[发明专利]质心测量仪器及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及物体质心位置的测量仪器及其测量方法。

背景技术

质心是物体的质量中心，在重力场均匀时也为所受重力的中心，它是众多工程领域中需要精确测定的重要参数，有非常重要的实用意义，在质心偏离设定的几何中心点时称为偏心。例如，无人机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)上的航拍相机的质心对于定位相机的云台的设计有着非常重要的意义，质心偏差对于云台的稳定性有非常大的影响，因此迫切需要一种高精度通用的测定物体质心位置的仪器和方法。

现有一些市场上能够找到的质心测量仪器通常具有特定的应用场合，在遇到具体的测量要求时，常常会存在测量的量程过大，或者测量精度不够等问题。并且市场上的测量仪系统结构比较复杂。

发明内容

本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种质心测量仪器及其测量方法，可简单方便的实现物体质心的测量，测量结果精度较高，并且可以进行多种物品的测量，具有通用性。

一方面，本发明提供了一种质心测量仪器，包括：

平衡杆，所述平衡杆的中心下方设有支撑刀口块，且与所述支撑刀口块相同距离的两侧分别设有测量刀口块，所述平衡杆的中心上方支撑待测物体；

刀口座，所述刀口座支撑所述支撑刀口块；以及

两个电子称分别支撑所述测量刀口块，在待测物体的质心偏心时，所述两个电子称有示数的差值，所述质心测量仪器在所述平衡杆达到预定的水平状态时，所述两个电子称示数的差值力乘以所述测量刀口块与支撑刀口块的距离获得待测物体的质心偏心产生的力矩，再根据力矩原理将力矩除以待测物体的重力获得待测物体的质心偏心距离。

所述两个电子称选用精度为0.001g的电子称。

所述质心测量仪器还包括两个升降装置用于支撑所述两个电子称，并调节所述两个电子称的高度使所述平衡杆达到预定的水平状态。

所述质心测量仪器还包括仪器底座，用于水平支撑所述刀口座和两个升降装置。

所述质心测量仪器还包括用于定位待测物体的定位夹具部件，所述定位夹具部件包括水平定位夹具和竖直定位夹具，所述水平定位夹具连接至所述平衡杆。

所述水平定位夹具和所述竖直定位夹具可拆卸交换连接至所述平衡杆。

所述平衡杆的中心上方开设有滑槽，所述水平定位夹具和所述竖直定位夹具分别设有定位柱，所述水平定位夹具或所述竖直定位夹具通过所述定位柱与所述滑槽的配合连接至所述平衡杆。

所述刀口座朝向所述支撑刀口块的表面开设有线槽，所述支撑刀口块具有刀尖，所述刀尖插入所述线槽中。

另一方面，本发明实施例还提供了使用上述测量仪器的质心测量方法，包括如下步骤：

调节平衡杆达到预定的水平状态，通过调节两个电子称中示数较大的电子称的高度，使两个电子称均有正示数，且两侧的示数近似为零时认为平衡杆达到预定的水平状态；

将待测物体定位放置在所述平衡杆的中心上方，重复调节平衡杆水平的步骤，获得两个电子称的示数的差值；以及

根据力矩原理公式计算待测物体的质心偏心距离，通过将所述两个电子称示数的差值力乘以所述测量刀口块与支撑刀口块的距离获得待测物体的质心偏心产生的力矩，再根据力矩原理将力矩除以待测物体的重力获得待测物体的质心偏心距离。

所述两个电子称的示数的差值通过先记录所述两个电子称的示数的差值为第一次差值，然后将待测物体左右侧调换位置重新定位放置到所述平衡杆的中心上方，重复调节平衡杆水平的步骤，此时记录两个电子称的示数的差值为第二次差值，通过取第一次差值和第二次差值的平均值以获得两个电子称的示数的差值。

所述质心测量方法还包括提供定位夹具部件以将待测物体定位放置在所述平衡杆的中心上方，计算待测物体的质心偏心距离时利用定位夹具和待测物体产生的总力矩扣除定位夹具部件产生的力矩。

所述力矩原理公式选用W_T＝G×L＝F₁×L₁，其中L为待测物体的质心偏心距离，F₁为所述两个电子称示数的差值力，L₁为所述测量刀口块与支撑刀口块的设定距离，G为待测物体的重力，并且计算待测物体的质心偏心距离时力矩的扣除转化为定位夹具和待测物体产生的所述两个电子称示数的差值力扣除定位夹具部件产生的所述两个电子称示数的差值力。