[发明专利]一种物体质心测量装置及物体质心测量方法

说明书

本发明涉及一种物体质心测量装置及物体质心测量方法，包括装置底座，装置底座上设有用于承载待测物体的物体承载座，物体承载座与装置底座之间设有摆动支撑结构，供物体承载座沿水平延伸的摆动轴线摆动，物体承载座与装置底座之间还设有用于检测物体承载座的平衡状态的平衡检测装置；物体承载座上设有沿直线延伸、供砝码导向移动的砝码导向座，砝码导向座延伸方向所在的直线垂直于物体承载座的摆动轴线，物体质心测量装置还包括用于获取砝码到所述摆动轴线的距离的距离获取结构；所述装置底座上设有称重传感器，摆动支撑结构设置在称重传感器与物体承载座之间，用于测量所述物体承载座及放置在物体承载座上的待测物体的总质量。

技术领域

本发明属于机械平衡检测领域，具体涉及一种物体质心测量装置及物体质心测量方法。

背景技术

质心在一些场合具有重要作用，例如是飞行器重要的质量特性参数，因此，生产、装配等过程中，需要对物体的质心进行精确测量。实际工程中还存在动态质心测量需求，例如用于存储液体贮箱，使用时需要将液体排出或注入，质心会存在动态变化。并且对于并联结构的贮箱，通过并联的管路液体排出或注入，不同的管路注入或排出的液体的量存在差异，那么在贮箱的并排方向上也会存在动态的质心变化，在贮箱研发试验阶段对其加液和排液过程中的质心进行动态高精度测量，为掌握贮箱动态变化过程和优化贮箱设计提供数据支撑。

目前，不管是静态质心测量，还是动态质心测量，采用的主要方法均为三点或四点支撑称重法。三点支撑称重法是使用三个相同的称重传感器共同测出待测物体的质量，然后依据静力平衡和静力矩平衡计算得出待测物体的质心，如CN112268607A的专利文献中公开的质量质心测量装置。四点支撑称重法是通过四个相同的呈矩形分布的称重传感器共同测出待测物体的质量，然后依据静力平衡和静力矩平衡计算得出得出待测物体的质心。

但是，无论是三点式支撑称重，还是四点支撑称重，质心的测量精度都由称重传感器的精度决定。对于总体质量较大的产品来讲，通常会选择大量程称重传感器以满足支撑要求，然而，大量程称重传感器的精度一般不高，并且各支撑点都存在检测误差，因此三点或四点支撑称重法就不能精准地测出待测物体的质心，测量精度较低，无法满足对精度要求较高的测量场景的测量精度要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物体质心测量装置，以解决现有技术中三点或四点支撑称重法测量精度较低的技术问题，本发明还提供一种物体质心测量方法，以解决现有技术中三点或四点支撑称重法测量精度较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的物体质心测量装置的技术方案是：一种物体质心测量装置，包括装置底座，装置底座上设有用于承载待测物体的物体承载座，物体承载座与装置底座之间设有摆动支撑结构，供物体承载座沿水平延伸的摆动轴线摆动，物体承载座与装置底座之间还设有用于检测物体承载座的平衡状态的平衡检测装置；物体承载座上设有沿直线延伸、供砝码导向移动的砝码导向座，砝码导向座延伸方向所在的直线垂直于物体承载座的摆动轴线，物体质心测量装置还包括用于获取砝码到所述摆动轴线的距离的距离获取结构；所述装置底座上设有称重传感器，摆动支撑结构设置在称重传感器与物体承载座之间，用于测量所述物体承载座及放置在物体承载座上的待测物体的总质量。

有益效果是：本发明提供的物体质心测量装置，待测物体放置在物体承载座上，物体承载座绕摆动轴线在装置底座上摆动，通过调节砝码在砝码导向座上的位置使得物体承载座平衡，平衡检测装置实时检测物体承载座的平衡状态，物体承载座再次平衡后，距离获取结构获取砝码与摆动支点之间的水平间距，依据静力矩平衡原理，仅依靠待测物体的质量即可计算出待测物体的质心，与现有技术中采用三点或四点支撑称重法需在待测物体的三个位置或四个位置称重相比，减少了称重时使用的称重传感器的数量，进而减小了称重传感器对测得的物体质心的精确度的影响，提高了物体质心的测量精度。

作为进一步地改进，所述物体承载座上于摆动轴线的两端分别设有一处摆动支点。

有益效果是：仅在摆动轴线的两端设置摆动支点，在保证物体承载座能够摆动的情况下，简化了结构，便于制造。