螺紋孔和第8螺紋孔;Y軸向校準力臂4B的底端面開有垂直向且左右對稱的第9螺紋孔和第10螺紋孔；Y軸向校準力臂4B的頂端面中心開有垂直向的第11螺紋孔；
[0033]另外，第I螺紋孔、第2螺紋孔、第3螺紋孔、第4螺紋孔、第5螺紋孔、第6螺紋孔、第7螺紋孔、第8螺紋孔、第9螺紋孔、第10螺紋孔和第11螺紋孔中分別安裝有帶通孔的第I螺栓、第2螺栓4.2、第3螺栓4.3、第4螺栓4.4、第5螺栓4.5、第6螺栓4.6、第7螺