[发明专利]一种基于扫描的重心测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种基于扫描的重心测量装置，包括底座(2)，其特征在于，所述的底座(2)上设置有能够进行垂直方向调节的纵支撑机构，所述纵支撑机构的顶端连接有能够进行水平方向调节的横滑杆(7)的一端，所述横滑杆(7)的另一端通过挂钩(8)连接有垂直设置的标准球杆(9)，所述标准球杆(9)上一体形成有2个以上的用于采集测量数据的球体(9.1)，所述标准球杆(9)的下端通过万向连接器(10)连接被测工件(12)。

2.根据权利要求1所述的一种基于扫描的重心测量装置，其特征在于，所述的标准球杆(9)包括有杆体(9.2)，2个以上所述的球体(9.1)等间隔的一体形成在所述的杆体(9.2)上，且每个球体(9.1)的垂直中心轴与所述杆体(9.2)的中心轴在一条直线上。

3.根据权利要求1所述的一种基于扫描的重心测量装置，其特征在于，所述标准球杆(9)的上端形成有内螺纹孔，所述挂钩(8)垂直部分的末端形成有外螺纹，所述标准球杆(9)与所述挂钩(8)为螺纹连接；所述标准球杆(9)的下端形成有内螺纹孔，所述标准球杆(9)的下端通过内螺纹孔与所述万向连接器(10)上端的螺杆相连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于扫描的重心测量装置，其特征在于，形成在所述万向连接器(10)下端的螺杆与形成在所述被测工件(12)上的内螺纹孔为螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于扫描的重心测量装置，其特征在于，所述万向连接器(10)下端通过一个吸盘(14)连接所述的被测工件(12)，所述的吸盘(14)上端形成有内螺纹孔，形成在所述万向连接器(10)下端的螺杆与所述吸盘(14)上的内螺纹孔为螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于扫描的重心测量装置，其特征在于，所述横滑杆(7)在连接挂钩(8)的一端形成有凹槽(7.1)，所述挂钩(8)的钩部嵌入在所述凹槽(7.1)内。

7.根据权利要求1所述的一种基于扫描的重心测量装置，其特征在于，所述纵支撑机构包括有：底端固定连接在所述底座(2)上的纵支座(3)和连接在所述纵支座(3)上端的纵滑杆(5)，所述纵支座(3)轴心沿轴向形成有调节槽，所述纵滑杆(5)的下部能够上下移动地插入在所述调节槽内，并通过设置在所述纵支座(3)上端口侧边的下锁紧螺钉(4)进行定位，所述纵滑杆(5)的上端沿径向形成有贯通孔，所述横滑杆(7)能够移动的插入到所述的贯通孔内，并通过设置在所述纵滑杆(5)上端侧边的上锁紧螺钉(6)进行定位，所述底座(2)的底部固定设置有隔振垫(1)。

8.一种权利要求1所述的基于扫描的重心测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将连接在通过挂钩(8)竖直挂在横滑杆(7)上的标准球杆(9)下端的万向连接器(10)下端的螺杆与形成在表面贴有标记点(13)的被测工件(12)上的内螺纹孔进行螺纹连接，待被测工件(12)自然悬垂、静止；

2)采用扫描仪(11)对被测工件(12)及标准球杆(9)进行扫描，获得被测工件(12)及标准球杆(9)的点云数据；

3)将万向连接器(10)与被测工件(12)分开，并在万向连接器(10)的底端连接吸盘(14)，用吸盘(14)吸住被测工件(12)的其它位置，待被测工件(12)静止；

4)采用扫描仪(11)扫描获得被测工件(12)另外一位置及标准球杆(9)的点云数据；

5)重复步骤3)～步骤4)，直至得到设定次的点云数据；

6)将两次的点云数据根据工件外形的点云数据或者标记点(13)进行坐标系转换，使两次的点云数据统一到一个坐标系；

7)将标准球杆(9)的两次点云数据分别拟合出一个个球，获得球心的坐标位置，即得到球心A1，A2，A3和B1、B2、B3的坐标值；

8)用最小二乘法分别拟合出球心A1，A2，A3的拟合直线AL，以及球心B1、B2、B3的拟合直线BL；

9)重复步骤6)～步骤8)，直至得到设定次点云数据的所有拟合直线；求出所有拟合直线的近似交点O的坐标值，该交点O的坐标值即为被测工件的重心值。