CN107588892B - 一种仪表板总成质量质心测量系统及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种仪表板总成质量质心测量系统及测量方法，所述测量系统由测量装置和数据采集控制组件组成，所述测量装置由测量单元组合而成，所述测量单元由仪表板支撑机构、升降机构以及底部支撑机构组成；所述支撑机构顶部滑块能够二自由度双向滑移，所述升降机构上下位置可调，所述底部支撑机构能够双向滑移，待测仪表板安装在仪表板支撑机构上，调节升降机构和底部支撑机构并通过数据采集控制组件测量、采集并计算获得待测仪表板的质心；所述测量方法采用四点法，只需一次装夹即可实现对待测仪表板总成的质量、质心的测量。本发明所述测量系统和测量方法不但能够实现对三维仪表板的测量，还能实时监控并计算验证测试结果，有效测量精度。

Description

一种仪表板总成质量质心测量系统及测量方法

技术领域

本发明属于汽车零部件测试技术领域，具体涉及一种仪表板总成质量质心测量系统及其测量方法。

背景技术

质心是物体的质量中心，在均匀重力场质心与重心重合。质量、质心是汽车工程学领域中重要的基础特性参数，是CAE仿真分析中不可缺少的输入边界条件，在实际使用中有着重要的影响。

汽车仪表板总成具有外形尺寸大、形状不规则、质量相对较小的特点，通过理论计算得到的质量质心参数与实际应用有较大的误差。现有的对于汽车仪表板的质量、质心测量技术，仅通过固定秤重装置来完成，没有进行三维立体的测量，对质心的测量精度较差并且测量困难。

发明内容

针对现有技术中所存在的缺陷，本发明提供了一种仪表板总成质量质心测量系统及测量方法，能够自我修正验证质量质心的精度，能够解决现有对仪表板大尺寸，小质量的测量精度差，测量困难的问题。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

一种仪表板总成质量质心测量系统，所述测量系统由测量装置和数据采集控制组件组成，所述测量装置由测量单元组合而成，所述测量单元由仪表板支撑机构、升降机构以及底部支撑机构组成；

所述仪表板支撑机构由长导轨101，导向块102，短滑杆103、顶部滑块104以及万向支撑件106组成。所述短滑杆103通过导向块102垂直地与长导轨101滑动连接，所述顶部滑块104双向滑动连接在短滑杆103上；

所述升降机构由顶部连接件201、支撑臂202和第一内置伺服电机203组成，升降机构通过顶部连接件201与顶部滑块104底部的万向支撑件106相连；所述第一内置伺服电机203安装在支撑臂202的底部驱动支撑臂202上升或下降；

所述底部支撑机构由齿链条301、底部滑块302、第二内置伺服电机303和底部支撑框架304组成，所述齿链条301安装在底部支撑框架304内，且所述齿链条301与长导轨101平行设置，所述底部滑块302与齿链条301相连，所述第二内置伺服电机303安装在底部滑块302内驱动底部滑块302沿着齿链条301双向滑移。

进一步地，在长导轨101的两侧还垂直连接有侧边梁105，与长导轨101形成顶部支撑框架，在长导轨101与侧边梁105的外侧面上开有螺纹安装孔。

进一步地，所述万向支撑件106带有自锁功能，使仪表板支撑机构位置确定后能够锁死形成相对稳定的支撑状态。

进一步地，所述测量装置由四组测量单元组成，其中第一组测量单元和第四组测量单元平行地并排设置，第二组测量单元和第三组测量单元分别垂直地设置在第一组测量单元和第四组测量单元的两端。

进一步地，所述测量装置由三组测量单元组成，其中两组测量装置平行地并排设置，其余一组测量装置则垂直于两组测量装置的一端设置。

进一步地，所述数据采集控制组件由工控机、控制接口模块、电机驱动模块、称重模块、测距模块、倾角测量模块、信号调理模块以及数据采集模块组成；

所述工控机、控制接口模块和电机驱动模块依次相连，所述电机驱动模块的控制信号输出端分别与第一内置伺服电机和第二内置伺服电机信号连接，所述称重模块、测距模块以及倾角测量模块分别与信号调理模块信号连接；

所述称重模块包含称重传感器，用于测量与之对应的位置区域内的待测仪表板总成的质量；

所述测距模块包含位置传感器，用于测量采表板支撑机构的顶部滑块104的位置坐标；

所述倾角测量模块包含双轴向倾角传感器，用于测量汽车仪表板支撑装置的水平倾角；

所述信号调理模块用于对称重模块、测距模块以及倾角测量模块所测量获得的数据信号进行预处理；

所述数据采集模块用于采集测量数据并对测量数据进行A/D转换；

所述工控机内安装有数据处理软件及人机交互操控平台，工控机根据倾角测量模块、测距模块和称重模块测量的数据进行计算，获得被测汽车仪表板总成质量质心，以及向其他模块发送控制命令，以实现对所测得的仪表板总成质量质心的测量结果进行验证和修正。

更进一步地，所述位置传感器为磁栅传感器；

所述双轴向倾角传感器采用含有无线模块的双轴向高精度倾角传感器。

一种仪表板总成质量质心测量系统的测量方法，所述测量方法基于四组测量单元组成的测量系统，其中第一组测量单元和第四组测量单元平行地并排设置，第二组测量单元和第三组测量单元分别垂直地设置在第一组测量单元和第四组测量单元的两端，具体测量过程如下：

步骤1、系统复位：

称重传感器呈菱形分布于仪表板支撑机构底部，将测量系统复位，工控机初始化，通过升降机构使使仪表板支撑机构的X向倾角α＝0，Y向倾角β＝0，即双轴向倾角传感器双向归零；对称重传感器进行清零；通过位置传感器采集用于支撑待测量仪表板总成的四个顶部滑块104的位置坐标，X轴对应坐标分别为：X₁、X₂、X₃、X₄；Y轴对应坐标分别为：Y₁、Y₂、Y₃、Y₄；

步骤2、安装待测仪表板总成：

在待测量仪表板总成的基准面上另行安装双轴向倾角传感器，并与仪表板支撑机构上安装的仪表板支撑机构位置相对应；将待测量仪表板总成安装至仪表板支撑机构上，记录并向工控机输入待测仪表板总成基准基于侧脸坐标OXYZ的位置O_x，O_y，O_z；记录待测量仪表板总成上的双轴向倾角传感器测得的待测量仪表板总成基准面的倾角，其中，X轴倾角为β_o；Y轴倾角为α_o；

步骤3、获取待测仪表板总成质量：

称重传感器将测得四个支撑点的质量信号P₁、P₂、P₃、P₄，发送至信号调理模块后经数据采集模块转换数字信号并发送给工控机，工控机计算被测物的质量M＝P₁+P₂+P₃+P₄；

步骤4、计算获得待测仪表板总成的X方向和Y方向质心坐标：

根据静力矩平衡原理及质心的定义，可计算得到被测汽车仪表板的X方向及与Y方向的质心如下：

待测仪表板总成的质心距离原点O的X向质心坐标：

C_ox＝(X₁·P₁+X₂·P₂+X₃·P₃+X₄·P₄)/M

待测仪表板总成的质心距离原点O的Y向质心坐标：

C_oy＝(Y₁·P₁+Y₂·P₂+Y₃·P₃+Y₄·P₄)/M

步骤5、计算获得待测仪表板总成的Z向质心坐标：

首先，令位于中间的第二组测量单元合第三组测量单元所对应的两个顶部滑块距离原点O的距离相等，即X₂₁＝X₃₁，然后工控机控制测量单元的升降机构升降，四组升降机构单独升降或联动升降，记录此时的双轴向倾角传感器测量的倾角α₁，并记录当前状态下四组测量单元对应的称重传感器测得的质量P₁₁、P₂₁、P₃₁、P₄₁；记录当前状态下四个顶部滑块104距离原点O的直线距离X₁₁、X₂₁、X₃₁、X₄₁；

然后，工控机计算出四个顶部滑块104沿水平X方向距离原点O的距离

L_x11＝X₁₁cosα₁+X₂₁sinα₁；

L_x21＝L_x31＝L_x11+X₂-X₁；

L_x41＝L_x11+X₄-X₁；

接着，通过前述称重传感器测得的质量计算当前状态下待测仪表板总成质心在X向距离原点O的距离

C_xl＝(L_x11·P₁₁+L_x21·P₂₁+L_x31·P₃₁+L_x41·P₄₁)/M；

最后，计算获得待测仪表板总成的Z向质心坐标

C_oz＝(cosα₁C_ox-C_xl)/sinα₁；

步骤6、通过坐标轴换算，计算得出：

C_x＝(C_oz-O_z)sinβ_o+(C_ox-O_x)cosβ_o；

C_y＝(C_oy-O_y)cosα_o-[(C_oz-O_z)cosβ_o-(C_ox-O_x)sinβ_o]sinα_o；

C_z＝(C_oy-O_y)sinα_o+[(C_oz-O_z)cosβ_o-(C_ox-O_x)sinβ_o]cosα_o；

至此完成一次质心测量。

进一步地，在上述步骤2中，在装夹待测仪表板总成时，可以使待测量仪表板的基准坐标与测量坐标OXYZ平行，即使β_o＝0，α_o＝0时，最终步骤6中计算得出；

C_x＝C_ox-O_x；

C_y＝C_oy-O_y；

C_z＝C_oz-O_z。

完成一次质心测量后，将所述测量装置重新调整水平后，通过改变相应测量单元的升降机构的升降状态，或移动底部支撑机构中底部滑块的位置，然后重复所述步骤3～步骤6进行计算，经多次测量计算后，最终在工控机内对计算结果进行拟合，获取最终结果。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明所述仪表板总成质量质心测量装置通过一次简单装夹，就能够计算出三维立体仪表板总成的质量质心位置，操作简单便捷；

2、本发明所述仪表板总成质量质心测量装置的测量全过程中，工控机可全程监控，提高了工作效率，降低了工作强度；

3、本发明所述仪表板总成质量质心测量装置可以实时监控并计算验证测试结果，提高了测量精度；

4、本发明所述仪表板总成质量质心测量装置中的升降台带有限位自锁装置，能够实现自我保护，提高操作安全性；

5、本发明所述仪表板总成质量质心测量装置中，操作骤简单，人机交互界面清晰，互动性好。

6、本发明所述仪表板总成质量质心测量装置的测量方法，通过一次装夹被测汽车仪表板后，输入工控机测量坐标系与被测仪表板基准位置关系后，工控机启动测量程序，升降支撑装置，移动底部支撑装置，采集和分析数据，得出汽车仪表板等大型零部件的质量、质心测试结果，弥补汽车仪表板等大型汽车零部件质量质心测量空白。

附图说明

图1为本发明所述仪表板总成质量质心测量系统的设计原理图；

图2为本发明所述仪表板总成质量质心测量系统的测量方法流程框图；

图3为本发明所述仪表板总成质量质心测量系统中，由四组测量单元组成的测量装置的立体结构示意图；

图4为本发明所述仪表板总成质量质心测量系统中，由四组测量单元组成的测量装置的仪表板支撑机构立体结构示意图；

图5为本发明所述仪表板总成质量质心测量系统中，由四组测量单元组成的升降机构及底部支撑机构立体结构示意图；

图6为本发明所述仪表板总成质量质心测量系统中，测量单元的立体结构示意图；

图7为本发明所述仪表板总成质量质心测量系统中，由三组测量单元组成的测量装置的立体结构示意图；

图中：

1-仪表板支撑机构； 2-升降机构； 3-底部支撑机构；

101-长导轨； 102-导向块； 103-短滑杆； 104-顶部滑块；

105-侧边梁； 106-万向支撑件；

201-顶部连接件； 202-支撑臂； 203-第一内置伺服电机；

301齿链条； 302-底部滑块； 303-第二内置伺服电机； 304-底部支撑框架；

具体实施方式

为进一步阐述本发明的技术方案，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：

本发明公开了一种仪表板总成质量质心测量系统，所述测量系统由测量装置和数据采集控制组件组成。所述测量装置由若干组如图6所示的测量单元组合而成，所述测量装置可以由三组测量单元构成，如图7所示；所述测量装置也可以由四组测量单元构成，如图3所示。在本实施例中，所述测量装置由四组测量单元组成，具体结构如下：

如图3所示，所述测量装置由四组测量单元组成，每组测量单元的结构如图6所示，所述测量单元由仪表板支撑机构、升降机构以及底部支撑机构组成。

如图4和图6所示，所述仪表板支撑机构由长导轨101，导向块102，短滑杆103、顶部滑块104、侧边梁105以及万向支撑件106组成。所述仪表板支撑机构水平设置，其中，两根长导轨101平行设置，两根短滑杆103垂直于长导轨101且平行设置，所述短滑杆103的两端通过导向块102滑动连接在两根长导轨101之间，所述顶部滑块104双向滑动安装在两根短滑杆103上，使得顶部滑块104能够相对于长导轨101平行或垂直地二自由度双向滑动。此外，在顶部滑块104的底部安装有万向支撑件106，所述万向支撑件106用于与升降机构的顶部连接件201连接，使仪表板支撑机构在升降机构的带动下产生相对倾斜角，且所述万向支撑件106的顶部带有锁死功能，使仪表板支撑机构位置确定后能够锁死形成相对稳定的支撑状态。在两根相对平行的长导轨101的两侧还垂直连接有侧边梁105，使得长导轨101与侧边梁105形成封闭的四边形顶部支撑框架。在长导轨101与侧边梁105的外侧面上成列地开有螺纹孔，所述螺纹孔用于安装被测仪表板安装夹具。

如图5和图6所示，所述升降机构由顶部连接件201、支撑臂202和第一内置伺服电机203组成。升降机构竖直安装在仪表板支撑机构的下方，所述顶部连接件201安装在升降机构的顶部，如前所述，所述顶部连接件201与顶部滑块104底部的万向支撑件106连接，所述支撑臂202竖直设置，所述支撑臂202的底部安装有第一内置伺服电机203，在第一内置伺服电机203的驱动下，支撑臂202上升或下降。

如图5和图6所示，所述底部支撑机构由齿链条301、底部滑块302、第二内置伺服电机303和底部支撑框架304组成。两条所述齿链条301平行地安装在底部支撑框架304内，且所述齿链条301与长导轨101平行设置，所述底部滑块302安装在两条平行设置的齿链条301上，且在底部滑块302内安装有第二内置伺服电机303，在第二内置伺服电机303的驱动下，所述底部滑块302沿着齿链条301双向滑移。

如图3所示，所述测量装置由四组测量单元组成，其中第一组测量单元和第四组测量单元平行地并排设置，第二组测量单元和第三组测量单元分别垂直地设置在第一组测量单元和第四组测量单元的两端，即第二组测量单元和第三组测量单元的长导轨垂直于第一组测量单元和第四组测量单元的长导轨。如图7所示，当所述测量装置由三组测量单元组成时，其中两组测量装置平行地并排设置，其余一组测量装置则垂直于两组测量装置的一侧设置。

如图3所示，四组测量单元组成的测量装置中，位于顶部的仪表板支撑机构所组成的上平面中，较长边设为X轴，较短边设为Y轴，X轴与Y轴的交点即为原点O，经过原点O且垂直于平面XOY的为Z轴，此即构成测量坐标系。在升降机构中的第一内置伺服电机的驱动下，仪表板支撑机构能带动其上的待测仪表板总成沿Z轴相对运动，在底部支撑机构中的第二内置伺服电机的驱动下，仪表板支撑机构能带动其上的待测仪表板总成沿X轴和Y轴相对运动。

如图1所示，所述数据采集控制组件由工控机、控制接口模块、电机驱动模块、称重模块、测距模块、倾角测量模块、信号调理模块以及数据采集模块组成。

所述工控机、控制接口模块和电机驱动模块依次相连，所述电机驱动模块的控制信号输出端分别与第一内置伺服电机和第二内置伺服电机信号连接；

所述称重模块包含称重传感器，所述称重传感器安装在升降机构的顶部连接件201的上方，所述称重模块用于测量与之对应的位置区域内的待测仪表板总成的质量

所述测距模块包含位置传感器，所述位置传感器采用磁栅传感器，所述磁栅传感器安装在仪表板支撑机构的顶部支撑框架上，所述测距模块用于测量采表板支撑机构的顶部滑块104的位置坐标；

所述倾角测量模块包含双轴向倾角传感器，所述双轴向倾角传感器采用含有无线模块的双轴向高精度倾角传感器，所述倾角测量模块用于测量汽车仪表板支撑装置的水平倾角；

所述称重模块、测距模块以及倾角测量模块分别与信号调理模块信号连接，所述信号调理模块用于对称重模块、测距模块以及倾角测量模块所测量获得的数据信号进行预处理，放大滤波信号等；

所述信号调理模块、数据采集模块与工控机依次信号连接；

所述数据采集模块用于采集测量数据并对测量数据进行A/D转换；

所述工控机内安装有数据处理软件及人机交互操控平台，工控机根据倾角测量模块、测距模块和称重模块测量的数据进行拟合计算，获得被测汽车仪表板总成质量质心，以及向其他模块发送控制命令，以实现对所测得的仪表板总成质量质心的测量结果进行验证和修正。

字本实施例中，优选地，选用硬件USB接口的数据采集模块及控制接口模块，一般PC机或笔记本即可以实现工控机功能。数据采集模块中的数据采集软件，优选地，采用基于LabView环境下开发，其中包括支撑臂升降模块，各底部支撑机构移动模块，数据实时采集模块，质量质心测量模块，数据分析拟合计算模块及数据记录模块。能够实现自动测量质量质心闭环控制，亦可以手动人工控制测量。

基于上述由四组测量单元构成仪表板总成质量质心测量系统，本发明还提供了一种仪表板总成质量质心测量系统的测量方法，具体过程如下：

步骤1、系统复位：

工控机初始化，将测量系统复位，称重模块内的称重传感器呈菱形分布于仪表板支撑机构底部，通过升降机构使仪表板支撑机构保持水平，即使仪表板支撑机构的X向倾角α₀＝0，Y向倾角β₀＝0，即安装在仪表板支撑机构上的双轴向倾角传感器双向归零；对称重传感器进行清零；通过位置传感器采集用于支撑待测量仪表板总成的四个顶部滑块104的位置坐标，即四个支撑点的位置坐标，其中，X轴对应坐标分别为：X1、X2、X3、X4；Y轴对应坐标分别为：Y1、Y2、Y3、Y4。

步骤2、安装待测仪表板总成：

首先，在待测量仪表板总成的基准面上另行安装双轴向倾角传感器，为了使测量数据更加准确，优选地，待测量仪表板总成的双轴向倾角传感器的安装位置与仪表板支撑机构上安装的仪表板支撑机构位置相对应；

然后，将待测量仪表板总成安装至仪表板支撑机构上，记录并向工控机输入待测仪表板总成基准基于测量坐标OXYZ的位置O_x，O_y，O_z；

记录待测量仪表板总成上的双轴向倾角传感器测得的待测量仪表板总成基准面的倾角，其中，X轴倾角为β_o；Y轴倾角为α_o；

步骤3、获取待测仪表板总成质量：

四组测量单元对应的称重传感器测得四个支撑点的质量信号P₁、P₂、P₃、P₄，称重模块将所测得的质量信号发送至信号调理模块，然后发送给数据采集模块，经数据采集模块转换数字信号并发送给工控机，工控机计算各个称重传感器质量P₁、P₂、P₃、P₄的和，即为被测物的质量，即M＝P₁+P₂+P₃+P₄。

步骤4、计算获得待测仪表板总成的X方向和Y方向质心坐标：

根据静力矩平衡原理及质心的定义，可计算得到被测汽车仪表板的X方向及与Y方向的质心如下：

待测仪表板总成的质心距离原点O的X向质心坐标：

C_ox＝(X₁·P₁+X₂·P₂+X₃·P₃+X₄·P₄)/M

待测仪表板总成的质心距离原点O的Y向质心坐标：

C_oy＝(Y₁·P₁+Y₂·P₂+Y₃·P₃+Y₄·P₄)/M

步骤5、计算获得待测仪表板总成的Z向质心坐标：

(1)令位于中间的第二组测量单元合第三组测量单元所对应的两个顶部滑块距离原点O的距离相等，即X₂₁＝X₃₁，然后工控机控制测量单元的升降机构升降，四组升降机构可分别单独升降，或两组联动升降，作为优选地，可同时升与将平行排布的测量单元的升降机构，即第一组测量单元上升的同时第四组测量单元下降，或第一组测量单元下降的同时第四组测量单元上升；亦或是，第二组测量单元上升的同时第三组测量单元下降，或第二组测量单元下降的同时第三组测量单元上升。

本实施例中，选择对两侧的第一组测量单元和第四组测量单元所对应的升降机构进行升降，记录此时的双轴向倾角传感器测量的X向倾角为α₁，Y向倾角保持为零，并记录当前状态下四组测量单元对应的称重传感器测得的质量P₁₁、P₂₁、P₃₁、P₄₁；记录当前状态下四个顶部滑块104距离原点O的直线距离X₁₁、X₂₁、X₃₁、X₄₁；

(2)工控机计算出四个顶部滑块104沿水平X方向距离原点O的距离

L_x11＝X₁₁cosα₁+X₂₁sinα₁；

L_x21＝L_x31＝L_x11+X₂-X₁；

L_x41＝L_x11+X₄-X₁；

(3)通过前述称重传感器测得的质量计算当前状态下待测仪表板总成质心在X向距离原点O的距离

C_xl＝(L_x11·P₁₁+L_x21·P₂₁+L_x31·P₃₁+L_x41·P₄₁)/M；

(4)计算获得待测仪表板总成的Z向质心坐标

C_oz＝(cosα₁C_ox-C_xl)/sinα₁；

6、通过坐标轴换算，计算得出：

C_x＝(C_oz-O_z)sinβ_o+(C_ox-O_x)cosβ_o；

C_y＝(C_oy-O_y)cosα_o-[(C_oz-O_z)cosβ_o-(C_ox-O_x)sinβ_o]sinα_o；

C_z＝(C_oy-O_y)sinα_o+[(C_oz-O_z)cosβ_o-(C_ox-O_x)sinβ_o]cosα_o；

特别地，在上述步骤2中，在装夹待测仪表板总成时，可使待测量仪表板的基准坐标与测量坐标OXYZ平行，即使β_o＝0，α_o＝0时，计算得出；

C_x＝C_ox-O_x；

C_y＝C_oy-O_y；

C_z＝C_oz-O_z；

至此则完成一次质心测量，为提高测量精度，将所述测量装置重新调整水平后，通过改变相应测量单元的升降机构的升降状态，或移动底部支撑机构中底部滑块的位置，然后重复上述步骤3～步骤6进行计算，经多次测量计算后，最终在工控机内对计算结果进行拟合，获取最终结果。

本发明所述的测量系统即测量方法采用四点法，只需实施一次装夹即可实现对待测仪表板总成的质量、质心的测量。

Claims (9)

1.一种仪表板总成质量质心测量系统，所述测量系统由测量装置和数据采集控制组件组成，其特征在于：

所述测量装置由测量单元组合而成，所述测量单元由仪表板支撑机构、升降机构以及底部支撑机构组成；

所述仪表板支撑机构由长导轨(101)，导向块(102)，短滑杆(103)、顶部滑块(104)以及万向支撑件(106)组成，所述短滑杆(103)通过导向块(102)垂直地与长导轨(101)滑动连接，所述顶部滑块(104)双向滑动连接在短滑杆(103)上；

所述升降机构由顶部连接件(201)、支撑臂(202)和第一内置伺服电机(203)组成，升降机构通过顶部连接件(201)与顶部滑块(104)底部的万向支撑件(106)相连；所述第一内置伺服电机(203)安装在支撑臂(202)的底部驱动支撑臂(202)上升或下降；

所述底部支撑机构由齿链条(301)、底部滑块(302)、第二内置伺服电机(303)和底部支撑框架(304)组成，所述齿链条(301)安装在底部支撑框架(304)内，且所述齿链条(301)与长导轨(101)平行设置，所述底部滑块(302)与齿链条(301)相连，所述第二内置伺服电机(303)安装在底部滑块(302)内驱动底部滑块(302)沿着齿链条(301)双向滑移；

所述数据采集控制组件由工控机、控制接口模块、电机驱动模块、称重模块、测距模块、倾角测量模块、信号调理模块以及数据采集模块组成；

所述工控机、控制接口模块和电机驱动模块依次相连，所述电机驱动模块的控制信号输出端分别与第一内置伺服电机和第二内置伺服电机信号连接，所述称重模块、测距模块以及倾角测量模块分别与信号调理模块信号连接；

所述称重模块包含称重传感器，用于测量与之对应的位置区域内的待测仪表板总成的质量；

所述测距模块包含位置传感器，用于测量采表板支撑机构的顶部滑块(104)的位置坐标；

所述倾角测量模块包含双轴向倾角传感器，用于测量汽车仪表板支撑装置的水平倾角；

所述信号调理模块用于对称重模块、测距模块以及倾角测量模块所测量获得的数据信号进行预处理；

所述数据采集模块用于采集测量数据并对测量数据进行A/D转换；

所述工控机内安装有数据处理软件及人机交互操控平台，工控机根据倾角测量模块、测距模块和称重模块测量的数据进行计算，获得被测汽车仪表板总成质量质心，以及向其他模块发送控制命令，以实现对所测得的仪表板总成质量质心的测量结果进行验证和修正。

2.如权利要求1所述一种仪表板总成质量质心测量系统，其特征在于：

在长导轨(101)的两侧还垂直连接有侧边梁(105)，与长导轨(101)形成顶部支撑框架，在长导轨(101)与侧边梁(105)的外侧面上开有螺纹安装孔。

3.如权利要求1所述一种仪表板总成质量质心测量系统，其特征在于：

所述万向支撑件(106)带有自锁功能，使仪表板支撑机构位置确定后能够锁死形成相对稳定的支撑状态。

4.如权利要求1-3中任一项所述一种仪表板总成质量质心测量系统，其特征在于：

所述测量装置由四组测量单元组成，其中第一组测量单元和第四组测量单元平行地并排设置，第二组测量单元和第三组测量单元分别垂直地设置在第一组测量单元和第四组测量单元的两端。

5.如权利要求1-3中任一项所述一种仪表板总成质量质心测量系统，其特征在于：

所述测量装置由三组测量单元组成，其中两组测量装置平行地并排设置，其余一组测量装置则垂直于两组测量装置的一端设置。

6.如权利要求1所述一种仪表板总成质量质心测量系统，其特征在于：

所述位置传感器为磁栅传感器；

所述双轴向倾角传感器采用含有无线模块的双轴向高精度倾角传感器。

7.如权利要求6所述一种仪表板总成质量质心测量系统的测量方法，其特征在于：所述测量方法基于四组测量单元组成的测量系统，其中第一组测量单元和第四组测量单元平行地并排设置，第二组测量单元和第三组测量单元分别垂直地设置在第一组测量单元和第四组测量单元的两端，具体测量过程如下：

步骤1、系统复位：

称重传感器呈菱形分布于仪表板支撑机构底部，将测量系统复位，工控机初始化，通过升降机构使使仪表板支撑机构的X向倾角α＝0，Y向倾角β＝0，双轴向倾角传感器双向归零；对称重传感器进行清零；通过位置传感器采集用于支撑待测量仪表板总成的四个顶部滑块的位置坐标，X轴对应坐标分别为：X₁、X₂、X₃、X₄；Y轴对应坐标分别为：Y₁、Y₂、Y₃、Y₄；

步骤2、安装待测仪表板总成：

在待测量仪表板总成的基准面上另行安装双轴向倾角传感器，并与仪表板支撑机构上安装的仪表板支撑机构位置相对应；将待测量仪表板总成安装至仪表板支撑机构上，记录并向工控机输入待测仪表板总成基准基于侧脸坐标OXYZ的位置O_x，O_y，O_z；记录待测量仪表板总成上的双轴向倾角传感器测得的待测量仪表板总成基准面的倾角，其中，X轴倾角为β₀；Y轴倾角为α₀；

步骤3、获取待测仪表板总成质量：

称重传感器将测得四个支撑点的质量信号P₁、P₂、P₃、P₄，发送至信号调理模块后经数据采集模块转换数字信号并发送给工控机，工控机计算被测物的质量M＝P₁+P₂+P₃+P₄；

步骤4、计算获得待测仪表板总成的X方向和Y方向质心坐标：

根据静力矩平衡原理及质心的定义，可计算得到被测汽车仪表板的X方向及与Y方向的质心如下：

待测仪表板总成的质心距离原点O的X向质心坐标：

C_ox＝(X₁·P₁+X₂·P₂+X₃·P₃+X₄·P₄)/M

待测仪表板总成的质心距离原点O的Y向质心坐标：

C_oy＝(Y₁·P₁+Y₂·P₂+Y₃·P₃+Y₄·P₄)/M

步骤5、计算获得待测仪表板总成的Z向质心坐标：

首先，令位于中间的第二组测量单元合第三组测量单元所对应的两个顶部滑块距离原点O的距离相等，即X₂₁＝X₃₁，然后工控机控制测量单元的升降机构升降，四组升降机构单独升降或联动升降，记录此时的双轴向倾角传感器测量的X向倾角α₁，Y向倾角保持为零，并记录当前状态下四组测量单元对应的称重传感器测得的质量P₁₁、P₂₁、P₃₁、P₄₁；记录当前状态下四个顶部滑块距离原点O的直线距离X₁₁、X₂₁、X₃₁、X₄₁；

然后，工控机计算出四个顶部滑块沿水平X方向距离原点O的距离

L_x11＝X₁₁ cosα₁+X₂₁ sinα₁；

L_x21＝L_x31＝L_x11+X₂-X₁；

L_x41＝L_x11+X₄-X₁；

接着，通过前述称重传感器测得的质量计算当前状态下待测仪表板总成质心在X向距离原点O的距离

C_xl＝(L_x11·P₁₁+L_x21·P₂₁+L_x31·P₃₁+L_x41·P₄₁)/M；

最后，计算获得待测仪表板总成的Z向质心坐标

C_oz＝(cosα₁C_ox-C_xl)/sinα₁；

步骤6、通过坐标轴换算，计算得出：

C_x＝(C_oz-O_z)sinβ_o+(C_ox-O_x)cosβ_o；

C_y＝(C_oy-O_y)cosα_o-[(C_oz-O_z)cosβ_o-(C_ox-O_x)sinβ_o]sinα_o；

C_z＝(C_oy-O_y)sinα_o+[(C_oz-O_z)cosβ_o-(C_ox-O_x)sinβ_o]cosα_o；

至此完成一次质心测量。

8.如权利要求7所述一种仪表板总成质量质心测量系统的测量方法，其特征在于：

在上述步骤2中，在装夹待测仪表板总成时，可以使待测量仪表板的基准坐标与测量坐标OXYZ平行，即使β_o＝0，α_o＝0时，最终步骤6中计算得出；

C_x＝C_ox-O_x；

C_y＝C_oy-O_y；

C_z＝C_oz-O_z。

9.如权利要求7或8所述一种仪表板总成质量质心测量系统的测量方法，其特征在于：

完成一次质心测量后，将所述测量装置重新调整水平后，通过改变相应测量单元的升降机构的升降状态，或移动底部支撑机构中底部滑块的位置，然后重复所述步骤3～步骤6进行计算，经多次测量计算后，最终在工控机内对计算结果进行拟合，获取最终结果。