[发明专利]一种三维均质实体无损测量装置及方法

摘要

本发明公开一种三维均质实体无损测量装置及方法，其搭建的三维均质实体无损测量平台以杠杆平衡系统中力与力矩平衡与实体质量的关系为基础，通过测量杠杆平衡系统中实体不同位置的受力变化大小，并基于静力平衡原理求解被测实体C1各片层的质量和相应片层重心坐标值，建立各片层质量和所含微小单元体的方程组及重心坐标方程组，进而通过智能计算求解方程组，获得各单元体的质量和空间坐标值，通过图形重构得到被测实体C1的三维数字化信息。本发明属机械非接触式测量，不仅设备简单、成本低，而且可实现自动测量，测量速度快、测量数据少，重构简单；可单独用于机械零部件内部气孔等缺陷检查，测量精度高于国内现有设备。

主权项

一种三维均质实体无损测量装置，其特征在于：主要由杠杆平衡系统、精密测力仪器L1、L2、L3和L4、装夹系统、精密运动系统及计算机组成；其中，杠杆平衡系统包括杠杆G1、杠杆G2、支撑平台Z1和4个自动配重系统P1、P2、P3和P4；杠杆G1的支点O1和杠杆G2的支点O2对称平衡地设置在相应的杠杆上；支撑平台Z1与上述杠杆G1和杠杆G2之间通过4个固定力接触点P、Q、H和E相连接；其中固定力接触点P和固定力接触点H位于杠杆G1上，且固定力接触点P与杠杆G1的支点O1重叠；固定力接触点Q和固定力接触点E位于杠杆G2上，且固定力接触点Q与杠杆G2的支点O2重叠；固定力接触点P和固定力接触点Q的连线与两杠杆G1和CD均垂直；固定力接触点H和固定力接触点E的连线也与两杠杆G1和CD均垂直；支撑平台Z1在系统中本身重力及力矩已知不变，并可以通过杠杆系统平衡掉；杠杆G1和杠杆G2的4个端点A、B、C和D上分别固定悬挂有一自动配重系统P1、P2、P3和P4；杠杆平衡系统的4个测重系统处各设有一精密测力仪器L1、L2、L3和L4，该精密测力仪器L1、L2、L3和L4的采集信号输出端均连接至计算机中；装夹系统包括包容立方体和旋转机构；包容立方体采用最小包容原则让被测实体C1装夹其中；旋转机构的控制端与计算机相连，旋转机构的动力端与包容立方体相连，旋转机构接收计算机指令控制包容立方体在不同测量方向上的精确换向和定位；精密运动系统的控制端与计算机相连，精密运动系统的动力输出端则与装夹系统相连，通过计算机指令控制包容有被测实体C1的装夹系统实现精密位移。