技术领域
[0001] 本
发明属于测试装置技术领域，具体涉及一种对各类大型卫星、飞船飞机、火箭
发动机等及其零部件的质量质心转动惯量测试的综合测试台。
背景技术
[0002] 质量特性是物体与质量有关的一系列
力学特性参数。质量特性包括质量、质心
位置、相对于给定
坐标系的惯性矩和惯性积，这些参数是描述产品力学特性的基本固有特性参数。在
航天器的研制中，需要通过试验来确定这些参数，并根据设计要求对这些参数进行必要的调整。
[0003] 常用的测试方法是，被测产品安装在转盘上通过
水平、倾斜及转动盘旋转三种运动方式，完成在测试过程中所需要的X、Y、Z三个方向上的
姿态转换，并将测量数值经过计算机计算获得出三个方向的质心及转动惯量。
[0004] 现有的测试质量质心转动惯量的设备存在有很多技术问题，比如，有的测试设备不能实现大吨位产品的测试，存在局限性；有的测试设备不能实现全自动操作，在测试大型卫星、飞船飞机、
火箭发动机等大吨位的产品时，人工操作是很费人力的，给测试带来很大的不便；有的测试设备因为设计不合理，测量的
精度不高，等等，这些技术问题都有待改进。
发明内容
[0005] 为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种对各类大型卫星、飞船飞机、火箭发动机等及其零部件的质量质心转动惯量测试的，能够实现承载能力大、高精度、高稳定的综合测试台。
[0006] 本发明的技术方案是：大吨位质量质心转动惯量综合测试台，包括下台板，所述下台板上设有气浮旋转系统、升降系统及倾斜辅助组件，所述气浮旋转系统与升降系统分别设于下台板的前后两端，所述倾斜辅助组件设于气浮旋转系统和升降系统之间，所述倾斜辅助组件可向前朝升降系统的方向和向后朝气浮旋转系统的方向转动，所述下台板的上方设有上台板，所述气浮旋转系统包括气浮盘、
主轴、双极减速装置、二级行星减速装置以及伺服
电机一，所述气浮盘设于上台板上的中心位置，所述主轴的上端依次贯穿上台板、气浮盘的中心，所述主轴的下端与双极减速装置连接，所述双极减速装置与二级行星减速装置连接，所述二级行星减速装置由
伺服电机一驱动，所述主轴的下端设有旋转
编码器，[0007] 所述升降系统包括两个分别设于下台板左右两端的升降机和驱动两个升降机同步升降的双向驱动装置，所述升降机的升降
丝杆上端设有升降机连接座，所述升降机连接座与上台板的下端面连接固定，
[0008] 所述倾斜辅助组件与上台板连接。
[0009] 所述升降系统还包括两个侧
支架和一个安装座为一组共两组的安装组件，且分别对应两个升降机设置，单组的两个侧支架分别设于安装座的左右两侧边且与安装座固定，所述侧支架的底部与下台板固定，所述安装座的底部与下台板之间设有活动空间，所述安装座的底部设有安装孔，所述下台板上对应安装孔的下方设有穿孔，所述升降机的
外壳固定在安装座上，所述升降丝杆的下端依次穿过安装孔、穿孔延伸至下台板的下方。
[0010] 所述升降机为蜗轮丝杆升降机，所述双向驱动装置设于两个蜗轮丝杆升降机之间，所述双向驱动装置包括两个输出方向相互对立的输出端，所述蜗轮丝杆升降机的
蜗杆与输出端之间设有一联接轴，靠近所述双向驱动装置的侧支架上设有穿孔，所述联接轴的一端在穿孔内通过
联轴器与蜗轮丝杆升降机的蜗杆连接，所述联接轴的另一端通过联轴器与输出端连接，所述升降系统还包括行星减速装置及伺服电机二，所述双向驱动装置与行星减速装置连接，所述行星减速装置由伺服电机二驱动。
[0011] 所述下台板的左右两侧边缘靠近升降系统的位置分别设有一个
支撑杆，所述下台板的左右两侧边缘远离支撑杆的一端分别设有一个
角度
定位块，所述角度定位块的上方设有与其相配合的角度定位柱，所述角度定位柱固定在上台板的下端面。
[0012] 所述倾斜辅助组件包括两个
转轴座、两个转轴
轴承座及两个销轴，两个转轴座左右相互对称且分别对应设于下台板中部的两端，所述转轴轴承座设于转轴座上且可向前朝升降机构的方向和向后朝气浮旋转系统的方向转动，所述转轴座的上端设有U型安装槽，所述转轴座的两侧边设有通孔，所述转轴轴承座上设有凸
耳连接部和平面固定部，所述凸耳连接部上设有通孔，所述凸耳连接部设于U型安装槽内且通过销轴连接固定，所述平面固定部通过
螺栓与上台板的下端面固定。
[0013] 所述气浮盘包括上气浮盘和下气浮盘，所述下气浮盘上设有气孔，所述下气浮盘与上台板固定，所述主轴的上端依次贯穿上台板、下气浮盘、上气浮盘的中心设于上气浮盘的中心，所述主轴的下端安装
旋转编码器。
[0014] 所述双向驱动装置为T系列螺旋锥
齿轮换向装置。
[0015] 所述双极减速装置为RV系列双极
蜗轮蜗杆减速机。
[0016] 本发明具有以下有益效果：
[0017] 所述主轴的转动数值由旋转编码器测出，并转换成旋转的角度，双极减速装置与二级行星减速机配合可实现旋转运动的速度为100∶1，转动速度平稳、承受过载能力大、精度高；
[0018] 所述双向驱动装置双
输出轴同步转速，使连接于两端的升降机能够精准的同步上升和下降，与行星减速机配合可实现倾斜运动的速度为25∶1，升降速度平稳、承载能力大、精度高，丝杆的下端为自由端，气浮盘的倾斜度由丝杆的上升高度决定；
[0019] RV系列双极蜗轮蜗杆减速机和蜗轮丝杆升降机都具有很好的自
锁功能，在旋转至测试的角度后停止旋转到进入测量这个时间段，RV系列双极蜗轮蜗杆减速机可以很好的达到锁定、稳住、不松动，上升至测试的高度后停止上升到进入测量这个时间段，蜗轮丝杆升降机可以很好的达到锁定、稳住、不松动，这两种状态下设备的自锁功能直接会影响测量精准度，可以使测量更精准；
[0020] 在质量质心和转动惯量的测量过程中，无需重新吊装、调平、
配重，减少了中间人为干预所产生的误差，整个测试过程中均为全自动操作，使测量时间大大缩短，安全系数提高，并且均匀性好，测试周期性好。
附图说明
[0021] 图1为本发明水平状态时结构示意图；
[0022] 图2为本发明倾斜状态时结构示意图；
[0023] 图3为本发明零部件安装结构示意图；
[0024] 图4为本发明俯视图；
[0025] 图5为图4中A-A的剖面结构示意图；
[0026] 图6为图4中B-B的剖面结构示意图。
具体实施方式
[0027] 下面结合附图1-6对本发明做进一步说明：
[0028] 本发明的技术方案是：大吨位质量质心转动惯量综合测试台，包括下台板1，所述下台板1上设有气浮旋转系统2、升降系统3及倾斜辅助组件4，所述气浮旋转系统2与升降系统3分别设于下台板1的前后两端，所述倾斜辅助组件4设于气浮旋转系统2和升降系统3之间，所述倾斜辅助组件4可向前朝升降系统3的方向和向后朝气浮旋转系统2的方向转动，所述下台板1的上方设有上台板5，所述气浮旋转系统2包括气浮盘6、主轴7、双极减速装置8、二级行星减速装置9以及伺服电机一10，所述气浮盘6设于上台板5上的中心位置，所述主轴7的上端依次贯穿上台板5、气浮盘6的中心，所述主轴7的下端与双极减速装置8连接，所述双极减速装置8与二级行星减速装置9连接，所述二级行星减速装置9由伺服电机一10驱动，所述主轴7的下端设有旋转编码器11，
[0029] 所述升降系统3包括两个分别设于下台板1左右两端的升降机12和驱动两个升降机12同步升降的双向驱动装置13，所述升降机12的升降丝杆121上端设有升降机连接座14，所述升降机连接座14与上台板5的下端面连接固定，
[0030] 所述倾斜辅助组件4与上台板5连接。
[0031] 所述升降系统3还包括两个侧支架15和一个安装座16为一组共两组的安装组件，且分别对应两个升降机12设置，单组的两个侧支架15分别设于安装座16的左右两侧边且与安装座16固定，所述侧支架15的底部与下台板1固定，所述安装座16的底部与下台板1之间设有活动空间161，所述安装座16的底部设有安装孔162，所述下台板1上对应安装孔162的下方设有穿孔，所述升降机12的外壳固定在安装座16上，所述升降丝杆121的下端依次穿过安装孔162、穿孔延伸至下台板1的下方。
[0032] 所述升降机12为蜗轮丝杆升降机120，所述双向驱动装置13设于两个蜗轮丝杆升降机120之间，所述双向驱动装置13包括两个输出方向相互对立的输出端131，所述蜗轮丝杆升降机120的蜗杆与输出端131之间设有一联接轴17，靠近所述双向驱动装置13的侧支架15上设有穿孔，所述联接轴17的一端在穿孔内通过联轴器18与蜗轮丝杆升降机120的蜗杆连接，所述联接轴17的另一端通过联轴器18与输出端131连接，所述升降系统3还包括行星减速装置19及伺服电机二20，所述双向驱动装置13与行星减速装置19连接，所述行星减速装置19由伺服电机二20驱动。
[0033] 所述下台板1的左右两侧边缘靠近升降系统3的位置分别设有一个支撑杆22，所述下台板1的左右两侧边缘远离支撑杆22的一端分别设有一个角度定位块232，所述角度定位块232的上方设有与其相配合的角度定位柱23，所述角度定位柱23固定在上台板5的下端面。
[0034] 所述倾斜辅助组件4包括两个转轴座24、两个转轴轴承座25及两个销轴26，两个转轴座24左右相互对称且分别对应设于下台板1中部的两端，所述转轴轴承座25设于转轴座24上且可向前朝升降机12构的方向和向后朝气浮旋转系统2的方向转动，所述转轴座24的上端设有U型安装槽241，所述转轴座24的两侧边设有通孔242，所述转轴轴承座25上设有凸耳连接部251和平面固定部252，所述凸耳连接部251上设有通孔242，所述凸耳连接部251设于U型安装槽241内且通过销轴26连接固定，所述平面固定部252通过螺栓与上台板5的下端面固定。
[0035] 所述气浮盘6包括上气浮盘61和下气浮盘62，所述下气浮盘62上设有气孔63，所述下气浮盘62与上台板5固定，所述主轴7的上端依次贯穿上台板5、下气浮盘62、上气浮盘61的中心设于上气浮盘61的中心，所述主轴7的下端安装旋转编码器11。
[0036] 所述双向驱动装置13为T系列螺旋
锥齿轮换向装置130。
[0037] 所述双极减速装置8为RV系列双极蜗轮蜗杆减速机80。
[0038] 本发明的最佳实施方法：
[0039] 1、在进行质量质心水平测量时，上台板5呈水平状态，进行测量，测试完毕后按下上升按钮，启动伺服电机二20，依次带动行星减速机、T系列螺旋锥齿轮换向器、两个蜗轮丝杆升降机120，升降丝杆121顶起上台板5上升，使上台板5上升至测试的倾斜角度后停止上升，蜗轮丝杆升降机120的各连接部位自锁锁紧，进行倾斜测量；
[0040] 测试完毕后按下下降按钮，启动伺服电机二20，依次带动行星减速机、T系列螺旋锥齿轮换向装置130、两个蜗轮丝杆升降机120，升降丝杆121下降使上台板5呈水平状态。
[0041] 2、在进行转动惯量测试时，上台板5呈水平状态，下气浮盘62通入高压气体，启动伺服电机一10，依次带动二级行星减速机、RV系列双极蜗轮蜗杆减速机80、主轴7，主轴7带动上气浮盘61旋转，同时旋转编码器11测量旋转角度，旋转至测试的角度后停止旋转，RV系列双极蜗轮蜗杆减速机80的各连接部位自锁锁紧，然后进行测量，可分别依次对上气浮盘61旋转至0°、45°、90°、180°、270°时进行测量；
[0042] 按下上升按钮启动蜗轮丝杆升降机120上升，使上台板5上升至测试的倾斜角度后停止上升，蜗轮丝杆升降机120的各连接部位自锁锁紧，然后启动主轴7转动带动上气浮盘61旋转，同时旋转编码器11测量旋转角度，旋转至测试的角度后停止旋转，RV系列双极蜗轮蜗杆减速机80的各连接部位自锁锁紧，然后进行测量，可分别依次对上气浮盘61旋转至0°、
45°、90°、180°、270°时进行倾斜测量，测量完毕后关闭伺服电机二20，按下下降按钮，使上台板5呈水平状态。
[0043] 本发明的有益效果：所述主轴7的转动数值由旋转编码器11测出，并转换成旋转的角度，双极减速装置8与二级行星减速机配合可实现旋转运动的速度为100∶1，转动速度平稳、承受过载能力大、精度高；
[0044] 所述双向驱动装置13双输出轴同步转速，使连接于两端的升降机12能够精准的同步上升和下降，与行星减速机配合可实现倾斜运动的速度为25∶1，升降速度平稳、承载能力大、精度高，丝杆的下端为自由端，气浮盘6的倾斜度由丝杆的上升高度决定；
[0045] RV系列双极蜗轮蜗杆减速机80和蜗轮丝杆升降机120都具有很好的自锁功能，在旋转至测试的角度后停止旋转到进入测量这个时间段，RV系列双极蜗轮蜗杆减速机80可以很好的达到锁定、稳住、不松动，上升至测试的高度后停止上升到进入测量这个时间段，蜗轮丝杆升降机120可以很好的达到锁定、稳住、不松动，这两种状态下设备的自锁功能直接会影响测量精准度，可以使测量更精准；
[0046] 在质量质心和转动惯量的测量过程中，无需重新吊装、调平、配重，减少了中间人为干预所产生的误差，整个测试过程中均为全自动操作，使测量时间大大缩短，安全系数提高，并且均匀性好，测试周期性好。
