一种重量与重心测量装置的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种重量与重心测量装置。

背景技术：

随着客户对供应方的需求多元化，同一型号的无人机需要作为稳定的综合任务平台，通过搭载各种载荷执行不同飞行任务，使得同型号无人机的不同起飞状态具有不同的重量和重心特性。无人机重量和全机重心纵向位置是决定无人机飞行性能及是否能够安全飞行的重要因素，为了保证每一架出厂的无人机的重量和重心位置满足设计要求，在出厂时均须进行起飞重量称重和全机重心测量。

现有技术中，在重心测试方面，常规的无人飞行器重心测量通常只关注重心纵向变化范围，现有测试方案常用非一体化的工装以悬挂方式进行测量，或采用倾斜台面的设计测量无人机的z轴坐标，以上方法准备过程繁复，测量装置对精密度要求较高，且重量较大的小型无人机还应有相应的保护设备，使得成本增加。

综上所述，有必要设计一种简单可行的重量与重心测量装置，以有效简单地测量无人机重量和全机纵向重心位置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的技术问题，提供一种重量与重心测量装置，本实用新型的重量与重心测量装置，将传感器与计算机连接，待无人机放入测量装置稳定后可直接读取精确重量数据；利用力学杠杆原理，同样待无人机放入测量装置稳定后，通过调整装置配平快速获取数据，然后通过简单公式换算得到重心位置；装配、调整和读数功能集成一体化，能够有效简单地测量无人机重量和全机纵向重心位置，测试装置结构简单实用，精度可靠，测量效率高。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：提供一种重量与重心测量装置，包括支撑架和测量组件，所述测量组件的数量为两个，两个所述测量组件分别对称设置在所述支撑架的两端，所述测量组件包括：载物托架支座、载物托架、标距尺和称重传感器，

所述载物托架支座设置在所述支撑架上，

所述载物托架通过转动销设置在所述载物托架支座上，所述载物托架的重心与所述转动销的转轴中心位于同一垂直线上，所述载物托架能够绕所述转动销在竖直方向上转动，所述载物托架上设置有气泡水平仪，

所述标距尺架设在所述载物托架上，所述标距尺与所述载物托架之间用于容置待测件，其中一个所述测量组件的所述标距尺上安装有可移动的调平砝码，当所述调平砝码在所述标距尺上对应的刻度为0刻度时，所述调平砝码的重心与所述转动销的中心位于同一垂直线上，

所述称重传感器设置在所述载物托架支座和所述支撑架之间，用于检测所述待测件的重量。

采用上述结构，将待测件放至载物托架并稳定后，通过称重传感器检测获取待测件的精确重量数据，并利用力学杠杆原理，通过调整所述调平砝码在所述标距尺上的位置使气泡水平仪和待测件保持水平稳定，直接读取标距尺上所述调平砝码相对基准点的偏移距离来获取重心计算所需数据，然后通过简单公式换算得到待测件的重心位置，上述重量与重心测量装置集成度高，能够有效简单地测量待测件的重量和重心位置，且操作简单，测量精度可靠，测量效率高。

进一步地，所述重量与重心测量装置包括具有数据处理功能的电控单元，所述电控单元与所述称重传感器电连接，用于直接读取所述称重传感器检测到的重量数据。

进一步地，所述测量组件包括位移传感器，所述位移传感器与所述电控单元电连接，所述位移传感器用于检测所述调平砝码在所述标距尺上的偏移量，并将所述偏移量信息传递给所述电控单元，所述电控单元用于根据所述偏移量信息，利用预设公式计算待测件的重心位置，其中，所述偏移量指所述调平砝码相对所述标距尺基准点的偏移距离。

进一步地，所述电控单元包括：

模数转换模块，用于将称重传感器和位移传感器获得的参数转换为数字信号；

调零模块，用于将未放入待测件时施加于称重传感器的压力置为零；

运算模块，基于力矩平衡计算待测件的重心；

显示屏，用于显示称重传感器测量的数据和运算模块计算的数据。

进一步地，所述载物托架的一端设置有标距尺支座，所述载物托架与所述标距尺支座相对的另一端设置有限位卡座，所述标距尺的一端与所述标距尺支座可转动连接，所述标距尺的另一端能够与所述限位卡座卡接。采用上述结构，所述标距尺与所述载物托架组成开合结构，测量待测件时，所述标距尺转动打开，将所述待测件放至所述载物托架后，合上所述标距尺，所述标距尺与所述限位卡座卡接，起到限制所述待测件位置的作用，防止待测件滑出。

进一步地，所述标距尺支座上设置有摇臂，所述标距尺通过所述摇臂与所述标距尺支座连接。

进一步地，所述转动销设置在所述载物托架支座的中心位置处，所述载物托架支座的中心位置处设有凸台，所述凸台上设置有销孔，所述载物托架的底部设置有与所述凸台相对的连接件，所述连接件上设有销孔，所述转动销穿过所述凸台和所述连接件上的销孔，以使所述载物托架支座与所述载物托架可转动连接。

进一步地，所述测量组件还包括定位销和传感器支座，所述定位销依次穿过所述载物托架支座和所述传感器支座与所述支撑架连接，所述称重传感器的底部与所述传感器支座固定连接，所述称重传感器的顶部与所述载物托架支座连接。

进一步地，所述载物托架的底部设置有用于限制所述载物托架转动角度的限位件，所述限位件的数量为两个，两个所述限位件对称设置在所述转动销的两侧，当所述载物托架绕所述转动销转动时，所述限位件与所述载物托架支座相抵接以限制所述载物托架的转动角度，防止所述载物托架转动幅度过大，从而有效避免无人机放入所述载物托架后由于重心偏差导致机头或机尾触地。

进一步地，所述支撑架的底部设置有万向轮，所述万向轮具有锁止装置，便于所述重量与重心测量装置的运输和固定。

进一步地，所述支撑架包括底座和支撑件，所述支撑件的数量为两个，两个所述支撑件对称设置在所述底座的两端，两个所述测量组件分别设置在两个所述支撑件的顶端。

进一步地，所述载物托架与所述待测件接触的一面设置有缓冲件，以免损伤待测件，具体地，所述缓冲件为橡胶垫，所述橡胶垫还能够增大所述待测件与所述载物托架之间的摩擦力，限制所述待测件在所述载物托架上的移动。

本实用新型提供的所述重量与重心测量装置，将待测件放至载物托架并稳定后，通过称重传感器检测获取待测件的精确重量数据，并利用力学杠杆原理，通过调整所述调平砝码在所述标距尺上的位置使气泡水平仪和机体保持水平稳定，直接读取标距尺上所述调平砝码相对基准点的偏移距离来快速获取重心计算所需数据，然后通过简单公式换算得到待测件的重心位置。所述重量与重心测量装置集成度高，能够有效简单地测量无人机重量和全机纵向重心位置，且装置结构简单实用，装配、调整和读数功能集成一体化，操作简单，测量精度可靠，测量效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本实用新型实施例中的一种重量与重心测量装置的结构示意图；

其中，图中附图标记对应为：1-支撑架，2-载物托架支座，3-载物托架，4-转动销，5-标距尺支座，6-摇臂销，7-摇臂，8-限位卡座，9-标距尺，10-砝码，11-气泡水平仪，12-称重传感器，13-传感器支座，14-定位销，15-万向轮，16-限位件。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

本实施例提供了一种重量与重心测量装置，所述重量与重心测量装置用于测量无人机的重量与中心位置，当然，在其他实施例中，还可以用于测量其他物体。如图1所示，所述重量与重心测量装置包括支撑架1和测量组件，所述测量组件的数量为两个，两个所述测量组件分别对称设置在所述支撑架1的两端，较佳地，本实施例中，所述支撑架1包括底座和支撑件，所述支撑件的数量为两个，两个所述支撑件对称设置在所述底座的两端，两个所述测量组件分别设置在两个所述支撑件的顶端。

其中，所述测量组件包括：载物托架支座2、载物托架3、标距尺9和称重传感器12，所述载物托架支座2设置在所述支撑架1上，所述载物托架3通过转动销4设置在所述载物托架支座2上，所述载物托架3的重心与所述转动销4的转轴中心位于同一垂直线上，所述载物托架3能够绕所述转动销4在竖直方向上转动，所述载物托架3上设置有气泡水平仪11，当气泡位于正中有边线的圆圈内，表明水平稳定，以提供基准平面，所述标距尺9架设在所述载物托架3上，所述标距尺9与所述载物托架3之间用于容置待测件，其中一个所述测量组件的所述标距尺9上安装有可移动的调平砝码10，当所述调平砝码10在所述标距尺9上对应的刻度为0刻度时，所述调平砝码10的重心与所述转动销4的中心位于同一垂直线上，所述称重传感器12设置在所述载物托架支座2和所述支撑架1之间，用于检测所述待测件的重量。

采用上述结构，两个载物托架3共同承载所述无人机，测量结构稳定可靠，避免无人机在测量过程中移动甚至摔落损坏的同时，保证测量精度；将无人机放至载物托架3上，利用力学杠杆原理，通过调整所述调平砝码10在所述标距尺9上的位置，使机体和气泡水平仪的气泡不再晃动并保持水平稳定，直接读取标距尺9上所述调平砝码10相对基准点(0刻度)的偏移距离来获取重心计算所需数据，然后通过简单公式换算得到无人机纵向重心位置；同样在机体和气泡水平仪的气泡不再晃动并保持水平稳定后，通过称重传感器12检测获取无人机的精确重量数据。上述重量与重心测量装置集成度高，能够有效简单地测量无人机重量和全机纵向重心位置，且操作简单，测量精度可靠，测量效率高。

本实施例中，所述重量与重心测量装置还包括具有数据处理功能的电控单元，所述电控单元与所述称重传感器12电连接，用于直接读取所述称重传感器12检测到的重量数据，较佳地，所述电控单元可以为计算机。

在可能的实施方式中，所述测量组件包括位移传感器，所述位移传感器与所述电控单元电连接，所述位移传感器用于检测所述调平砝码10在所述标距尺9上的偏移量，并将所述偏移量信息传递给所述电控单元，所述电控单元用于根据所述偏移量信息、所述砝码重量信息以及所述无人机的重量信息，利用力学杠杆原理，通过预设公式计算待测件的重心位置，其中，所述偏移量指所述调平砝码10相对所述标距尺9基准点的偏移距离。

较佳地，所述电控单元包括：

模数转换模块，用于将称重传感器12和位移传感器获得的参数转换为数字信号；

调零模块，用于将未放入待测件时施加于称重传感器12的压力置为零；

运算模块，基于力矩平衡计算待测件的重心；

显示屏，用于显示称重传感器12测量的数据和运算模块计算的数据。

在可能的实施方式中，所述电控单元还包括存储模块，用于存储称重传感器12和位移传感器检测到的数据，以及运算模块计算的数据，方便数据记录、查阅和比对。

在其他实施方式中，所述称重传感器12自带电子读数显示屏，所述显示屏能够显示所述称重传感器12检测到的重量数据。

本实施例中，所述转动销4设置在所述载物托架支座2的中心位置处，所述载物托架支座2的中心位置处设有凸台，所述凸台上设置有销孔，所述载物托架3的底部设置有与所述凸台相对的连接件，所述连接件上设有销孔，所述转动销4穿过所述凸台和所述连接件上的销孔，以使所述载物托架支座2与所述载物托架3可转动连接。

具体地，所述载物托架3与所述待测件接触的一面还设置有缓冲件，以免损伤待测件，具体地，所述缓冲件为橡胶垫，所述橡胶垫还能够增大所述待测件与所述载物托架3之间的摩擦力，限制所述待测件在所述载物托架3上的移动。

所述载物托架3的底部设置有限位件16，所述限位件16的数量为两个，两个所述限位件16对称设置在所述转动销4的两侧，当所述载物托架3绕所述转动销4转动时，所述限位件16与所述载物托架支座2相抵接以限制所述载物托架3的转动角度，防止所述载物托架3转动幅度过大，从而有效避免无人机放入所述载物托架3后由于重心偏差导致机头或机尾触地。较佳地，所述限位件为限位柱，所述载物托架3的重心与所述转动销4的转轴中心位于同一垂直线上(不含砝码、未放置待测件)，以所述垂直线为基准，所述载物托架3的最大转动角度为8°-10°，较佳地，本实施例中所述载物托架3的最大转动角度为10°。

所述载物托架3的一端设置有标距尺支座5，所述载物托架3与所述标距尺支座5相对的另一端设置有限位卡座8，所述限位卡座8上设置有用于容置所述标距尺9的卡槽，所述标距尺9的一端与所述标距尺支座5可转动连接，所述标距尺9的另一端能够卡入所述卡槽内。采用上述结构，所述标距尺9与所述载物托架3组成开合结构，便于待测件放入，测量无人机时，所述标距尺9转动打开，将所述无人机放至所述载物托架3后，合上所述标距尺9，所述标距尺9与所述限位卡座8卡接，起到限制所述无人机位置的作用，防止无人机放入后中心偏差导致机头或机尾触地。

较佳地，所述标距尺支座5上设置有摇臂7，所述摇臂7通过摇臂销6与所述标距尺支座5连接，所述标距尺9通过所述摇臂7与所述标距尺支座5可转动连接，所述摇臂7带动所述标距尺9转动实现开合。在本实施例中，所述标距尺9为刻度尺，根据无人机飞行重心设计范围确定所述刻度尺上的前后刻度范围，标好刻度；而在其他可能的实施方式中，所述标距尺9还可以为具有电子读数、显示屏及位移检测模块的多功能电子尺，在此不做过多限定。

在可能的实施方式中，所述测量组件还包括定位销14和传感器支座13，所述定位销14依次穿过所述载物托架支座2和所述传感器支座13与所述支撑架1连接，所述称重传感器12的底部与所述传感器支座13固定连接，所述称重传感器12的顶部与所述载物托架支座2连接。采用该结构，所述称重传感器12不与待测件直接接触，不会受到待测件重心位置的影响，能够更准确的检测所述待测件的重量。

在可能的实施方式中，所述支撑架1的底部设置有万向轮15，所述万向轮15具有锁止装置，便于所述重量与重心测量装置的运输和固定。

本实施例还提供了采用上述的重量与重心测量装置进行测量的方法，包括以下步骤：

s101：确认所述调平砝码10的重心、所述载物托架3的重心与所述转动销4的转轴中心位于同一垂直线上，所述调平砝码10在所述标距尺9上对应的刻度为0刻度，所述气泡水平仪11保持水平；

s103：将称重传感器12调零，因为所述称重传感器12先检测到的是位于其上方的载物托架支座2、载物托架3等的重量，所以在将待测件放至到载物托架3之前，先对所述称重传感器12进行调零操作，再放置待测件，此时所述称重传感器12检测到的才是所述待测件的重量，且因为所述称重传感器12不是直接接触待测件，不会受到待测件重心位置的影响，测量准确性更高；

s105：转动打开所述标距尺9，将待测件放置在所述载物托架3上，合上所述标距尺9，使所述标距尺9与限位卡座8卡接；

s107：调整所述调平砝码10在所述标距尺9上的位置，使所述重量与重心测量装置和所述待测件不再晃动，所述气泡水平仪11保持水平；

s109：读取所述称重传感器12检测到所述待测件的重量数据；

s111：读取所述调平砝码10相对0刻度基准点的偏移距离，计算所述待测件的重心位置。

较佳地，在可能的实施方式中，所述重量与重心测量装置还包括具有数据处理功能的电控单元，所述测量组件包括用于检测所述调平砝码10在所述标距尺9上的偏移量的位移传感器，所述电控单元分别与所述称重传感器12、所述位移传感器电连接，则上述步骤s109和步骤s111由所述电控单元直接完成，操作更加简单，有效提升测量效率和测量精度。

本实用新型提供的所述重量与重心测量装置，将待测件放至载物托架3并稳定后，通过称重传感器12检测获取待测件的精确重量数据，并利用力学杠杆原理，通过调整所述调平砝码10在所述标距尺9上的位置使气泡水平仪11和机体保持水平稳定，直接读取标距尺9上所述调平砝码10相对基准点的偏移距离来快速获取重心计算所需数据，然后通过简单公式换算得到待测件的重心位置。所述重量与重心测量装置集成度高，能够有效简单地测量无人机重量和全机纵向重心位置，且装置结构简单实用，装配、调整和读数功能集成一体化，操作简单，测量精度可靠，测量效率高。

以上所揭露的仅为本实用新型的几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。