[发明专利]一种不规则水下航行器浮心测量装置及方法

说明书

本发明提出一种不规则水下航行器浮心测量装置及方法，将不规则水下航行器置于水下，航行器在自身浮力、自身重力、固连工装重力、传感器作用力的共同作用下平衡，以浮心测量装置某一点为原点建立基准坐标系，采用三点测量法，通过采集称重传感器的输出信号，根据静力平衡原理和静力矩平衡原理进行计算得出航行器的浮力和浮心参数。

技术领域

本发明涉及无人水下航行器领域，具体为一种不规则水下航行器浮心测量装置及方法。

背景技术

水下航行器航行器已广泛应用于情报搜集、勘测战场、反潜作战、海洋勘测等任务，目前已成为世界各国国防建设和海洋开发的重要研究方向之一。对于高速航行的水下航行器，当其重、浮心位置处理不当时，将很难调整其航行方向和姿态，容易造成航行器偏离轨道或无法命中目标。因此准确测量浮心位置至关重要。

通常无人水下航行器呈不规则形状且质量分布不均匀，普通方法不能准确、便捷地测量无人水下航行器的浮心位置。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，实现测量水下无人航行器的浮力及浮心等相关参数的目的，本发明提出一种不规则水下航行器浮心测量装置及方法，将不规则水下航行器置于水下，航行器在自身浮力、自身重力、固连工装重力、传感器作用力的共同作用下平衡，以浮心测量装置某一点为原点建立基准坐标系，采用三点测量法，通过采集称重传感器的输出信号，根据静力平衡原理和静力矩平衡原理进行计算得出航行器的浮力和浮心参数。

本发明的技术方案为：

所述一种不规则水下航行器浮心测量装置，其特征在于：包括测量平台、调平装置、升降装置、称重组件、测控及数据采集系统；

所述测量平台包括底座和安装基座；所述底座上装有旋转机构和推杆机构；所述安装基座上表面与旋转机构连接，安装基座边缘与推杆机构连接，推杆机构能够推动安装基座绕旋转机构摆动；安装基座下表面连接被测水下航行器；

所述调平装置、升降装置和称重组件成套配合使用，且数量为三；所述升降装置和称重组件安装在调平装置上，调平装置放置在水池台面上，通过各套设备中的调平装置配合使用，使各套设备中的称重组件能够同时受力且受力均匀；

所述升降装置包括电机和顶块，电机能够带动顶块在Z方向运动，且各套设备中的升降装置同步运动能够同步支撑底座；所述Z方向为竖直方向，所述称重组件包括Z方向布置的称重传感器，当电机带动顶块在Z方向向下运动，顶块脱离底座后，由称重传感器支撑底座并测力；

所述测控及数据采集系统能够采集称重传感器的输出信号。

进一步的优选方案，所述一种不规则水下航行器浮心测量装置，其特征在于：在顶块的运动行程内安装有行程开关；当电机带动顶块在Z方向向上运动并触发上行程开关时，电机停止，顶块支撑底座；当电机带动顶块在Z方向向下运动并触发下行程开关时，电机停止，顶块脱离底座，称重传感器支撑底座。

进一步的优选方案，所述一种不规则水下航行器浮心测量装置，其特征在于：底座上安装有限位开关；当推杆机构推动安装基座绕旋转机构摆动并触发限位开关时，推杆机构停止。

进一步的优选方案，所述一种不规则水下航行器浮心测量装置，其特征在于：所述调平装置由机座与螺杆组成，升降装置和称重组件安装在机座上；通过旋转螺杆对机座进行调平。

进一步的优选方案，所述一种不规则水下航行器浮心测量装置，其特征在于：推杆机构上安装有锁紧机构，当推杆机构推动安装基座绕旋转机构摆动至设定角度后，锁紧机构能够将推杆机构锁定。

进一步的优选方案，所述一种不规则水下航行器浮心测量装置，其特征在于：所述测控及数据采集系统能够控制各套设备中的电机同步运动，控制推杆机构运动，并采集行程开关以及限位开关信号，并根据行程开关以及限位开关信号分别控制电机和推杆机构。