專利名稱：六維力傳感器標(biāo)定裝置的制作方法
1、 一種嵌入式容柵扭矩及轉(zhuǎn)速傳感器，其特征在于包括測(cè)量軸(1)、分
別固定于測(cè)量軸(1)兩端的測(cè)量單元，所述測(cè)量單元包括固定支撐體(2)， 固定支撐體(2)內(nèi)設(shè)有支撐測(cè)量軸(1)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承(3)，固定支撐體(2) 內(nèi)壁沿其圓周方向設(shè)有兩組作為定柵(4、 5)的條狀電極群，兩組定柵(4、 5) 的條狀電極相間設(shè)置，測(cè)量軸(1)上沿其圓周方向與定柵(4、 5)相對(duì)處設(shè) 有一組作為動(dòng)?xùn)?6)的條狀電極群，動(dòng)?xùn)?6)與測(cè)量軸(1)之間設(shè)有絕緣 層(7)，動(dòng)?xùn)?6)經(jīng)引線與測(cè)量軸(1)相連，每組電極群的數(shù)量相等，動(dòng)?xùn)?(6)電極的寬度與定柵(4、 5)電極的寬度相等，固定支撐體(2)內(nèi)壁上兩 組定柵(4、 5)與測(cè)量軸(1)上的一組動(dòng)?xùn)?6)構(gòu)成差動(dòng)容柵。度較高，在中、小量程六維力傳感器的標(biāo)定中使用比較普遍，但是不適合大 量程六維力傳感器的標(biāo)定。對(duì)于大量程六維力傳感器的標(biāo)定裝置來(lái)說(shuō)，由于空間尺寸大，要保證足 夠的標(biāo)定精度，除了存在材料處理、加工精度保證等方面的困難外，如何實(shí) 現(xiàn)對(duì)各維力/力矩分量的獨(dú)立加載也是 一個(gè)棘手的問(wèn)題。在現(xiàn)有技術(shù)中有多種結(jié)構(gòu)的傳感器標(biāo)定測(cè)試裝置，專利號(hào)為CN1715856 的"無(wú)級(jí)升降式六維力傳感器標(biāo)定裝置"和專利號(hào)為CN100337105C的"并 聯(lián)六維力傳感器標(biāo)定裝置"等，經(jīng)檢索查新，其中專利號(hào)為CN100337105C 的專利是最接近的專利技術(shù)。它具體公開(kāi)了一種并聯(lián)六維力傳感器標(biāo)定裝置， 包括長(zhǎng)短框組成的龍門式支撐框架、加載減速機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)單向力傳感器、加載 坐標(biāo)十字架、標(biāo)定裝置固定平臺(tái)、載荷傳遞繩索和滑輪組，標(biāo)定裝置釆用大 速比減速機(jī)來(lái)施加載荷，釆用龍門式結(jié)構(gòu)作支撐框架?，F(xiàn)有技術(shù)中的標(biāo)定裝置存在著不足之處，其一，標(biāo)定裝置通過(guò)調(diào)整載荷 傳遞繩索與水平面之間的角度來(lái)改變施加載荷的方向，在體積較大或者繩索 較長(zhǎng)時(shí)，調(diào)整載荷傳遞繩索與水平面之間的角度很難保證足夠的精度，從而 使施加的載荷具有較大的方向誤差，將直接影響標(biāo)定精度；其二，標(biāo)定裝置 中采用滑輪來(lái)施加載荷，而滑輪具有摩擦力，此摩擦力會(huì)造成比較大的加載 誤差，從而影響標(biāo)定精度；其三，標(biāo)定裝置中對(duì)六維力傳感器施加的是復(fù)合 力/力矩，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)各維力/力矩分量的獨(dú)立加載。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是避免上述現(xiàn)有技術(shù)中六維力傳感器標(biāo)定 測(cè)試裝置的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、標(biāo)定精度高、適用于 大量程、大尺寸六維力傳感器的標(biāo)定裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是六維力傳感器標(biāo)定裝置，包括相互機(jī)械連接的傳 感器固定支座、轉(zhuǎn)接板、六維力傳感器、加載板、標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器和底座， 特別是六維力傳感器左邊通過(guò)一組轉(zhuǎn)接板傳感器安裝孔安裝在轉(zhuǎn)接板上，轉(zhuǎn)接 板通過(guò)一組轉(zhuǎn)接板安裝孔安裝在傳感器固定支座上，六維力傳感器右邊通過(guò) 一組傳感器安裝孔和一組加載板傳感器安裝孔與加載板剛性連接，加載板上 置有上、下、左、右四組側(cè)面加載孔、 一組正面加載板傳感器安裝孔和一組 正面加載孔；加載板的下方置有三個(gè)千斤頂，分別為第一千斤頂、第二千斤頂和第三 千斤頂，第一千斤頂、第二千斤頂和第三千斤頂?shù)纳厦娣謩e與標(biāo)準(zhǔn)單維力傳 感器剛性連接，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器的前面置有加載帽，第一千斤頂、第二千 斤頂和第三千斤頂均安裝在底座上；底座上置有三組平行的千斤頂安裝導(dǎo)軌，分別為第一千斤頂安裝導(dǎo)軌、 第二千斤頂安裝導(dǎo)軌和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌，每組千斤頂安裝導(dǎo)軌均由兩根 平行的導(dǎo)軌組成，其中第一千斤頂安裝在第一千斤頂安裝導(dǎo)軌上，第二千斤頂安裝在第二千斤頂安裝導(dǎo)軌上，第三千斤頂安裝在第三千斤頂安裝導(dǎo)軌上;底座上還置有兩組平行的支座安裝導(dǎo)軌，分別為第一支座安裝導(dǎo)軌和第二 支座安裝導(dǎo)軌，每組支座安裝導(dǎo)軌由平行的兩根導(dǎo)軌組成，傳感器固定支座 通過(guò)支座固定壓塊和六角螺栓安裝在底座的第一支座安裝導(dǎo)軌上，第一支座 安裝導(dǎo)軌兩根平行導(dǎo)軌之間的距離由傳感器固定支座的厚度決定，千斤頂固 定支座通過(guò)支座固定壓塊和六角螺栓安裝在底座的第二支座安裝導(dǎo)軌上，第二支座安裝導(dǎo)軌兩根平行導(dǎo)軌之間的距離由千斤頂固定支座的厚度決定；第一千斤頂、第二千斤頂、第三千斤頂上方的對(duì)面是第四千斤頂，第四 千斤頂左邊與標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器、加載帽剛性連接，右邊通過(guò)千斤頂安裝孔 安裝在千斤頂固定支座上，千斤頂固定支座上的千斤頂定位銷對(duì)第四千斤頂 進(jìn)行定位；第一千斤頂、第二千斤頂、第三千斤頂對(duì)上方的加載板上的側(cè)面加載孔 施加力/力矩，第四千斤頂對(duì)前方的加載板上的正面加載孔施加力/力矩，達(dá) 到對(duì)六維力傳感器進(jìn)行標(biāo)定的目的。作為對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，加載板上置有上、下、左、右四組側(cè)面 加載孔，側(cè)面加載孔每組有三個(gè)孔， 一組正面加載孔置于加載板的正面上， 有五個(gè)孔，側(cè)面加載孔和正面加載孔均為半球形的，或是平面的加載位置， 側(cè)面加載孔和正面加載孔在機(jī)械加工中要保證足夠的孔的位置精度和孔的垂 直度；加載帽是半球形的，加載帽的材料是鋁合金，或是鋼，或是銅，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器是精度為0.05%F.S、或0.02%F.S、或0.01%F.S的單維拉/壓力傳 感器，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器的量程是1噸，或是5噸，或是10噸，或是16噸， 或是20噸；第一千斤頂、第二千斤頂、第三千斤頂和第四千斤頂是手動(dòng)千斤頂，或是液壓千斤頂，或是電動(dòng)千斤頂，其量程是5噸，或是10。屯，或是16口屯， 或是20噸，第一千斤頂、第二千斤頂、第三千斤頂在機(jī)械設(shè)計(jì)、加工和安裝 時(shí)需要保證與底座的垂直度，第四千斤頂在機(jī)械設(shè)計(jì)、加工和安裝時(shí)需要保 證與千斤頂固定支座的垂直度；千斤頂固定支座上的第一組千斤頂固定孔、第二組千斤頂固定孔、第三 組千斤頂固定孔、第四組千斤頂固定孔和第五組千斤頂固定孔在機(jī)械加工中 要保證足夠的位置精度和孔的垂直度，第一組千斤頂固定孔、第二組千斤頂 固定孔、第三組千斤頂固定孔、第四組千斤頂固定孔和第五組千斤頂固定孔 的中心位置分別對(duì)應(yīng)于加載板上的五個(gè)正面加載孔；底座上的第一支座安裝導(dǎo)軌與第二支座安裝導(dǎo)軌之間是平行的，第一千 斤頂安裝導(dǎo)軌、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌之間是互相平行 的，第一支座安裝導(dǎo)軌和第二支座安裝導(dǎo)軌與第一千斤頂安裝導(dǎo)軌、第二千 斤頂安裝導(dǎo)軌和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌之間是垂直排列的，第一支座安裝導(dǎo)軌 和第二支座安裝導(dǎo)軌與第一千斤頂安裝導(dǎo)軌、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌和第三千 斤頂安裝導(dǎo)軌在機(jī)械設(shè)計(jì)和加工中要保證足夠的平行度和垂直度，傳感器固 定支座在機(jī)械設(shè)計(jì)、加工和安裝中與底座要保證足夠和垂直度，千斤頂固定 支座在機(jī)械設(shè)計(jì)、加工和安裝中與底座要保證足夠和垂直度；轉(zhuǎn)接板上的轉(zhuǎn)接板安裝孔和轉(zhuǎn)接板傳感器安裝孔、六維力傳感器上的傳 感器安裝孔以及加載板上的加載板傳感器安裝孔在機(jī)械加工中要保證足夠的 孔的位置精度和孔的垂直度；第一千斤頂安裝導(dǎo)軌的兩根平行導(dǎo)軌之間的距離由第一千斤頂?shù)陌惭b孔 之間距離決定，第二千斤頂安裝導(dǎo)軌的兩根平行導(dǎo)軌之間的距離由第二千斤 頂?shù)陌惭b孔之間距離決定，第三千斤頂安裝導(dǎo)軌的兩根平行導(dǎo)軌之間的距離 由第三千斤頂?shù)陌惭b孔之間距離決定，千斤頂在千斤頂安裝導(dǎo)軌上能夠沿著 導(dǎo)軌滑動(dòng)；利用標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器和第一千斤頂、第二千斤頂、第三千斤頂、第四千斤頂對(duì)分別六維力傳感器進(jìn)行加載，通過(guò)加載位置的改變實(shí)現(xiàn)各個(gè)力/力矩 分量的獨(dú)立加載，加力時(shí)，加載帽與加載板上的側(cè)面加載孔或正面加載孔剛 性接觸，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器測(cè)量實(shí)際加載力的大小。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)CN100337105C,本發(fā)明的有益效果是 其一，本發(fā)明中利用標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器和千斤頂對(duì)大量程六維力傳感器 進(jìn)行加載標(biāo)定，不僅簡(jiǎn)單方便，容易控制，而且能夠?qū)崿F(xiàn)力的準(zhǔn)確傳遞，施 加的力/力矩?cái)?shù)值由標(biāo)準(zhǔn)力傳感器測(cè)量得到，精度比較高；其二，本發(fā)明中通過(guò)控制標(biāo)定裝置各個(gè)零配件的機(jī)械設(shè)計(jì)和加工精度來(lái)保證標(biāo)定時(shí)施加的力/力矩作用點(diǎn)的位置和施加力的方向，這樣施加的力/力 矩位置和方向比較準(zhǔn)確；其三，本發(fā)明的六維力傳感器標(biāo)定裝置能夠?qū)Ω骶S力/力矩分量進(jìn)行獨(dú)立 加載以及復(fù)合加載，加載過(guò)程簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，計(jì)算解耦矩陣方便、快捷；其四，力有三要素作用點(diǎn)的位置、方向和大小，本發(fā)明通過(guò)對(duì)這三要 素的控制來(lái)保證施加的各維力/力矩分量的準(zhǔn)確度，從而保證了標(biāo)定精度，提 高六維力傳感器使用時(shí)的測(cè)量精度。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。圖l為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的俯視圖。圖3為本發(fā)明中千斤頂固定支座的左視圖。圖4為本發(fā)明中轉(zhuǎn)接板、六維力傳感器和加載板的連接示意圖。圖5為本發(fā)明中加載板的正視圖及俯視圖。圖6為本發(fā)明中千斤頂?shù)钠拭鎴D。圖7為本發(fā)明中底座的俯視圖。
具體實(shí)施方式
圖l為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。其中l(wèi)是傳感器固定支座；2是轉(zhuǎn)接 板；3是六維力傳感器；4是加載板；5是加載帽；6是標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器；7 是千斤頂；8是千斤頂固定支座；9是底座；IO是千斤頂定位銷；11是支座 固定壓塊；12是傳感器安裝孔；13是千斤頂固定壓塊；14是六角螺栓；15 是側(cè)面加載孔；16是加載板傳感器安裝孔；17是正面加載孔；18是轉(zhuǎn)接板 安裝孔；19是轉(zhuǎn)接板傳感器安裝孔；Ql是第一千斤頂；Q2是第二千斤頂； Q3是第三千斤頂；Q4是第四千斤頂；Zl是第一支座導(dǎo)軌；Z2是第二支座 導(dǎo)軌；Gl是第一千斤頂安裝導(dǎo)軌；G2是第二千斤頂安裝導(dǎo)軌；G3是第三千 斤頂安裝導(dǎo)軌；Kl是第一組千斤頂固定孔；K2是第二組千斤頂固定孔；K3是第三組千斤頂固定孔；K4是第四組千斤頂固定孔；K5是第五組千斤頂 固定孔。六維力傳感器3左邊通過(guò)一組轉(zhuǎn)接板傳感器安裝孔19安裝在轉(zhuǎn)接板2 上，轉(zhuǎn)接板2通過(guò)一組轉(zhuǎn)接板安裝孔18安裝在傳感器固定支座1上，六維力 傳感器3右邊通過(guò)一組傳感器安裝孔12和一組加載板傳感器安裝孔16與加 載板4剛性連接，加載板4上置有上、下、左、右四組側(cè)面加載孔15、 一組 正面加載板傳感器安裝孔16和一組正面加載孔17。加載板4的下方置有三個(gè)千斤頂，分別為第一千斤頂Q1、第二千斤頂 Q2和第三千斤頂Q3，第一千斤頂Q1、第二千斤頂Q2和第三千斤頂Q3的 上面分別與標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6剛性連接，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6的前面置有 加載帽5,第一千斤頂Ql、第二千斤頂Q2和第三千斤頂Q3均安裝在底座9 的千斤頂安裝導(dǎo)軌上。第一千斤頂Q1、第二千斤頂Q2、第三千斤頂Q3上方的對(duì)面是第四千 斤頂Q4，第四千斤頂Q4左邊與標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6、加載帽5剛性連接， 右邊通過(guò)千斤頂安裝孔7安裝在千斤頂固定支座8上，千斤頂固定支座8上 的千斤頂定位銷10對(duì)第四千斤頂Q4進(jìn)行定位；底座9上置有三組平行的千斤頂安裝導(dǎo)軌，分別為第一千斤頂安裝導(dǎo)軌 Gl、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3，每組千斤頂安裝導(dǎo) 軌均由兩根平行的導(dǎo)軌組成，其中第一千斤頂Q1安裝在第一千斤頂安裝導(dǎo) 軌G1上，第二千斤頂Q2安裝在第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2上，第三千斤頂 Q3安裝在第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3上。利用標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6和第一千斤頂Q1、第二千斤頂Q2、第三千斤 頂Q3、第四千斤頂Q4對(duì)分別六維力傳感器3進(jìn)行加載，通過(guò)加載位置的改 變實(shí)現(xiàn)各個(gè)力/力矩分量的獨(dú)立加載。加力時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6前面的加 載帽5與加載板4上的側(cè)面加載孔15或正面加載孔17剛性接觸，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) 單維力傳感器6測(cè)量實(shí)際加載力的大小。圖2為本發(fā)明的俯視圖。底座9上置有兩組平行的支座安裝導(dǎo)軌，分別 為第一支座安裝導(dǎo)軌Z1和第二支座安裝導(dǎo)軌Z2，每組支座安裝導(dǎo)軌由平行 的兩根導(dǎo)軌組成，傳感器固定支座1通過(guò)支座固定壓塊11和六角螺栓14安 裝在底座9的第一支座安裝導(dǎo)軌Z1上，第一支座安裝導(dǎo)軌Z1兩根平行導(dǎo)軌之間的距離由傳感器固定支座1的厚度決定，千斤頂固定支座8通過(guò)支座固定壓塊11和六角螺栓14安裝在底座9的第二支座安裝導(dǎo)軌Z2上，第二支 座安裝導(dǎo)軌Z2兩根平行導(dǎo)軌之間的距離由千斤頂固定支座8的厚度決定。底座9上還置有三組平行的千斤頂安裝導(dǎo)軌，分別為第一千斤頂安裝導(dǎo) 軌G1、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3，每組千斤頂安 裝導(dǎo)軌均由兩根平行的導(dǎo)軌組成，其中第一千斤頂Ql安裝在第一千斤頂安 裝導(dǎo)軌G1上，第二千斤頂Q2安裝在第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2上，第三千斤 頂Q3安裝在第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3上。圖3為本發(fā)明中千斤頂固定支座的左視圖。千斤頂固定支座8上置有五 組千斤頂固定孔，分別為第一組千斤頂固定孔K1、第二組千斤頂固定孔K2、 第三組千斤頂固定孔K3、第四組千斤頂固定孔K4和第五組千斤頂固定孔 K5，六維力傳感器3在標(biāo)定過(guò)程中，按照標(biāo)定坐標(biāo)系的定義，若六維力傳感 器3的Y軸正方向垂直向上，當(dāng)?shù)谒那Ы镯擰4安裝在第五組千斤頂固定孔 K5時(shí)，對(duì)六維力傳感器3施加的是力-Fz;當(dāng)?shù)谒那Ы镯擰4安裝在第一組 千斤頂固定孔K1時(shí)，對(duì)六維力傳感器3施加的是力-Fz和力矩-Mx;當(dāng)?shù)?四千斤頂Q4安裝在第二組千斤頂固定孔K2時(shí)，對(duì)六維力傳感器3施加的是 力-Fz和力矩+ My;當(dāng)?shù)谒那Ы镯擰4安裝在第三組千斤頂固定孔K3時(shí)， 對(duì)六維力傳感器3施加的是力-Fz和力矩+ Mx;當(dāng)?shù)谒那Ы镯擰4安裝在第 四組千斤頂固定孔K4時(shí)，對(duì)六維力傳感器3施加的是力-Fz和力矩-My。圖4為本發(fā)明中轉(zhuǎn)接板、六維力傳感器和加載板的連接示意圖。先將六 維力傳感器3通過(guò)一組轉(zhuǎn)接板傳感器安裝孔19安裝在轉(zhuǎn)接板2上,再將轉(zhuǎn)接 板2通過(guò)一組轉(zhuǎn)接板安裝孔18安裝在傳感器固定支座l上，最后將加載板4 通過(guò)一組加載板傳感器安裝孔16和一組傳感器安裝孔12安裝在六維力傳感 器3上。加載板4上置有四組側(cè)面加載孔15、 一組加載板傳感器安裝孔16 和一組正面加載孔17。轉(zhuǎn)接板2上的轉(zhuǎn)接板安裝孔18、轉(zhuǎn)接板傳感器安裝孔 19、六維力傳感器3上的傳感器安裝孔12、加載板傳感器安裝孔16以及側(cè) 面加載孔15、正面加載孔17在機(jī)械設(shè)計(jì)和加工中需要保證足夠的孔的位置 精度和孔的垂直度。圖5為本發(fā)明中加載板的正視圖及俯視圖。圖5中的坐標(biāo)系是六維力傳 感器3的標(biāo)定坐標(biāo)系，按照右手螺旋法則定義。加載板4上置有上、下、左、右四組側(cè)面加載孔15，側(cè)面加載孔15每組有三個(gè)孔， 一組正面加載孔17置于加載板4的正面上， 一組正面加載孔17有五個(gè)孔，側(cè)面加載孔15和正面 加載孔17均為半球形的，或是平面的加載位置，側(cè)面加載孔15和正面加載 孔17在機(jī)械加工中要保證足夠的孔的位置精度和孔的垂直度。第一千斤頂 Ql、第二千斤頂Q2和第三千斤頂Q3的中心位置正對(duì)著側(cè)面加載孔15的三 個(gè)孔。千斤頂固定支座8上的第一組千斤頂固定孔K1、第二組千斤頂固定孔 K2、第三組千斤頂固定孔K3、第四組千斤頂固定孔K4和第五組千斤頂固定 孔K5的中心位置分別對(duì)應(yīng)于加載板4上的五個(gè)正面加載孔17。圖6為本發(fā)明中千斤頂?shù)钠拭鎴D。本發(fā)明中有四個(gè)千斤頂，分別為第一 千斤頂Q1、第二千斤頂Q2、第三千斤頂Q3和第四千斤頂Q4，千斤頂?shù)那?面與標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6剛性連接，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6的前面置有加載帽 5,千斤頂上置有千斤頂安裝孔7。加載帽5是半球形的，加載帽5的材料是鋁合金，或是鋼，或是銅。標(biāo) 準(zhǔn)單維力傳感器6是精度為0.05%F.S、或0.02%F.S、或0.01%RS的單維拉/ 壓力傳感器，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6的量程是1噸，或是5噸，或是10噸，或 是16噸，或是20噸。千斤頂是手動(dòng)千斤頂，或是液壓千斤頂，或是電動(dòng)千斤頂，其量程是5 噸，或是10噸，或是16噸，或是20噸。第一千斤頂Q1、第二千斤頂Q2 和第三千斤頂Q3在設(shè)計(jì)、加工和安裝時(shí)需要保證與底座9的垂直度，第四 千斤頂Q4在設(shè)計(jì)、加工和安裝時(shí)需要保證與千斤頂固定支座8的垂直度。圖7為本發(fā)明中底座的俯視圖。底座9上置有兩組平行的支座安裝導(dǎo)軌， 分別為第一支座安裝導(dǎo)軌Z1和第二支座安裝導(dǎo)軌Z2，每組支座安裝導(dǎo)軌由 平行的兩根導(dǎo)軌組成，第一支座安裝導(dǎo)軌Z1兩根平行導(dǎo)軌之間的距離由傳 感器固定支座1的厚度決定，第二支座安裝導(dǎo)軌Z2兩根平行導(dǎo)軌之間的距 離由千斤頂固定支座8的厚度決定。底座9上還置有三組平行的千斤頂安裝導(dǎo)軌，分別為第一千斤頂安裝導(dǎo) 軌G1、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3，每組千斤頂安 裝導(dǎo)軌均由兩根平行的導(dǎo)軌組成。第一千斤頂安裝導(dǎo)軌G1的兩根平行導(dǎo)軌 之間的距離由第一千斤頂Ql安裝孔之間的距離決定，第二千斤頂安裝導(dǎo)軌 G2的兩根平行導(dǎo)軌之間的距離由第二千斤頂Q2安裝孔之間的距離決定，第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3的兩根平行導(dǎo)軌之間的距離由第三千斤頂Q3安裝孔之間的距離決定，千斤頂在千斤頂安裝導(dǎo)軌上能夠沿著導(dǎo)軌滑動(dòng)。底座9上的第一支座安裝導(dǎo)軌Z1與第二支座安裝導(dǎo)軌Z2之間是平行的， 第一千斤頂安裝導(dǎo)軌Gl、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌 G3之間是互相平行的，第一支座安裝導(dǎo)軌Z1和第二支座安裝導(dǎo)軌Z2與第 一千斤頂安裝導(dǎo)軌G1、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3 之間是垂直排列的，第一支座安裝導(dǎo)軌Z1和第二支座安裝導(dǎo)軌Z2與第一千 斤頂安裝導(dǎo)軌Gl、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3在機(jī) 械設(shè)計(jì)和加工中要保證足夠的平行度和垂直度，傳感器固定支座l在機(jī)械設(shè) 計(jì)、加工和安裝中與底座9要保證足夠的垂直度，千斤頂固定支座8在機(jī)械 設(shè)計(jì)、加工和安裝中與底座9要保證足夠的垂直度。 實(shí)施例首先，將本發(fā)明中的底座9安放在平坦的地面上，利用水平儀對(duì)底座9 的水平面進(jìn)行校準(zhǔn)，確保底座9處于水平狀態(tài)。然后，將加載帽5安裝在標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6上，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6 安裝在千斤頂上，將第一千斤頂Q1、第二千斤頂Q2、第三千斤頂Q3通過(guò) 千斤頂安裝孔7、千斤頂固定壓塊13和六角螺栓14分別安裝在底座9上的 第一千斤頂安裝導(dǎo)軌Gl、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌 G3上。其次，將六維力傳感器3通過(guò)轉(zhuǎn)接板傳感器19安裝孔安裝在轉(zhuǎn)接板2上， 將加載板4通過(guò)加載板傳感器安裝孔16和傳感器安裝孔12安裝在六維力傳 感器3上，將轉(zhuǎn)接板2通過(guò)轉(zhuǎn)接板安裝孔18安裝在傳感器固定支座1上。通 過(guò)支座固定壓塊11和六角螺栓14將傳感器固定支座1安裝在底座9的第一 支座安裝導(dǎo)軌Z1上。再次，將安裝有加載帽5和標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6的第四千斤頂Q4通過(guò) 千斤頂安裝孔7安裝在千斤頂固定支座8的第一組千斤頂固定孔Kl上。把 千斤頂固定支座8通過(guò)支座固定壓塊11和六角螺栓14安裝在底座9的第二 支座安裝導(dǎo)軌Z2上。最后，檢查裝置中的每個(gè)零配件，確保每個(gè)零配件安裝準(zhǔn)確、牢靠，六 維力傳感器標(biāo)定裝置安裝完畢，就能夠?qū)αS力傳感器進(jìn)行標(biāo)定。座8上置有五組千斤頂固定孔，分別為第一組千斤頂固定孔Kl、第二組千斤頂固定孔K2、第三組千斤頂固定孔K3、第四組千斤頂固定孔K4和第五組 千斤頂固定孔K5，六維力傳感器3在標(biāo)定過(guò)程中，按照標(biāo)定坐標(biāo)系的定義， 將連接有六維力傳感器3和加載板4的轉(zhuǎn)接板2安裝在傳感器固定支座l上, 使Y軸正方向垂直向上，把第四千斤頂Q4安裝在第三組千斤頂固定孔K3 上，第四千斤頂Q4上安裝有加載帽5和標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6，設(shè)定第四千斤 頂Q4進(jìn)行加力，此時(shí)加載帽5與加載板4上的正面加載孔17性接觸，標(biāo)準(zhǔn) 單維力傳感器6測(cè)量實(shí)際加載力的大小，對(duì)六維力傳感器3施加力-Fz和力 矩+ Mx。圖17為本發(fā)明中施加力-Fz和力矩-Mx的標(biāo)定示意圖。千斤頂固定支 座8上置有五組千斤頂固定孔，分別為第一組千斤頂固定孔Kl、第二組千斤 頂固定孔K2、第三組千斤頂固定孔K3、第四組千斤頂固定孔K4和第五組 千斤頂固定孔K5，六維力傳感器3在標(biāo)定過(guò)程中，按照標(biāo)定坐標(biāo)系的定義， 將連接有六維力傳感器3和加載板4的轉(zhuǎn)接板2安裝在傳感器固定支座l上， 使Y軸正方向垂直向上，把第四千斤頂Q4安裝在第一組千斤頂固定孔Kl 上，第四千斤頂Q4上安裝有加載帽5和標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6，設(shè)定第四千斤 頂Q4進(jìn)行加力，此時(shí)加載帽5與加載板4上的正面加載孔17性接觸，標(biāo)準(zhǔn) 單維力傳感器6測(cè)量實(shí)際加載力的大小，對(duì)六維力傳感器3施加力-Fz和力 矩-Mx。圖18為本發(fā)明中施加力- 2和力矩+ ]\^的標(biāo)定示意圖。千斤頂固定支 座8上置有五組千斤頂固定孔，分別為第一組千斤頂固定孔Kl、第二組千斤 頂固定孔K2、第三組千斤頂固定孔K3、第四組千斤頂固定孔K4和第五組 千斤頂固定孔K5，六維力傳感器3在標(biāo)定過(guò)程中，按照標(biāo)定坐標(biāo)系的定義， 將連接有六維力傳感器3和加載板4的轉(zhuǎn)接板2安裝在傳感器固定支座l上， 使Y軸正方向垂直向上，把第四千斤頂Q4安裝在第二組千斤頂固定孔K2 上，第四千斤頂Q4上安裝有加載帽5和標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6，設(shè)定第四千斤 頂Q4進(jìn)行加力，此時(shí)加載帽5與加載板4上的正面加載孔17性接觸，標(biāo)準(zhǔn) 單維力傳感器6測(cè)量實(shí)際加載力的大小，對(duì)六維力傳感器3施加力-Fz和力 矩+ My。
權(quán)利要求
1、六維力傳感器標(biāo)定裝置，包括相互連接的傳感器固定支座(1)、轉(zhuǎn)接板(2)、六維力傳感器(3)、加載板(4)、標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器(6)和底座(9)，其特征在于所述的六維力傳感器(3)左邊通過(guò)一組轉(zhuǎn)接板傳感器安裝孔(19)安裝在轉(zhuǎn)接板(2)上，所述的轉(zhuǎn)接板(2)通過(guò)一組轉(zhuǎn)接板安裝孔(18)安裝在傳感器固定支座(1)上，所述的六維力傳感器(3)右邊通過(guò)一組傳感器安裝孔(12)和一組加載板傳感器安裝孔(16)與所述的加載板(4)剛性連接，所述的加載板(4)上置有上、下、左、右四組側(cè)面加載孔(15)、一組正面加載板傳感器安裝孔(16)和一組正面加載孔(17)；所述的加載板(4)的下方置有三個(gè)千斤頂，分別為第一千斤頂(Q1)、第二千斤頂(Q2)和第三千斤頂(Q3)，所述的第一千斤頂(Q1)、第二千斤頂(Q2)和第三千斤頂(Q3)的上面分別與所述的標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器(6)剛性連接，所述的標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器(6)的前面置有加載帽(5)，所述的第一千斤頂(Q1)、第二千斤頂(Q2)和第三千斤頂(Q3)均安裝在所述的底座(9)上；所述的底座(9)上置有三組平行的千斤頂安裝導(dǎo)軌，分別為第一千斤頂安裝導(dǎo)軌(G1)、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌(G2)和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌(G3)，每組千斤頂安裝導(dǎo)軌均由兩根平行的導(dǎo)軌組成，其中第一千斤頂(Q1)安裝在第一千斤頂安裝導(dǎo)軌(G1)上，第二千斤頂(Q2)安裝在第二千斤頂安裝導(dǎo)軌(G2)上，第三千斤頂(Q3)安裝在第三千斤頂安裝導(dǎo)軌(G3)上，每個(gè)千斤頂在各自的千斤頂安裝導(dǎo)軌上能夠沿著導(dǎo)軌滑動(dòng)；所述的底座(9)上還置有兩組平行的支座安裝導(dǎo)軌，分別為第一支座安裝導(dǎo)軌(Z1)和第二支座安裝導(dǎo)軌(Z2)，每組支座安裝導(dǎo)軌由平行的兩根導(dǎo)軌組成，所述的傳感器固定支座(1)通過(guò)支座固定壓塊(11)和六角螺栓(14)安裝在底座(9)的第一支座安裝導(dǎo)軌(Z1)上，所述的第一支座安裝導(dǎo)軌(Z1)兩根平行導(dǎo)軌之間的距離由傳感器固定支座(1)的厚度決定，所述的千斤頂固定支座(8)通過(guò)支座固定壓塊(11)和六角螺栓(14)安裝在底座(9)的第二支座安裝導(dǎo)軌(Z2)上，所述的第二支座安裝導(dǎo)軌(Z2)兩根平行導(dǎo)軌之間的距離由千斤頂固定支座(8)的厚度決定；所述的第一千斤頂(Q1)、第二千斤頂(Q2)、第三千斤頂(Q3)上方的對(duì)面是第四千斤頂(Q4)，所述的第四千斤頂(Q4)左邊與標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器(6)、加載帽(5)剛性連接，右邊通過(guò)千斤頂安裝孔(7)安裝在千斤頂固定支座(8)上，所述的千斤頂固定支座(8)上的千斤頂定位銷(10)對(duì)第四千斤頂(Q4)進(jìn)行定位；所述的第一千斤頂(Q1)、第二千斤頂(Q2)、第三千斤頂(Q3)對(duì)上方的加載板(4)上的側(cè)面加載孔(15)施加力/力矩，所述的第四千斤頂(Q4)對(duì)前方的加載板(4)上的正面加載孔(17)施加力/力矩，達(dá)到對(duì)六維力傳感器(3)進(jìn)行標(biāo)定和測(cè)試的目的。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的六維力傳感器標(biāo)定裝置，其特征是所說(shuō)加載 板(4)上置有上、下、左、右四組側(cè)面加載孔(15),所說(shuō)側(cè)面加載孔(15) 每組有三個(gè)孔，所說(shuō)一組正面加載孔(17)置于加載板(4)的正面上，所說(shuō) 一組正面加載孔(17)有五個(gè)孔，所說(shuō)側(cè)面加載孔(15)和正面加載孔(17) 均為半球形的，或是平面的加載位置，所說(shuō)側(cè)面加載孔(15)和正面加載孔 (17)在機(jī)械加工中要保證足夠的孔的位置精度和孔的垂直度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的六維力傳感器標(biāo)定裝置，其特征是所說(shuō)加 載帽(5)是半球形的，所說(shuō)加載帽(5)的材料是鋁合金，或是鋼，或是銅， 所說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器(6)是精度為0.05%F.S、或0.02%F.S、或O.O藩.S 的單維拉/壓力傳感器，所說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器(6)的量程是1噸，或是5 噸，或是10噸，或是16噸，或是20噸。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的六維力傳感器標(biāo)定裝置，其特征是所說(shuō)第 一千斤頂(Ql)、第二千斤頂(Q2)、第三千斤頂(Q3)和第四千斤頂(Q4) 是手動(dòng)千斤頂，或是液壓千斤頂，或是電動(dòng)千斤頂，所說(shuō)第一千斤頂(Q1)、 第二千斤頂(Q2)、第三千斤頂(Q3)和第四千斤頂(Q4)的量程是5噸， 或是10呻，或是16噸，或是20 口屯，所說(shuō)第一千斤頂(Ql )、第二千斤頂(Q2 )、 第三千斤頂(Q3)在機(jī)械設(shè)計(jì)、加工和安裝時(shí)需要保證與底座(9)的垂直 度，所說(shuō)第四千斤頂(Q4)在機(jī)械設(shè)計(jì)、加工和安裝時(shí)需要保證與千斤頂式中，DM為十六進(jìn)制的積分時(shí)間代碼，Z)五C2/ffiX為十進(jìn)制轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制 的轉(zhuǎn)換函數(shù)，K為不同儀器的代碼轉(zhuǎn)換系數(shù)；然后結(jié)合攝影時(shí)刻和得到的積分時(shí)間，形成積分時(shí)間調(diào)整的程控指令，把 最終指令代碼送往衛(wèi)星執(zhí)行。根據(jù)步驟(4)可以得到衛(wèi)星設(shè)計(jì)軌道下不同攝影高度、不同側(cè)擺角情況下的最大積分時(shí)間)、最小積分時(shí)間4(一及1秒內(nèi)最大積分時(shí)間變化值A(chǔ)^ , 進(jìn)一步可對(duì)與積分時(shí)間有關(guān)的參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所述的參數(shù)設(shè)計(jì)包括積分時(shí) 間量化分層值選擇、積分時(shí)間刷新頻率選擇、積分時(shí)間量化等級(jí)選擇。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于(1 )本發(fā)明將高精度仿真模型和位置矢量微分方法有機(jī)結(jié)合，消除了傳統(tǒng) 幾何分析計(jì)算推導(dǎo)過(guò)程中未考慮地球扁率及側(cè)擺時(shí)地面像元采樣間距變化引入 的誤差，控制了誤差傳遞，提高了計(jì)算精度，并且實(shí)時(shí)性高。(2 )本發(fā)明通過(guò)消除攝影點(diǎn)移動(dòng)速度中的徑向速度，進(jìn)一步提高了積分時(shí) 間計(jì)算精度。(3)本發(fā)明從積分時(shí)間的幾何意義出發(fā)，采用遙感器像元的角視場(chǎng)(c/o/jO 除以像移角速度(力// )的概念求解積分時(shí)間，克服了以往用固定的地面采樣間距GSD (ground sample distance)除以丐得到積分時(shí)間的低精度缺陷。(4 )本發(fā)明基于積分時(shí)間計(jì)算方法提出的星上實(shí)時(shí)調(diào)整積分時(shí)間的地面?zhèn)?份調(diào)整方案，提高了整星動(dòng)態(tài)成像的可靠性和成像質(zhì)量，保證了可靠的積分同 步控制。(5)本發(fā)明適用于不同軌道高度、星下點(diǎn)及衛(wèi)星不同姿態(tài)角、有偏流角控 制的情況，具有計(jì)算遙感器實(shí)時(shí)或外推軌道下高精度積分時(shí)間的特點(diǎn)，對(duì) TDICCD相機(jī)在軌獲得高質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)具有重要作用。

圖1為TDICCD工作原理全文摘要
本發(fā)明涉及六維力傳感器標(biāo)定裝置，包括相互機(jī)械連接的傳感器固定支座、轉(zhuǎn)接板、六維力傳感器、加載板、標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器、千斤頂固定支座和底座。加載板、六維力傳感器和轉(zhuǎn)接板相互連接，并安裝在傳感器固定支座上，傳感器固定支座安裝在底座的第一支座安裝導(dǎo)軌上。千斤頂前面置有標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器前面置有加載帽，第一千斤頂、第二千斤頂和第三千斤頂分別安裝在第一千斤頂安裝導(dǎo)軌、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌上，第四千斤頂安裝在千斤頂固定支座上，千斤頂固定支座安裝在底座的第二支座安裝導(dǎo)軌上。本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、標(biāo)定精度高的裝置，適用于大量程、大尺寸六維力傳感器的標(biāo)定和測(cè)試。
文檔編號(hào)G01L25/00GK101226095SQ20081002051
公開(kāi)日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者吳仲城, 吳寶元, 沈春山, 飛 申 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院