[发明专利]一种三维质心一体测量装置及方法

权利要求书

1.一种三维质心一体测量装置，其特征在于：该装置包括基座(8)，基座(8)左右两侧固定有基座立柱(5)，在每个基座立柱(5)顶端均架设横梁(4)，横梁(4)的底面中心为杠杆支点(3)；

右侧横梁(4)的两侧固定悬挂有两个横梁立柱(9)，左侧横梁的两侧也固定悬挂有两个横梁立柱；左侧横梁的两个横梁立柱与右侧横梁的两个横梁立柱之间通过两根水平连杆(11)连接；两根水平连杆(11)中间通过两根竖直连杆(10)连接；由两根水平连杆(11)与两根竖直连杆(10)形成的平面为测量平面(7)；

机械转台(6)固定在测量平面(7)中间；机械转台(6)中心与杠杆支点(3)在同一个垂直平面内；

在每个横梁(4)中心上方依次设置横向质心调节铊(2)和纵向质心调节铊(1)。

2.根据权利要求1所述的一种三维质心一体测量装置，其特征在于：所述的机械转台(6)为可准确测控旋转角度的机械转台(6)，角度旋转控制的准确度不大于0.05°。

3.根据权利要求1所述的一种三维质心一体测量装置，其特征在于：所述的纵向质心调节铊(1)位于横向质心调节铊(2)上方。

4.一种三维质心一体测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(a)设置基座(8)，在基座(8)左右两侧固定基座立柱(5)，在每个基座立柱(5)顶端架设横梁(4)，横梁(4)的底面中心为杠杆支点(3)；在每个横梁(4)上方中心依次设置横向质心调节铊(2)和纵向质心调节铊(1)；右侧横梁(4)的两侧固定悬挂有两个横梁立柱(9)，左侧横梁的两侧也固定悬挂有两个横梁立柱；左侧横梁的两个横梁立柱与右侧横梁的两个横梁立柱之间通过两根水平连杆(11)连接；两根水平连杆(11)中间通过两根竖直连杆(10)连接；由两根水平连杆(11)与两根竖直连杆(10)形成的平面为测量平面(7)；机械转台(6)固定在测量平面(7)中间；所述的机械转台(6)中心与杠杆支点(3)在同一个垂直平面内；

(b)通过纵向质心调节铊(1)和横向质心调节铊(2)，调整横梁(4)及测量平面(7)的质心至杠杆支点(3)上；

(c)测量被测对象的质量；将被测对象定置于机械转台(6)上；

(d)通过测量得到被测对象定义坐标系与机械转台定义坐标系之间的关系，计算两坐标系的转化关系；

(e)使机械转台(6)旋转90°得到最大的力矩值，通过力矩平衡法，直接计算得到被测对象质心点距离杠杆支点(3)的距离，根据机械转台(6)旋转角度，即得到被测对象二维质心位置坐标；

(f)使测量平面(7)受力偏转，根据测量平面(7)受力偏转的角度，利用三角形相似的原理，计算得到被测对象另一维质心。

5.根据权利要求4所述的一种三维质心一体测量方法，其特征在于，所述的机械转台(6)为可准确测控旋转角度的机械转台(6)，角度旋转控制的准确度不大于0.05°。

6.根据权利要求4所述的一种三维质心一体测量方法，其特征在于，所述的机械转台(6)定义坐标系，以机械转台(6)的回转中心作为坐标原点，机械转台(6)上表面过坐标原点的任意一条直线定义为x轴，相应定义为y轴。