[發明專利]一種通用型重心坐標測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202110550013.6
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113092007A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 黎振;何欣;王茜;陳鵬;霍相佐;潘金城
• 申請（專利權）人: 天津職業技術師范大學（中國職業培訓指導教師進修中心）
• 主分類號: G01M1/12
• 分類號: G01M1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種通用型重心坐標測量裝置及方法，底座、支撐組件、控制器、工件、計算機，掃描儀、連接線，底座上通過螺釘固定支撐組件，支撐組件的支撐標準球上放置工件，掃描儀與計算機通過連接線連接，支撐組件上安裝有三向應力傳感器，三向應力傳感器通過連接線與控制器及計算機相連接。將工件放置在支撐組件的支撐標準球上，支撐標準球與工件點接觸。通過掃描獲得工件及支撐標準球的點云數據，通過點云擬合支撐標準球及工件接觸部分，獲得球心坐標及接觸點位置，結合三向應力傳感器，獲得各個支撐球的受力，再計算出工件重心坐標。該裝置結構簡單，通用性好，方法計算精度高。

技術領域

本發明涉及重心測量技術領域，尤其涉及一種具有通用型重心坐標測量裝置及方法。

背景技術

在飛機、無人機、火箭、船舶、汽車等的生產過程中，其重心的位置對產品的動態性能影響十分顯著。因此，在產品生產及出廠時，往往需要進行重心的測量及調整，以滿足性能的要求。而且，隨著這些器件運行速度越來越快，環境適應力要求越來越高，要求測量的重心精度日益提高。如公開號為CN10544855A的專利，提出了一種飛機重心測量調整裝置。該方案采用三個點支撐飛機，然后調整支撐點的高度，根據其支撐部分壓力的變化，獲得飛機的重心。該裝置針對特定機型，且接觸位置為面接觸，且隨頂起過程發生變化，誤差大，測試過程繁瑣，飛機有側翻的風險。公開號為CN112304408A公開了一種飛機重量重心自動化測量裝置，該裝置采用特殊的支撐裝置，裝置結構復雜，只能用于某些型號飛機的重心測量。公開號為CN212409960U公開了一種基于掃描的重心測量裝置，該裝置從理論上講，具有很好的精度及通用性，結構簡單。但是，需要將產品懸垂，對于大型產品或者不能懸垂的產品，則不能進行重心的測量。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種通用型重心坐標測量裝置，通過與掃描方法相結合，能夠測量飛機、無人機、船舶、汽車、假人模型等多種產品的重心坐標，具有通用性，裝置結構簡單，支撐位置選擇靈活，具有高效率、高精度、低成本、通用的優點。

本發明通過技術方案如下：

一種通用型重心坐標測量裝置，包括底座、支撐組件、控制器、工件、計算機，掃描儀、連接線；所述的底座上通過螺釘固定支撐組件，支撐組件的支撐標準球上放置工件，工件與支撐標準球接觸時為點接觸；所述掃描儀與計算機通過連接線連接；所述的支撐組件上安裝有三向應力傳感器，能獲得各個支撐標準球支撐工件時的三向應力；所述三向應力傳感器通過連接線與控制器及計算機相連接；所述的計算機里安裝有軟件。

所述的支撐組件包括定位銷釘，用來與底座上成組的銷孔配合；所述的定位銷釘固定在下固定板上，下固定板上安裝有升降機構；所述升降機構上安裝有上固定板，上固定板上固定有三向應力傳感器；所述三向應力傳感器上固定有支撐標準球，支撐標準球的高度可以通過升級機構進行調整，以使支撐標準球支撐在工件上上并承受工件部分的重力，支撐標準球與工件點接觸；所述支撐標準球面輪廓度誤差小于0.1mm。

所述的底座上有成組銷孔及螺釘孔，可以根據被測工件的大小及支撐位置強度，在底座上分散布置三個或三個以上的支撐組件，保證工件被平穩支撐；所述銷孔用來定位支撐組件；所述螺釘孔用來固定支撐組件。

所述的工件上粘貼有標記點，以用掃描儀進行數據采集時進行數據拼接，保證掃描的順利進行，獲得工件及支撐標準球空間位置的點云數據。

所述的升降機構安裝有搖把，用來調整標準支撐球支撐的高度，使標準支持球承受工件的部分重力。

一種通用型重心坐標測量裝置的測量方法，包括如下步驟：

1）將三個或以上的支撐組件通過螺釘固定在底板上，通過搖把調整固定支撐標準球的高度，使粘結有標記點的工件平穩支撐在支撐標準球上，支撐標準球與工件點接觸；

2）將計算機與掃描儀、控制器連接；

3）采用掃描儀對工件及支撐標準球進行掃描，獲得工件及支撐標準球的點云數據；