[发明专利]一种通用型重心坐标测量装置及方法

说明书

本发明提供了一种通用型重心坐标测量装置及方法，底座、支撑组件、控制器、工件、计算机，扫描仪、连接线，底座上通过螺钉固定支撑组件，支撑组件的支撑标准球上放置工件，扫描仪与计算机通过连接线连接，支撑组件上安装有三向应力传感器，三向应力传感器通过连接线与控制器及计算机相连接。将工件放置在支撑组件的支撑标准球上，支撑标准球与工件点接触。通过扫描获得工件及支撑标准球的点云数据，通过点云拟合支撑标准球及工件接触部分，获得球心坐标及接触点位置，结合三向应力传感器，获得各个支撑球的受力，再计算出工件重心坐标。该装置结构简单，通用性好，方法计算精度高。

技术领域

本发明涉及重心测量技术领域，尤其涉及一种具有通用型重心坐标测量装置及方法。

背景技术

在飞机、无人机、火箭、船舶、汽车等的生产过程中，其重心的位置对产品的动态性能影响十分显著。因此，在产品生产及出厂时，往往需要进行重心的测量及调整，以满足性能的要求。而且，随着这些器件运行速度越来越快，环境适应力要求越来越高，要求测量的重心精度日益提高。如公开号为CN10544855A的专利，提出了一种飞机重心测量调整装置。该方案采用三个点支撑飞机，然后调整支撑点的高度，根据其支撑部分压力的变化，获得飞机的重心。该装置针对特定机型，且接触位置为面接触，且随顶起过程发生变化，误差大，测试过程繁琐，飞机有侧翻的风险。公开号为CN112304408A公开了一种飞机重量重心自动化测量装置，该装置采用特殊的支撑装置，装置结构复杂，只能用于某些型号飞机的重心测量。公开号为CN212409960U公开了一种基于扫描的重心测量装置，该装置从理论上讲，具有很好的精度及通用性，结构简单。但是，需要将产品悬垂，对于大型产品或者不能悬垂的产品，则不能进行重心的测量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种通用型重心坐标测量装置，通过与扫描方法相结合，能够测量飞机、无人机、船舶、汽车、假人模型等多种产品的重心坐标，具有通用性，装置结构简单，支撑位置选择灵活，具有高效率、高精度、低成本、通用的优点。

本发明通过技术方案如下：

一种通用型重心坐标测量装置，包括底座、支撑组件、控制器、工件、计算机，扫描仪、连接线；所述的底座上通过螺钉固定支撑组件，支撑组件的支撑标准球上放置工件，工件与支撑标准球接触时为点接触；所述扫描仪与计算机通过连接线连接；所述的支撑组件上安装有三向应力传感器，能获得各个支撑标准球支撑工件时的三向应力；所述三向应力传感器通过连接线与控制器及计算机相连接；所述的计算机里安装有软件。

所述的支撑组件包括定位销钉，用来与底座上成组的销孔配合；所述的定位销钉固定在下固定板上，下固定板上安装有升降机构；所述升降机构上安装有上固定板，上固定板上固定有三向应力传感器；所述三向应力传感器上固定有支撑标准球，支撑标准球的高度可以通过升级机构进行调整，以使支撑标准球支撑在工件上上并承受工件部分的重力，支撑标准球与工件点接触；所述支撑标准球面轮廓度误差小于0.1mm。

所述的底座上有成组销孔及螺钉孔，可以根据被测工件的大小及支撑位置强度，在底座上分散布置三个或三个以上的支撑组件，保证工件被平稳支撑；所述销孔用来定位支撑组件；所述螺钉孔用来固定支撑组件。

所述的工件上粘贴有标记点，以用扫描仪进行数据采集时进行数据拼接，保证扫描的顺利进行，获得工件及支撑标准球空间位置的点云数据。

所述的升降机构安装有摇把，用来调整标准支撑球支撑的高度，使标准支持球承受工件的部分重力。

一种通用型重心坐标测量装置的测量方法，包括如下步骤：

1）将三个或以上的支撑组件通过螺钉固定在底板上，通过摇把调整固定支撑标准球的高度，使粘结有标记点的工件平稳支撑在支撑标准球上，支撑标准球与工件点接触；

2）将计算机与扫描仪、控制器连接；

3）采用扫描仪对工件及支撑标准球进行扫描，获得工件及支撑标准球的点云数据；