一种小型导弹空间质心测量系统和方法与流程

本发明属于无人机地面指挥控制，更具体地，涉及一种小型导弹空间质心测量系统和方法。

背景技术：

1、近年来，随着我国更高、精、尖的航空飞行设备孕育而生，在航天飞行器的更高飞行速度的背景下和飞行姿态更加精准控制前提下，对航天飞行器的平面质心及纵向质心测量有了更高的要求。为保证飞行器能够达到设计目标，必须对每一环节进行严格把控。其中就包含质量特性参数的测量。飞行器的质量、质心的精确测量是实现飞行器控制精准的前提，主要原因如下：

2、(1)质量直接决定着飞行器所受到的重力。在大气层下飞行的飞行器主要受发动机推力、空气阻力和自身重力的影响，质量测量不准确将会直接影响飞行器的受力分析，进而使得对飞行器动力学建模产生一定影响。

3、(2)质心影响与飞行器轨迹相关坐标系的建立。在描述飞行器运动的标量方程时，需要定义一些坐标系，比如弹道坐标系、弹体坐标系、速度坐标系等，这些坐标系一般都选取飞行器的质心作为原点。质心位置的偏差会导致坐标系位置产生偏差，因此建立的运动学和动力学标量方程就会不准确，最终会影响飞行器的飞行轨迹。

4、(3)对于小型导弹设计阶段而言，需要频繁的对导弹弹体进行空载或满载状态下的质心质量测量，从而根据反馈的数据，进行结构设计的调整，若质心质量测量环节操作复杂或测量结果不可靠，不仅耗费大量的人力物力，可能还会导致设计失败。

5、但现有的小型导弹的质心测量系统基本沿用大型航空器质心质量测量系统，未专门针对小型弹体质量质心的高效快速测量进行设计；在测量系统设计之初，未考虑不同规格尺寸的小型弹体装夹问题，从而测量设备不具备普适性；结构设计方面，未设计精确的定位参考，导致在测量系统坐标系和被测物体坐标系的算法转换上，复杂且没有明显参考。因此，需要一种能快速准确的测量该类型产品的质心质量的测量系统，且需要操作简单快捷、使用方便。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种小型导弹空间质心测量系统，解决现有的小型导弹的质心测量系统基本沿用大型航空器质心质量测量系统，未专门针对小型弹体质量质心的高效快速测量进行设计的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种小型导弹空间质心测量系统，包括：

3、支架，所述支架顶部设置有下支撑板，所述下支撑板的上端面呈矩形分布有四个测力传感器；

4、上工作板，所述上工作板的下端面与四个所述测力传感器连接；

5、两个升降模块，两个所述升降模块分别位于所述上工作板的上端面的两端，两个所述升降模块的中线的投影与四个所述测力传感器构成的矩形的中线重合；

6、前滑动连杆和后旋转连杆，所述前滑动连杆和所述后旋转连杆分别设置在两个所述升降模块上，所述前滑动连杆和所述后旋转连杆之间设置有导发连接定位架，所述导发连接定位架上设置有与导弹连接的连接销孔，所述导发连接定位架、所述前滑动连杆和所述后旋转连杆位于四个所述测力传感器构成的矩形的中线上；

7、处理单元，所述处理单元与所述升降模块和所述测力传感器电连接。

8、可选地，所述下支撑板上设置有限位螺栓，所述限位螺栓的螺纹端间隙的穿过所述上工作板外露，所述外露端设置有螺母，所述螺母与所述上工作板间隙连接，用于限制所述上工作板脱出。

9、可选地，所述上工作板上还设置有水平仪或角度传感器。

10、可选地，所述测力传感器的探测端设置有球头或半球头，所述上工作板上设置有弧形凹槽。

11、可选地，所述前滑动连杆包括杆体和滑槽，所述杆体径向滑动连接在所述滑槽内，所述滑槽上设置有第一刻度尺。

12、可选地，所述导发连接定位架上设置有多个连接销孔，多个所述连接销孔处设置有第二刻度尺。

13、可选地，所述支架的下端设置有万向轮和调平螺栓。

14、可选地，所述上工作板呈长方形，所述导发连接定位架位于所述上工作板的长度方向的轴线上。

15、本发明还提供一种小型导弹空间质心测量方法，包括：

16、利用上述的小型导弹空间质心测量系统；

17、调节上工作板水平；

18、连接导弹和导发连接定位架，调节升降模块使导弹水平于上工作板的上方；

19、根据四个测力传感器的受力测算导弹的水平状态的横向质心；

20、调节任一所述升降模块使导弹倾斜；

21、根据四个测力传感器的受力测算导弹的倾斜状态的纵向质心；

22、根据水平质心和纵向质心计算空间质心。

23、可选地，所述连接销孔设置有多个，多个所述连接销孔分别对应不同补偿值。

24、本发明提供一种小型导弹空间质心测量系统，其有益效果在于：

25、1、该小型导弹空间质心测量系统一次装夹便可完成测量，在导弹水平状态根据四个测力传感器的测量数值计算出导弹的横向质心；之后倾斜导弹得到导弹的纵向质心，进而结合横向质心和纵向质心得到立体的空间质心，操作简单，使用便捷。

26、2、该小型导弹空间质心测量系统通过多个连接销孔适配不同型号的导弹，可进行多种尺寸小型导弹的空间质心测量，在保证测量结果的准确性的前提下，大大提高测量设备的通用性。

27、3、该小型导弹空间质心测量系统专门设计的前滑动连杆和后转动连杆相结合的结构，在质心测量过程中，待导弹倾斜后，仅需要读取前滑动连杆的位移变化量，并将其输入测量程序，即可完成该处系统误差消除，简单高效，且保证测量结果的高精度。

28、4、该小型导弹空间质心测量系统的测力传感器的球头或半球头与上工作板连接的弧形凹槽相配合，不仅可保证测力传感器的压头的受力均匀，且可很好的消除侧向载荷对测量精度的影响。

29、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种小型导弹权空间质利心测量系要统，其求特征在于书，包括：

2.根据权利要求1所述的小型导弹空间质心测量系统，其特征在于，所述下支撑板上设置有限位螺栓，所述限位螺栓的螺纹端间隙的穿过所述上工作板外露，所述外露端设置有螺母，所述螺母与所述上工作板间隙连接，用于限制所述上工作板脱出。

3.根据权利要求1所述的小型导弹空间质心测量系统，其特征在于，所述上工作板上还设置有水平仪或角度传感器。

4.根据权利要求1所述的小型导弹空间质心测量系统，其特征在于，所述测力传感器的探测端设置有球头或半球头，所述上工作板上设置有弧形凹槽。

5.根据权利要求1所述的小型导弹空间质心测量系统，其特征在于，所述前滑动连杆包括杆体和滑槽，所述杆体径向滑动连接在所述滑槽内，所述滑槽上设置有第一刻度尺。

6.根据权利要求1所述的小型导弹空间质心测量系统，其特征在于，所述导发连接定位架上设置有多个连接销孔，多个所述连接销孔处设置有第二刻度尺。

7.根据权利要求1所述的小型导弹空间质心测量系统，其特征在于，所述支架的下端设置有万向轮和调平螺栓。

8.根据权利要求1所述的小型导弹空间质心测量系统，其特征在于，所述上工作板呈长方形，所述导发连接定位架位于所述上工作板的长度方向的轴线上。

9.一种小型导弹空间质心测量方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的小型导弹空间质心测量方法，其特征在于，所述连接销孔设置有多个，多个所述连接销孔分别对应不同补偿值。

技术总结
本发明公开了一种小型导弹空间质心测量系统和方法，该系统包括：架顶部设置有下支撑板，下支撑板的上端面呈矩形分布有四个测力传感器，上工作板，上工作板的下端面与四个测力传感器连接，两个升降模块分别位于上工作板的上端面的两端，前滑动连杆和后旋转连杆分别设置在两个升降模块上，前滑动连杆和后旋转连杆之间设置有导发连接定位架，导发连接定位架上设置有与导弹连接的连接销孔，该小型导弹空间质心测量系统一次装夹便可完成测量，在导弹水平状态根据四个测力传感器的测量数值计算出导弹的横向质心；之后倾斜导弹得到导弹的纵向质心，进而结合横向质心和纵向质心得到立体的空间质心，操作简单，使用便捷。

技术研发人员：姜超,常文博,李贝,耿晓柯,杨金鹏
受保护的技术使用者：中国航天空气动力技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7