【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空航天测力试验动力测量，具体为一种三分量微小载荷天平校准装置及方法。
技术介绍
1、风洞是进行空气动力学研究与飞行器研制的最基本的实验设备。测力风洞试验是风洞实验中最基本的试验项目，而风洞天平是测力风洞实验中最重要的测量装置，直接用于测量作用在飞行器等的缩比模型上的空气动力载荷的大小、方向与作用点。风洞天平完成设计、加工、应变计粘贴、组成惠斯顿电桥等工序后，需要通过天平校准系统测量出天平各分量输出电压变化量与校准载荷的关系公式，即风洞天平公式。但对于量程在10mn以内的微小载荷天平的天平校准，采用现有天平校准技术会存在天平量程过小无法实现加载，校准系统自身不确定度过大影响微小载荷天平的校准结果等弊端。
技术实现思路
1、为解决量程在10mn以内的微小载荷天平量程过小无法实现加载、校准系统自身不确定度过大影响微小载荷天平的校准结果的问题，本申请提供一种三分量微小载荷天平校准装置及方法。
2、本申请采用的技术方案一：
3、一种三分量微小载荷天平校准装置，包括滑轮，气浮轴承，轴套，转轴，滑轮座，激振器，激光定位源，加载头，球形加载点，尼龙绳，校准支杆，三分量微小载荷天平，六自由度调整机构；
4、所述三分量微小载荷天平的上端与所述六自由度调整机构建立连接；三分量微小载荷天平的下端与所述校准支杆的一端固连、校准支杆的另一端设置有加载头；所述滑轮布置在加载头四周，加载头与所述滑轮通过所述尼龙绳相连；
5、所述滑轮座包括支臂和底座；
6、所述滑轮转动安装在滑轮座上，激光定位源安装在滑轮座支座的侧壁上，激光定位源的光源投射到加载头上。
7、进一步的，所述滑轮通过气浮轴承与转轴建立连接，气浮轴承通过轴套封装在滑轮内，转轴两端与滑轮座的支臂连接。
8、进一步的，所述滑轮的外径与气浮轴承中径存在如下关系：
9、；
10、其中， d为气浮轴承中径， d为滑轮外径， f为气浮轴承摩擦系数，为摩擦影响系数。
11、进一步的，所述加载头设计成“日”字型结构，所述球形加载点为6个，“日”字型结构左右两侧各设置两个球形加载点，上下各设置一个球形加载点；球形加载点开设中心孔，中心孔的孔径与尼龙绳绳径一致；所述球形加载点与滑轮通过尼龙绳相连。
12、进一步的，所述滑轮座的底座支座上设置有激振器。
13、本申请采用的技术方案二：
14、一种三分量微小载荷天平校准方法，采用技术方案一所述的三分量微小载荷天平校准装置完成，包含以下步骤：
15、步骤一、将加载头安装在校准支杆上，将校准支杆安装在三分量微小载荷天平上，将加载头、校准支杆和三分量微小载荷天平连接好后整体安装在六自由度复位机构上；
16、步骤二、将激光定位源打开，通过调节六自由度复位机构，保证加载头上的特征点与激光光点重合；
17、步骤三、将尼龙绳与球形加载点连接；
18、步骤四、重新调节六自由度复位机构，保证特征点与激光光点完全重合，关闭激光定位源，完成加载头初始定位；
19、步骤五、按照校准加载表进行三分量微小载荷天平校准，在完成每点砝码加载后，打开激振器，激振器工作时长不少于5秒，激振器停止振动再进行天平输出的采集工作。
20、本申请具有如下有益效果：
21、1.本申请可以实现量程在10mn以内的微小载荷天平的天平校准，解决微小载荷天平量程过小无法实现加载、校准系统自身不确定度过大影响微小载荷天平的校准结果等弊端；
22、2.通过滑轮安装座上安装激振器产生高频振动，进一步减少滑轮摩擦，通过加载重复性发现，采用激振器可以减少滑轮摩擦力40%以上；
23、3.通过激光特征点进行初始定位，实现微小载荷天平的初始定位。
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1.一种三分量微小载荷天平校准装置，其特征在于：包括滑轮（1），气浮轴承（11），轴套（12），转轴（13），滑轮座（14），激振器（15），激光定位源（2），加载头（3），球形加载点（31），尼龙绳（32），校准支杆（4），三分量微小载荷天平（5），六自由度调整机构（6）；
2.根据权利要求1所述的三分量微小载荷天平校准装置，其特征在于：所述滑轮（1）通过气浮轴承（11）与转轴（13）建立连接，气浮轴承（11）通过轴套（12）封装在滑轮内，转轴（13）两端与滑轮座（14）的支臂连接。
3.根据权利要求2所述的三分量微小载荷天平校准装置，其特征在于：所述滑轮（1）的外径与气浮轴承（11）中径存在如下关系：
4.根据权利要求2所述的三分量微小载荷天平校准装置，其特征在于：所述加载头（3）设计成“日”字型结构，所述球形加载点（31）为6个，“日”字型结构左右两侧各设置两个球形加载点（31），上下各设置一个球形加载点（31）；球形加载点（31）开设中心孔，中心孔的孔径与尼龙绳（32）绳径一致；所述球形加载点（31）与滑轮（1）通过尼龙绳（32）相连。
5.根据权利要求4所述的三分量微小载荷天平校准装置，其特征在于：所述滑轮座（14）的底座支座上设置有激振器（15）。
6.一种三分量微小载荷天平校准方法，其特征在于：采用权利要求5所述的三分量微小载荷天平校准装置完成，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种三分量微小载荷天平校准装置，其特征在于：包括滑轮（1），气浮轴承（11），轴套（12），转轴（13），滑轮座（14），激振器（15），激光定位源（2），加载头（3），球形加载点（31），尼龙绳（32），校准支杆（4），三分量微小载荷天平（5），六自由度调整机构（6）；
2.根据权利要求1所述的三分量微小载荷天平校准装置，其特征在于：所述滑轮（1）通过气浮轴承（11）与转轴（13）建立连接，气浮轴承（11）通过轴套（12）封装在滑轮内，转轴（13）两端与滑轮座（14）的支臂连接。
3.根据权利要求2所述的三分量微小载荷天平校准装置，其特征在于：所述滑轮（1）的外径与气浮轴承（11）中径存在...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，郭举光，张傲男，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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