一種三維重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種三維重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，特別是指需要精確計(jì)算重心所在三維位 置或重心位置處于所需要的精確位置點(diǎn)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。屬需要調(diào)節(jié)三維重心的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在水下航行體設(shè)計(jì)中常常需要計(jì)算每段殼體的重心位置，甚至在某些特殊情況下 還需要重心位置處于所需要的位置點(diǎn)，航行體分段后主要特征是外表面為近似圓柱體，而 實(shí)際組部件都不是均質(zhì)的且由于加工誤差和安裝誤差，批量產(chǎn)品的重心也不會(huì)是每個(gè)都相 同，通過精確計(jì)算來控制重心位置這顯然是無法達(dá)到使用要求的，以往調(diào)節(jié)重心是通過粘 配重塊的方式完成，而由于整個(gè)部件為非均質(zhì)物體，每次粘上的配重塊的位置、重量需通過 大致的估算確定，粘上配重塊后再測量重心位置，不合適再重復(fù)上述步驟，經(jīng)常會(huì)反復(fù)很多 次才能基本達(dá)到要求，以往配重通常需幾天的時(shí)間來完成。而且目前在水下航行體中對(duì)于 三維重心的要求越來越高。采用本智力成果后進(jìn)行重心調(diào)節(jié)僅需十幾分鐘即可完成并且不 會(huì)改變產(chǎn)品總重量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型提供的是一種航行體內(nèi)的三維重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0004] 為了解決上述問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 三維重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和軸向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，該機(jī)構(gòu)需要 四套相互平行的周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)均布在同一平面上，其相互平行的兩套為一組，且與另 外兩組垂直，軸向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)稱置于周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩側(cè)并與周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)垂 直，兩者構(gòu)成三維結(jié)構(gòu)。
[0006] 所述周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由螺桿1、導(dǎo)向桿2、支撐座3、扭輪4、砝碼5和鎖緊螺釘6 組成，所述螺桿1和導(dǎo)向桿2相互平行，并通過兩側(cè)對(duì)稱的支撐座3固定，砝碼5穿過螺桿 1和導(dǎo)向桿2,扭輪4和鎖緊螺釘6置于支撐座3上。砝碼5可調(diào)，導(dǎo)向桿2控制砝碼5的 運(yùn)動(dòng)方向，鎖緊螺釘6用于鎖緊砝碼5。
[0007] 所述軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由導(dǎo)軌7、鎖緊螺釘8、鎖緊螺母9、平墊10、彈墊11和夾具12組 成，所述導(dǎo)軌7穿過夾具12,鎖緊螺釘8、鎖緊螺母9、平墊10和彈墊11置于夾具12側(cè)端， 夾具12用于固定待測物體。
[0008] 按照方案內(nèi)容所述及其它技術(shù)要求設(shè)計(jì)、加工各零件，將裝配好的4套調(diào)心機(jī)構(gòu) 均布安裝在同一平板13內(nèi)，將平板13與夾具12、導(dǎo)軌7配合安裝好。夾具12用于固定待 測物體，待測物體被固定后，扭動(dòng)扭輪4來調(diào)節(jié)砝碼5的位置，通過改變周向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上的 砝碼5的位置來調(diào)節(jié)周向重心，砝碼5的位置由螺桿1與砝碼配合的螺紋調(diào)節(jié)，通過旋轉(zhuǎn)螺 桿1來移動(dòng)砝碼5沿螺桿軸線方向做直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)向桿2控制砝碼5的運(yùn)動(dòng)方向，并約束砝 碼5的旋轉(zhuǎn)自由度，保證砝碼5在調(diào)節(jié)位置時(shí)姿態(tài)保持直線運(yùn)動(dòng)而不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)至所需 位置后扭緊鎖緊螺釘6以固定砝碼位置從而固化重心位置。重心調(diào)節(jié)過程中，1號(hào)和3號(hào)調(diào) 心機(jī)構(gòu)用來調(diào)節(jié)X方向的重心位置，2號(hào)和4號(hào)用來調(diào)節(jié)y方向的重心位置，重心位置調(diào)節(jié) 完畢后，扭緊各自鎖緊螺釘6,即可固定周向重心位置。在導(dǎo)軌7方向上平移整個(gè)平板，調(diào)節(jié) 至合適的軸向重心要求后，鎖緊導(dǎo)軌位置四處的螺釘8,即可完成重心調(diào)節(jié)工作。
[0009] 應(yīng)用本實(shí)用新型，實(shí)現(xiàn)簡單，容易理解，能可靠的實(shí)現(xiàn)重心調(diào)節(jié)，特別是非均質(zhì)物 體的重心調(diào)節(jié)，簡化安裝工序，運(yùn)用現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)重心時(shí)間在大概半小時(shí)內(nèi)可以輕松完 成。并且本專利調(diào)節(jié)重心的精度可以達(dá)到0. 1_。
【附圖說明】
[0010] 附圖是三維重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)技術(shù)的示意圖：
[0011] 圖1是調(diào)節(jié)周向重心機(jī)構(gòu)的三維構(gòu)造圖；
[0012] 圖2是調(diào)節(jié)軸向重心機(jī)構(gòu)的三維構(gòu)造圖；
[0013] 圖3是實(shí)際調(diào)節(jié)重心時(shí)所用的布置示意圖；
[0014] 圖4是實(shí)際調(diào)節(jié)重心時(shí)的剖視圖；
[0015] 圖中標(biāo)號(hào)：1 一螺桿；2-導(dǎo)向桿；3-支撐座；4一扭輪；5-砝碼；6-鎖緊螺 釘；7-導(dǎo)軌；8-鎖緊螺釘；9一鎖緊螺母；10-平墊；11 一彈墊；12-夾具；13-平板。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 本實(shí)用新型涉及的三維重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和軸向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 組成，該機(jī)構(gòu)需要四套相互平行周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)均布在同一平面上，其相互平行的兩套 為一組，且與另外兩組垂直，軸向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)稱置于周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩側(cè)并與周向 重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)垂直，兩者構(gòu)成三維結(jié)構(gòu)。
[0017] 進(jìn)一步的，所述周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由螺桿1、導(dǎo)向桿2、支撐座3、扭輪4、砝碼5和 鎖緊螺釘6組成，所述螺桿1和導(dǎo)向桿2相互平行，并通過兩側(cè)對(duì)稱的支撐座3固定，砝碼 5穿過螺桿1和導(dǎo)向桿2,扭輪4和鎖緊螺釘6置于支撐座3上。砝碼5可調(diào)，導(dǎo)向桿2控 制砝碼5的運(yùn)動(dòng)方向，鎖緊螺釘6用于鎖緊砝碼5。
[0018] 更進(jìn)一步，所述軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由導(dǎo)軌7、鎖緊螺釘8、鎖緊螺母9、平墊10、彈墊11 和夾具12組成，所述導(dǎo)軌7穿過夾具12,鎖緊螺釘8、鎖緊螺母9、平墊10和彈墊11置于夾 具12側(cè)端，夾具12用于固定待測物體。
[0019] 如圖1 一圖4,為整個(gè)三維重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，按照方案內(nèi)容所述及其它技術(shù)要求設(shè) 計(jì)、加工各零件，將裝配好的4套調(diào)心機(jī)構(gòu)均布安裝在同一平板內(nèi)，將平板與夾具12、導(dǎo)軌7 配合安裝好。夾具12用于固定待測物體，待測物體被固定后，扭動(dòng)扭輪4來調(diào)節(jié)砝碼5的 位置，通過改變周向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上的砝碼5的位置來調(diào)節(jié)周向重心，砝碼5的位置由螺桿1與 砝碼配合的螺紋調(diào)節(jié)，通過旋轉(zhuǎn)螺桿1來移動(dòng)砝碼5沿螺桿軸線方向做直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)向桿2 控制砝碼5的運(yùn)動(dòng)方向，并約束砝碼5的旋轉(zhuǎn)自由度，保證砝碼5在調(diào)節(jié)位置時(shí)姿態(tài)保持直 線運(yùn)動(dòng)而不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)至所需位置后扭緊鎖緊螺釘6以固定砝碼位置從而固化重心位 置，重心調(diào)節(jié)過程中，1號(hào)和3號(hào)調(diào)心機(jī)構(gòu)用來調(diào)節(jié)X方向的重心位置，2號(hào)和4號(hào)用來調(diào)節(jié) y方向的重心位置。重心位置調(diào)節(jié)完畢后，扭緊各自鎖緊螺釘6,即可固定周向重心位置。在 導(dǎo)軌7方向上平移整個(gè)平板，調(diào)節(jié)至合適的軸向重心要求后，鎖緊導(dǎo)軌位置四處的鎖緊螺 釘8,完成調(diào)節(jié)工作。
[0020] 該三維重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可將非均質(zhì)實(shí)體重心調(diào)節(jié)至所需位置，并不影響實(shí)體內(nèi)其他 構(gòu)造、部件之間的位置空間；應(yīng)用本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)簡單，容易理解，能可靠的實(shí)現(xiàn)重心調(diào)節(jié)，簡 化安裝工序，調(diào)節(jié)簡單易操作，連接可靠，總體機(jī)械設(shè)計(jì)簡潔，運(yùn)用現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)重心時(shí) 間在大概半小時(shí)內(nèi)可以輕松完成，并且本發(fā)明調(diào)節(jié)重心的精度可以達(dá)到0. 1mm。
[0021] 調(diào)節(jié)精度分析：
[0022] 重心調(diào)節(jié)計(jì)算公式：假設(shè)移動(dòng)的重塊質(zhì)量為，.，航行體總重為m，重塊移動(dòng)位移 為％，則重心移動(dòng)的位移為：
[0024] 對(duì)于周向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，一般
的比值為0. 01~0. 03 ;對(duì)于軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，一般
的 比值為〇. 05~0. 1 ;當(dāng)重塊移動(dòng)位移為1mm時(shí)，周向重心改變量為0. 01~0. 03mm ;軸向重心改 變量為〇· 05~0· 1mm，而一般工程上對(duì)周向重心的最高精度要求為0· 1mm，對(duì)軸向精度最高 要求為1mm。故此設(shè)計(jì)方案可以很好的滿足精度要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種三維重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，由周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和軸向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，其特征在 于：該機(jī)構(gòu)需要四套相互平行周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)均布在同一平面上，其相互平行的兩套為 一組，一組與另外一組相互垂直，軸向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)稱置于周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩側(cè)并與 周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)垂直，兩者構(gòu)成三維結(jié)構(gòu)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由 螺桿（1)、導(dǎo)向桿（2 )、支撐座（3 )、扭輪（4)、砝碼（5 )和鎖緊螺釘（6 )組成，所述螺桿（1)和 導(dǎo)向桿（2)相互平行，并通過兩側(cè)對(duì)稱的支撐座（3)固定，砝碼（5)穿過螺桿（1)和導(dǎo)向桿 (2 )，扭輪（4 )和鎖緊螺釘（6 )置于支撐座（3 )上，鎖緊螺釘（6 )用于鎖緊砝碼（5 )。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由導(dǎo)軌 (7)、鎖緊螺釘（8)、鎖緊螺母（9)、平墊（10)、彈墊（11)和夾具（12)組成，所述導(dǎo)軌（7)穿 過夾具（12)，鎖緊螺釘（8)、鎖緊螺母（9)、平墊（10)和彈墊（11)置于夾具（12)側(cè)端，夾具 (12)用于固定待測物體。
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種三維重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，由周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和軸向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，該機(jī)構(gòu)需要四套相互平行周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)均布在同一平面上，其相互平行的兩套為一組，且與另外兩組垂直，軸向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)稱置于周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩側(cè)并與周向重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)垂直，兩者構(gòu)成三維結(jié)構(gòu)。應(yīng)用本實(shí)用新型，實(shí)現(xiàn)簡單，容易理解，能可靠的實(shí)現(xiàn)重心調(diào)節(jié)，簡化安裝工序，運(yùn)用現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)重心時(shí)間在大概半小時(shí)內(nèi)可以輕松完成。并且本專利調(diào)節(jié)重心的精度可以達(dá)到0.1mm。
【IPC分類】B63B9/00
【公開號(hào)】CN204750476
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420847859
【發(fā)明人】莊榕波, 劉顯龍, 凌育進(jìn), 李贄
【申請(qǐng)人】中國船舶重工集團(tuán)公司七五○試驗(yàn)場
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2014年12月29日