大质偏工件质心高精度测量装置的制作方法

本发明涉及一种大质偏工件质心高精度测量装置，属于大质偏工件质心测量装置技术领域。

背景技术：

质量质心测量技术对于尖端装备的制造环节至关重要。以飞行器类产品为例，质心的位置坐标在其飞控系统设计、加工和制造等环节都至关重要。质量质心测量技术要求能对被测产品进行快速、准确的测量。但是目前在尖端设备制造中，存在一类大质偏工件，其质心与形心之间存在较大偏差，这给质心的测量带来很大不便。

目前的质心测量中最多采用的是多点称重法，即利用多套称重传感器共同支撑被测物，然后根据各套传感器的称重数值列力矩平衡方程，即可计算出质心在测量面中的位置坐标。而在多点称重法中，各套传感器对被测量物体的质心越接近，测量精度越高。另外，传感器的量程越小也越有利于质心位置的精确测量。因此，对于质心与形心之间偏差较大的大质偏工件，现有的基于多点称重法的测量设备有待改进，以提高测量精度。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种大质偏工件质心高精度测量装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种大质偏工件质心高精度测量装置，包括被测物支撑台面和称重台，所述被测物支撑台面设置在称重台的上面；

所述被测物支撑台面包括夹持结构、滚轮支架、浮动板、台体、直线导轨、支撑点一、长条形支撑条和支撑点二，被测物支撑台面的主体部分为台体，台体上表面沿前后方向平行的安装两套直线导轨，两套直线导轨共同支撑两套浮动板，每套浮动板的上表面沿左右方向平行的装有两套直线导轨用来支撑两套滚轮支架，每套滚轮支架上设有一个夹持结构，台体下表面的四角装有四个支撑点一，支撑点一与台体固连，绕台体的下表面的中心点轴对称分布三条长条形支撑条，其下方沿长条形支撑条的长边方向装有若干均匀分布的支撑点二；

所述称重台包括电机滚珠丝杆、传感器支座一、驱动电机、升降机、减速机、传感器支座二、台座、小载荷传感器、导向槽、手柄压块和大载荷传感器，所述台座上表面的四角共装有四套升降机，分别由两套减速机同轴驱动，两套减速机由电机同轴驱动，台座上表面的四角共装有四套传感器支座一，传感器支座一上部固连大载荷传感器，大载荷传感器上表面压点处固连导向槽，导向槽上方设有手柄压块，台座上表面位于支撑条的正下方为三套电机滚珠丝杆带动传感器支座二，传感器支座二上方固连小载荷传感器。

本发明的有益效果：

本发明改进了现有的基于多点法的质心测量装置，从而提高了对于大质偏工件的质心位置测量精度。所提供的大质偏工件质心高精度测量装置，采用大载荷、小载荷两套传感器切换的方式进行质心测量。测量过程中，首先利用大载荷传感器的粗测量结果获得质心的粗略位置，然后移动小载荷传感器，使之尽量靠近质心位置，从而提高质心的测量精度。另外，在量程允许的情况下，尽可能使用小载荷传感器，也能有力地提高质心测量精度。因此本发明能有效针对大质偏工件测量其质心在其基准面中的位置。

附图说明

图1是本发明大质偏工件质心高精度测量装置的整体结构示意图。

图2是本发明大质偏工件质心高精度测量装置的组成图。

图3是被测物支撑台面上部的结构示意图。

图4是被测物支撑台面下部的结构示意图。

图5是称重台的结构示意图。

图6是移动传感器的结构示意图。

图7是固定传感器的结构示意图。

图8是大质偏工件质心的粗测量与精测量的原理示意图。

图中的附图标记，1为被测产品，2为被测物支撑台面，3为称重台，2-1为夹持结构，2-2为滚轮支架，2-3为浮动板，2-4为台体，2-5为直线导轨，2-6为支撑点一，2-7为长条形支撑条，2-8为支撑点二，3-1为电机滚珠丝杆，3-2为传感器支座一，3-3为驱动电机，3-5为升降机，3-6为减速机，3-7为传感器支座二，3-8为台座，3-9为小载荷传感器，3-10为导向槽，3-11为手柄压块，3-12为大载荷传感器，I为称重矩形，II为称重三角形。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1～图8所示，本实施例所涉及的一种大质偏工件质心高精度测量装置，包括被测物支撑台面2和称重台3，所述被测物支撑台面2设置在称重台3的上面；

所述被测物支撑台面2包括夹持结构2-1、滚轮支架2-2、浮动板2-3、台体2-4、直线导轨2-5、支撑点一2-6、长条形支撑条2-7和支撑点二2-8，被测物支撑台面2的主体部分为台体2-4，台体2-4上表面沿前后方向平行的安装两套直线导轨2-5，两套直线导轨2-5共同支撑两套浮动板2-3，每套浮动板2-3的上表面沿左右方向平行的装有两套直线导轨用来支撑两套滚轮支架2-2，每套滚轮支架2-2上设有一个夹持结构2-1，被测产品1的前后支撑点利用夹持结构2-1夹紧。浮动板2-3上方的共计四套滚轮支架2-2共同利用其上方的滚轮分别托举两套夹持结构2-1，进而托举被测产品1。台体2-4下表面的四角装有四个支撑点一2-6，支撑点一2-6与台体2-4固连，绕台体2-4的下表面的中心点轴对称分布三条长条形支撑条2-7，其下方沿长条形支撑条2-7的长边方向装有若干均匀分布的支撑点二2-8，支撑点二2-8的结构与支撑点2-6一相同；

所述称重台3包括电机滚珠丝杆3-1、传感器支座一3-2、驱动电机3-3、升降机3-5、减速机3-6、传感器支座二3-7、台座3-8、小载荷传感器3-9、导向槽3-10、手柄压块3-11和大载荷传感器3-12，所述台座3-8上表面的四角共装有四套升降机3-5，分别由两套减速机3-6同轴驱动，两套减速机3-6由电机3-3同轴驱动，台座3-8上表面的四角共装有四套传感器支座一3-2，传感器支座一3-2上部固连大载荷传感器3-12，大载荷传感器3-12上表面压点处固连导向槽3-10，导向槽3-10上方设有手柄压块3-11，手柄压块3-11可以沿传感器长边方向调节位置，当手柄压块3-11调节到其中一段的极限时，位于支撑点一2-6的正下方。台座3-8上表面位于支撑条2-7的正下方为三套电机滚珠丝杆3-1带动传感器支座二3-7，传感器支座二3-7上方固连小载荷传感器3-9，由电机驱动，传感器支座二3-7沿电机滚珠丝杆3-1方向调节位置，当小载荷传感器3-9调节至位于某个支撑点二2-8下方时，即可通过此支撑点二2-8支撑台体2-4。

所述小载荷传感器3-9和大载荷传感器3-12均为单点式称重传感器。

所述长条形支撑条2-7为钢板结构。

所述支撑点一2-6采用半球结构，半球的平面部分与台体2-4固连，球面部分向下。

所述支撑点二2-8采用半球结构，半球的平面部分与支撑条2-7固连，球面部分向下。

大质偏工件质心高精度测量装置的测量模式包括粗测量模式和精测量模式。

粗测量模式：电机3-3驱动台体2-4升至最高点，四套手柄压块3-11全部移动到支撑点一2-6的正下方。然后电机3-3驱动台体2-4下降至最低点，此时四套减速机3-6与台体2-4分离，台体2-4由四套大载荷传感器3-12通过支撑点一2-6支撑。

精测量模式：电机3-3驱动台体2-4升至最高点，四套手柄压块3-11全部移动到远离支撑点一2-6的正下方。三套电机滚珠丝杆3-1带动三套传感器支座二3-7全部移动到某个支撑点二2-8正下方。然后电机3-3驱动台体2-4下降至最低点，此时四套减速机3-6与台体2-4分离，台体2-4由三套小载荷传感器3-9通过支撑点二2-8支撑。

利用大质偏工件质心高精度测量装置进行质心测量，测量过程包括：产品夹持、产品质心粗测量、产品质心精测量。

产品夹持：根据被测产品1的外形调节滚轮支架2-2到适当位置。将被测产品1与两套夹持结构2-1连接。然后使用滚轮支架2-2通过夹持结构2-1支撑被测产品1。将被测产品1绕其回转轴旋转，至产品基准面与水平面重合后，通过。固定滚轮支架2-2上的滚轮

产品质心粗测量：产品夹持完毕后，切换大质偏工件质心高精度测量装置到粗测量模式。通过四点称重法计算出被测产品1的质心在称重矩形I中的位置坐标。

产品质心精测量：根据被测产品1的质心在称重矩形I中的位置坐标，依靠三套电机滚珠丝杆3-1带动传感器支座二3-7，从而使称重三角形II包围被测产品1的质心。然后通过三点称重法计算出被测产品1的质心在产品基准面中的精确位置。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。