CN108072489A - 一种旋转动平衡式的质心测量仪及测量质心的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转动平衡式的质心测量仪，包括底座框架组件、立柱组件、两个基准横梁组件、旋转框架组件以及电气盒组件，立柱组件安装在底座框架组件上端面四角处的立柱支撑底座上，两个基准横梁组件分别放置在两侧相对应的立柱组件的压力支座上，旋转框架组件安装于基准横梁组件中间部位的装配槽上，电气盒组件安装在底座框架组件的立板上；还包括自适应滑移装卡台，安装在底座框架组件的两根装卡台滑轨上，底座框架组件下端四角内侧还安装有四个万向轮结构。本发明能够实现一次装卡，变换转角，即可测量被测物体的轴向、径向质心，避免了多次装卡造成的测量误差，有效的提高了测试精度，多种接口的专用对接卡盘，精度高，针对性强。

Description

一种旋转动平衡式的质心测量仪及测量质心的方法

技术领域

本发明属于质心坐标测量技术领域，特别涉及一种旋转动平衡式的质心测量仪及测量质心的方法。

背景技术

在航空、航天、汽车、农业等工程技术领域，质心测量是一种非常重要的基础测量项目，为科研生产提供了必要的基础研制数据。在航天工程领域，发动机及全弹质心直接影响弹体的飞行轨迹及命中目标的准确率；发动机及全弹质心位置直接影响了发动机及全弹操作稳定性和安全性。目前，针对质心测量问题，有诸如机械重力法、倾斜平台法、多点支撑法等，但这些方法大多理论可行，实际操作比较困难，国内外现有测量设备往往体积庞大，结构及操作复杂，直接影响了质心测量效率及精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种旋转动平衡式的质心测量仪，以解决航天、航空、汽车制造、农业等相关工程及科研领域的质心测量问题。

为解决存在的技术问题，本发明采用的技术方案是：一种旋转动平衡式的质心测量仪，包括底座框架组件、立柱组件、两个基准横梁组件、旋转框架组件以及电气盒组件。

所述的底座框架组件作为质心测量仪的支撑平台，其上端面四角处分别布置有一个立柱支撑底座，立柱支撑底座中间设置有中心圆孔，与立柱组件定位配合；

所述的立柱组件安装在底座框架组件上端面四角处的立柱支撑底座上，立柱组件的立柱主体分为立柱下部柱体和立柱上部柱体上下两部分，立柱下部柱体和立柱上部柱体上下两部分通过螺纹连接，立柱下部柱体为内螺纹，立柱上部柱体为外螺纹，全螺纹配合，可根据被测物体的包络尺寸确定立柱组件的有效支撑高度；

所述的立柱组件的上端面通过法兰方式各固定有一个压力传感器，压力传感器上部支撑平面通过法兰连接安装有同样规格的红外线发射接收装置，红外线发射接收装置的红外线传感器发射极和红外线传感器接收极呈90°角布置，红外线传感器发射极将红外射线发射到与之对应的立柱组件的红外线传感器接收极上，红外线传感器接收极盘面均匀布置环形感应区，红外线传感器发射极 将红外射线发射至红外线传感器接收极的环形感应区内，通过调节立柱组件的立柱下部柱体和立柱上部柱体上下两部分的旋合高度使各红外线传感器发射极和红外线传感器接收极得以有效的匹配，来调节压力传感器支撑面位于同一水平高度，确保压力传感器支撑面位于同一水平高度，且保证支撑面水平；

所述的立柱组件的压力传感器上部支撑平面上固定有压力支座，红外线传感器发射极和红外线传感器接收极位于压力支座与压力传感器支撑面之间，压力支座上端面设置有中心孔，中心孔下端平面为硬化处理过的平面，中心孔外侧为回转体凸台，回转体凸台外形面为螺纹面，该螺纹面与球头保护托座螺纹连接；球头保护托座下端与压力支座螺纹连接，通过调节螺纹旋合长度来改变球头保护托座的高度，可实现在测量质心时，球头保护托座与基准横梁组件脱离，微调球头与压力支座中心孔的下平面点接触，质心测量完毕，向上调节球头保护托座，球头保护托座将基准横梁组件托起，基准横梁组件的微调球头脱离压力支座支撑平面，起到保护微调球头的作用；

所述的两个基准横梁组件分别放置在两侧相对应的立柱组件的压力支座上，基准横梁组件为中心对称结构，基准横梁组件的主体为横梁，横梁主体中间部位为装配槽，横梁主体两端对称位置设置有细牙螺纹孔，螺纹孔距离与立柱组件上端的压力支座的中心孔轴距相同，螺纹孔中安装微调球头组件，微调球头组件由微调螺栓、微调球头以及球头托座组成，微调螺栓安装在横梁主体两端对称位置设置的螺纹孔中，微调螺栓主体部分为细牙螺纹，微调螺栓上端为旋转手柄，微调螺栓位于横梁主体上部的位置安装有微调锁止螺母，用以对微调球头组件进行锁紧定位，微调螺栓下端为粗牙螺纹，微调螺栓底部加工成球窝结构，微调球头安装在球窝中，球头托座与微调螺栓的粗牙螺纹连接，将微调球头限制在球窝中，保证微调球头能够自由旋转，且不存在晃动现象，微调球头侧放置于立柱组件上端的压力支座的中心孔内；在横梁主体上端面两端各设置有一个万向水平仪支座，两个万向水平仪支座按中心对称布置，万向水平仪镶嵌在横梁主体的万向水平仪支座内，基准横梁组件通过调节微调球头组件的旋合长度使横梁上端面的万向水平仪气泡位于中心部位，将基准横梁组件处于水平状态；

所述的旋转框架组件由主体框架、基准转接卡盘、对接卡盘、卡盘滑轨和基准转接卡盘驱动气缸、对接卡盘驱动气缸组成，主体框架为一体式矩形框架，矩形框架沿长度方向两端的旋转框架横梁中间为定位轴，两侧定位轴上分别装有定位轴承，轴承嵌入安装在轴承座内，轴承座安装于基准横梁组件中间部位的装配槽上，主体框架两端定位轴各加工有一个轴孔，分别与角位移传感器、 步进驱动电机连接，步进驱动电机的轴和角位移传感器的输入轴分别与主体框架两端定位轴的轴孔通过键连接；

所述的旋转框架组件的主体框架宽度方向上的旋转框架横梁为U型梁加强结构，在旋转框架横梁两端上下两侧安置有两组卡盘滑轨支座，沿主体框架长度方向相应位置安装有四根卡盘滑轨，卡盘滑轨穿过卡盘滑轨支座两端固定；

所述的旋转框架组件的主体框架宽度方向上的旋转框架横梁中间部位内侧，设有气缸伸缩套筒支座，基准转接卡盘驱动气缸的伸缩套筒和对接卡盘驱动气缸的伸缩套筒分别固定于气缸伸缩套筒支座内；基准转接卡盘驱动气缸的伸缩杆与基准转接卡盘相连，对接卡盘驱动气缸的伸缩杆与对接卡盘相连；

所述的旋转框架组件的基准转接卡盘与对接卡盘各设置有跟卡盘滑轨对应的配合孔，卡盘滑轨则通过配合孔穿过基准转接卡盘与对接卡盘，基准转接卡盘与对接卡盘在两侧气缸伸缩杆的推拉作用下可以沿卡盘滑轨平移；基准转接卡盘为圆盘形结构，基准转接卡盘上设置有四个与卡盘滑轨配合的滑移孔，保证基准转接卡盘在卡盘滑轨上有效滑动且不造成错位偏差，基准转接卡盘背面与基准转接卡盘驱动气缸的伸缩套筒配合侧设有套筒支座，套筒支座与基准转接卡盘驱动气缸的伸缩杆之间通过螺纹连接，基准转接卡盘是质心测量仪上可替换结构，根据被测物体的基准对接面的连接形式，定制基准转接卡盘的结构形式，使基准转接卡盘能够与被测物体准确对接，并完成基准转换；对接卡盘为圆盘形结构，对接卡盘上设置有四个与卡盘滑轨配合的滑移孔，保证对接卡盘在卡盘滑轨上有效滑动且不造成错位偏差，对接卡盘背面与对接卡盘驱动气缸的伸缩套筒配合侧设有套筒支座，套筒支座与对接卡盘驱动气缸的伸缩杆之间通过螺纹连接，对接卡盘是质心测量仪上可替换结构，根据被测物体的基准对接面对面一侧的连接形式，定制对接卡盘的结构形式，使对接卡盘能够与被测物体面另一侧准确对接，其作用在于改善被测物体在测量过程中的受力情况；

所述的电气盒组件安装在底座框架组件宽度方向一端的立板上，电气盒组件内安装有数据采集、处理系统和电源模块；数据采集、处理系统和电源模块中的数据采集、处理系统主要用于采集质心测量仪的压力传感器、角位移传感器传递回来的相关数据信息，并实时进行数据存储和解算处理，并通过LCD屏模块将测量信息反馈出来；数据采集、处理系统和电源模块中的电源模块需要给质心测量仪上的用电设备稳定供电。

一般，可采用人工或机械辅助将被测物体安装、拆卸以及转移在旋转框架组件上，本发明还公开了一种自适应滑移装卡台，即所述的质心测量仪还包括自适应滑移装卡台，

所述的自适应滑移装卡台安装在底座框架组件长度方向上设置的两根装卡台滑轨上，两根装卡台滑轨的两端分别安装固定在底座框架组件宽度方向上的立板上，在底座框架组件宽度方向上两根装卡台滑轨相对几何中心对称布置；

所述的自适应滑移装卡台下端设置有两侧对称布置的滑移套筒，滑移套筒固定连接在平台底板的对称两端，两侧的滑移套筒分别套在对应的装卡台滑轨上，确保自适应滑移装卡台能够沿装卡台滑轨移动；

所述的自适应滑移装卡台的平台底板下侧沿轴向两端各设置一个牵引绳固定立板；平台底板上端面固定一个驱动电机，驱动电机的轴向下穿过平台底板，驱动电机的轴端通过键连接固定一个绕线槽，绕线槽与驱动电机的轴同步转动；在底座框架组件下部立板内侧宽度方向中间部位，沿装卡台滑轨方向，对应绕线槽高度两侧各焊接固定一个定滑轮；所述的绕线槽上按相反方向缠绕牵引绳，牵引绳缠绕数圈后，两个绳端分别绕过定滑轮，绳端迂回至自适应滑移装卡台，并分别固定在牵引绳固定立板上；所述驱动电机带动绕线槽转动，两路牵引绳一路放线伸长，同时另一路收线缩短，且伸长量与缩短量速率一致，牵引绳各自绕过底座框架组件下部内侧立板上的定滑轮，牵引自适应滑移装卡台沿装卡台滑轨的滑轨方向左右滑移；

所述的自适应滑移装卡台的平台底板上侧通过铰接的方式装配有起落支撑板，起落支撑板共四块，左右两侧各两块起落支撑板，每侧的两块起落支撑板之间通过转接立板铰接连接；所述自适应滑移装卡台一端的转接立板外侧固定有一自适应滑移装卡台驱动气缸，自适应滑移装卡台驱动气缸的伸缩套筒穿过本侧的转接立板中心孔与另一侧的转接立板固定连接，自适应滑移装卡台驱动气缸的伸缩套筒通过伸长或缩短调节，可将自适应滑移装卡台的上部台面托起或下降；

所述的自适应滑移装卡台的上部台面四角处布置有四组自适应的弧形架支座，自适应的弧形架支座下部分别置有等高度的拉簧固定轴，自适应的弧形架支座上部设有铰接孔，自适应的弧形架支座上部铰接孔处分别铰接固定一个弧形抱架；所述弧形抱架两端各安装有一个柔性橡胶轮，靠外侧的柔性橡胶轮的橡胶轮轴两端分别挂有一根弧形架拉簧，弧形架拉簧的另一端分别固定在上述自适应的弧形架支座下部的拉簧固定轴上，自由状态时弧形架拉簧将带有柔性橡胶轮的弧形抱架的弧形架拉簧固定端拉下来，弧形抱架根据被测物体的形状和直径，通过弧形架拉簧实现对被测物体的自适应装卡。

一般，底座框架组件作为质心测量仪的支撑平台，要求底座框架组件平台放置在水平地面，为了更好适应放置环境，本发明所述的底座框架组件为矩形 方框结构，底座框架组件下端四角外侧设置有四个高度可调节地脚结构，地脚结构由地脚螺栓与底座四个地脚支腿连接，地脚螺栓与地脚支腿螺纹连接的上端面备有锁止螺母；地脚螺栓下端分别备有一个地脚底座，工作时地脚底座接地，承担全仪器重量载荷，通过调节地脚螺栓旋合长度即可使底座框架组件初步调平；调平依据为安装于底座框架组件上端面长、宽两个方向布置的条式水平仪的气泡位于中心位置即可；条式水平仪安装在底座框架组件上端面相邻长、宽两个立板上中间部位各一个，条式水平仪与底座框架组件上端面平行。

为了方便质心测量仪的移动，本发明所述的底座框架组件下端四角内侧还安装有四个万向轮结构，方便转移。

本发明所述的基准转接卡盘和对接卡盘是质心测量仪上可替换结构，只要根据被测物体的基准对接面的连接形式，定制基准转接卡盘的结构形式，使基准转接卡盘能够与被测物体准确对接，并完成基准转换，本发明所述的基准转接卡盘和对接卡盘与被测物体间对接方式可通过法兰螺栓形式、柱面配合和销钉定位形式或三爪卡盘或多爪卡盘等方式进行连接。

旋转动平衡式的质心测量仪测量质心的方法，其步骤如下：

步骤1：将质心测量仪放置于温湿度适宜的测量实验室中平整的测量平台上，要求无明显的机械振动、不稳定电源环境及电磁环境干扰；

步骤2：调节底座框架组件四角的地脚螺栓，使底座框架组件初步调平；

步骤3：将测试模块、LCD屏模块和供电模块分别安装在电气盒组件内，将电气盒组件通过螺钉固定在底座框架组件宽度方向的立板外侧；

步骤4：将装配好的自适应移动装卡台下端的滑移套筒分别套在装卡台滑轨上，布置牵引绳，牵引绳不能出现松弛，确保自适应滑移装卡台滑移没有障碍；

步骤5：通过调节立柱组件的立柱主体上下两部分螺纹配合长度，并根据被测物体的包络尺寸确定立柱组件的有效支撑高度；同时调整各立柱组件，使红外线发射接收装置的红外线传感器发射极发出的射线发射至红外线传感器接收极的环形感应区的许用区域，使得压力传感器支撑面位于同一水平高度，且支撑面水平；

步骤6：将基准横梁组件分别放置于立柱组件上端，基准横梁组件两端的微调球头组件分别放置于压力传感器上端的压力支座内，上旋调节球头保护托座托起基准横梁组件，以保护微调球头在正式测量之前不与压力支座接触；

步骤7：在基准横梁组件放置就绪后，分别下旋调节四个立柱组件上端的球头保护托座，使四个微调球头组件分别与四个压力支座中心孔内支撑平面点接触；分别调节四个微调球头组件与基准横梁组件的旋合长度，确保基准横梁组 件的水平状态；此时四个压力传感器分别采集各支点所对应的基准横梁组件压力值，并将所采集数据存储在测试模块的芯片中，作为基准横梁组件测量初始值；

步骤8：在基准横梁组件处于水平状态下，安装旋转框架组件；

步骤9：在旋转框架组件与基准横梁组件完成装配后，在旋转框架组件两侧的轴端相应位置分别装配上角位移传感器和步进驱动电机，通过键连接保证角位移传感器输入轴、步进驱动电机输出轴与旋转框架组件的轴同轴且同步旋转；

步骤10：完成质心测量仪相关传感器及相关电气设备同电气盒组件中的电源模块及测试系统的数据采集模块的布线及连线调试，确保测试系统能够无障碍工作；

步骤11：旋转框架组件安装完毕，两端的基准横梁组件与旋转框架组件就固接为一体，此时对旋转框架组件进行调平，使基准横梁组件及旋转框架组件均处于测试状态下的水平状态；

步骤12：在基准横梁组件及旋转框架组件均处于测试状态的水平状态下，使旋转旋架组件平面旋至水平位置，此时通过测试系统设定角位移传感器2此工位角位移为0°，此位置即测试系统的基准0位；

步骤13：启动步进驱动电机，步进驱动电机带动旋转框架组件空载状态下定角度旋转，旋转至每一个角度定位后，角位移传感器采集并由测试系统芯片记录下此时的角位移值，同时四个压力传感器分别采集此状态下各支点的压力值，并由测试系统芯片记录下此时的压力数据信息；旋转n(n≥10)次后，由测试系统根据采集的压力及角位移数据测算空载状态下旋转框架组件的质心坐标；

步骤14：通过被测物体三维模型或者粗估的方式初步确定被测物体轴向质心相对于被测物体基准面的位置坐标x₀₁，同时确定被测物体的有效长度值L₀₁；以此为初始输入，通过旋转框架组件两端的基准转接卡盘驱动气缸的伸缩套筒和对接卡盘驱动气缸的伸缩套筒调节使基准转接卡盘与对接卡盘间距为L₀₁，之后保持此距离，进一步调节两侧的基准转接卡盘驱动气缸的伸缩套筒和对接卡盘驱动气缸的伸缩套筒，使基准转接卡盘与对接卡盘同步沿滑轨左右移动，此时LCD屏实时显示系统的轴向质心坐标，直至系统轴向质心数值接近x₀₁位置为止；此时驱动基准转接卡盘的基准转接卡盘驱动气缸的伸缩套筒保持此位置不变，以此来消除机械偏差对质心测量结果造成的影响；

步骤15：重复步骤13，得出此状态下基准横梁组件与旋转框架组件构成系统相对于基准位置的质心坐标；并由测试系统芯片记忆此时坐标值；

步骤16：基准转接卡盘位置保持不变，对接卡盘的对接卡盘驱动气缸的伸缩套筒向后撤移，同时旋转框架组件的步进驱动电机将旋转框架组件旋转至水平位置，此时通过自适应滑移装卡台上辅助操作人员完成被测物体的装配；

步骤17：上述操作完成后，启动对接卡盘驱动气缸的伸缩套筒将对接卡盘滑移至被测物体对接端面，采用上述同样的方式将被测物体固定，完成对接；

步骤18：上述操作完成后，自适应滑移装卡台驱动气缸上的气缸伸缩套筒执行伸长作动命令，自适应移动装卡台下降至初始高度；

步骤19：此时启动旋转框架组件上的步进驱动电机，步进驱动电机带动旋转框架组件定角度旋转，旋转至每一个角度定位后，角位移传感器采集并由测试系统芯片记录下此时的角位移值，同时四个压力传感器分别采集此状态下各支点的压力值，并由测试系统芯片记录下此时的压力数据信息；旋转n(n≥10)次后，由测试系统根据采集回来的压力及角位移数据测算测试状态下旋转框架组件系统的质心坐标；通过质心解算模型得出被测物体的质心坐标；

步骤20：被测物体的质心测量完成后，通过自适应移动装卡台辅助操作人员，由操作人员将被测物体取下，完成质心测量工作。

本发明的底座框架组件作为质心测量仪的支撑平台，具有调节平台水平、辅助移动搬运、辅助被测物体转移、装卡和拆卸的作用；可调节立柱组件作为质心测量仪压力支撑部件，上端的压力传感器采集各支点压力值、并且根据被测物体包络范围调节测量支点高度，且能够保证四支撑点位于同一水平面上；基准横梁组件用以进一步调节测试平台的水平，同时作为旋转框架组件的搭接部件；自适应移动装卡台用以实现被测物体的装卡、拆卸以及转移；旋转框架组件其作用在于作为被测物体的基准转移和固定装置，通过变换被测物体的测量角度，进而测量被测物体的质心坐标。

本发明的有益效果：

本发明提出了一种质心测量仪，对质心测量系统的结构进行了创新设计，能够实现一次装卡，变换转角，即可测量被测物体的轴向、径向质心，避免了多次装卡造成的测量误差；针对测试系统建立了一套的质心解算模型及误差修正模型，通过反算设计补偿了由于机械系统间隙偏差造成的测试系统的误差，有效的提高了测试精度；相比大型通用质心测量设备，本发明提供了多种接口的专用对接卡盘，精度高，针对性强。

本发明可有效应用于航天、航空、汽车制造、农业等相关工程机科研领域。

附图说明

附图1为本发明具体实施方式的旋转动平衡式质心测量仪解算模型示意 图；

附图2为本发明具体实施方式的柱坐标系模型示意图；

附图3为本发明具体实施方式的直角坐标系模型示意图；

附图4为本发明具体实施方式的旋转动平衡式质心测量仪模型组件简图；

附图5为本发明具体实施方式的旋转动平衡式质心测量仪模型结构示意图；

附图6为本发明具体实施方式的旋转动平衡式质心测量仪底座框架组件及立柱组件结构简图；

附图7为本发明具体实施方式的旋转动平衡式质心测量仪基准横梁组件结构简图；

附图8为本发明具体实施方式的旋转动平衡式质心测量仪旋转框架组件结构简图；

附图9为本发明具体实施方式的旋转动平衡式质心测量仪自适应滑移装卡台结构简图；

1-底座框架组件，2-立柱组件，3-基准横梁组件，4-被测物体，5-旋转框架组件，6-自适应滑移装卡台，7-电气盒组件，8-地脚底座，9-地脚限位螺母，10-地脚螺栓，11-地脚锁止螺母，12-地脚支腿，13-滑轨限位螺母，14-万向轮，15-数据采集、处理系统和供电模块，16-条式水平仪支座，17-条式水平仪，18-立柱支撑底座，19-立柱下部柱体，20-立柱上部柱体，21-压力传感器，22-红外线传感器发射极，23-压力支座，24-角位移传感器，25-横梁，26-微调螺栓，27-微调锁止螺母，28-万向水平仪，29-万向水平仪支座，30-滚花高头螺钉，31-轴承座，32-基准转接卡盘驱动气缸，33-基准转接卡盘，34-旋转框架纵梁，35-对接卡盘，36-卡盘滑轨，37-卡盘滑轨支座，38-旋转框架横梁，39-对接卡盘驱动气缸，40-轴承，41-步进驱动电机，42-球头保护托座，43-红外线传感器接收极，44-柔性橡胶轮，45-自适应滑移装卡台驱动气缸，46-定滑轮，47-装卡台滑轨，48-牵引绳，49-滑移套筒，50-自适应滑移装卡台的驱动电机，51-球头托座，52-微调球头，53-万向轮支撑座，54-红外射线，55-起落支撑板，56-拉簧固定轴，57-自适应滑移装卡台的上部台面，58-弧形架支座，59-弧形架拉簧，60-弧形抱架，61-橡胶轮轴，62-转接立板铰接轴，63-转接立板，64-驱动气缸推拉杆，65-平台底板，66-绕线槽，67-牵引绳固定立板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

本发明的数学解算模型：

解算模型说明示意图见附图1至附图3。

规定：附图1中基准横梁组件为A，旋转框架组件为B，被测物体为C。1、2号压力传感器方向为左，3、4号压力传感器方向为右，1、4号压力传感器方向为前，2、3号压力传感器方向为后。

建立直角坐标系：见附图2，以基准转接卡盘与被测物体对接面中心作为坐标系原点，以旋转框架组件轴线从左向右方向为X轴，以过原点铅垂向下方向作为Z轴，Y轴方向符合右手定则建立直角坐标系。此坐标系也定义为被测物体坐标系。设直角坐标系下被测物体质心坐标为(X_C,Y_C,Z_C)。

建立柱坐标系:见附图3，以1、2号压力传感器承重点连线中点作为坐标系原点，X轴与直角坐标系X轴重合，极轴与Z轴同向，极轴逆时针旋转为极角增大方向。设柱坐标系下被测物体质心坐标为(x_C,r_C,θ_C)，其中x_C可称为轴向质心坐标，r_C和θ_C可合称为径向质心坐标。

基础原理：本发明测量被测物体质心坐标的原理为旋转力矩平衡法。原理如下：假设被测物体对压力传感器单独作用，被测物体处于某一工况下。1号压力传感器采集的压力为FC₁'，2号压力传感器采集的压力为FC₂'，3号压力传感器采集的压力为FC₃'，4号压力传感器采集的压力为FC₄'，此时角位移传感器采集到的角度值为根据力矩平衡原理。

列轴向质心方程，则有：

(FC₁'+FC₂')·x_C＝(FC₃'+FC₄')·(L-x_C) (1)

列径向质心方程，则有：

使被测物体旋转一任意角度至新的测量工况，此工况下压力分别为FC₁″，FC₂″，FC₃″，FC₄″，角位移传感器采集到的角度为根据力矩平衡原理，则有：

根据式(1)可计算被测物体轴向质心坐标，根据式(2)～(3)可计算被测物体径向质心坐标。此时求得被测物体柱坐标系质心坐标为(x_C,r_C,θ_C)。变换坐标系，将柱坐标系质心坐标变换为直角坐标系质心坐标，如式(4)～(6)。

X_C＝x_C-L₁ (4)

Y_C＝r_C·sin(θ_C) (5)

Z_C＝r_C·cos(θ_C) (6)

至此，便求出直角坐标系下被测物体质心坐标(X_C,Y_C,Z_C)。

旋转力矩平衡法可以表述为：使被测物体分别处于两种角度工况，已知被测物体在各个角度下单独对四个压力传感器造成的压力，和角位移传感器转动的角度值，便可通过计算得到被测物体直角坐标系下质心坐标。

测量功能实现：

实际测量时，由于压力传感器要支撑基准横梁组件和旋转框架组件，因此在测量被测物体质心时，传感器测得的压力是被测物体、基准横梁组件和旋转框架组件架组件三者造成的和压力。上述质心计算时用到的压力，是通过和压力减去基准横梁组件和旋转框架组件的压力得到的。旋转时基准横梁组件对传感器造成的压力是不变的，由于机械加工等因素的误差造成旋转框架组件不旋转对称，其质心不在轴线上，旋转框架组件的压力在其转动过程中是变的。因此在测量被测物体质心前需要先测量旋转框架组件的质心，才能知道任意工况角度下，旋转框架组件对各个压力传感器的造成的压力值为多大，以便在测量被测物体质心时可以通过和压力减掉基准横梁组件压力和旋转框架组件压力，得到被测物体造成的压力。之后通过计算得到被测物体质心坐标。

原理实现：

步骤一：首先测量基准横梁组件对各个压力传感器造成的压力，分别为FA_j,j＝1,2,3,4。

步骤二：安装旋转框架组件，建立基准坐标系。转动旋转框架组件至某一角度，测得基准横梁组件与旋转框架组件在该工况下对各个压力传感器造成的和压力。根据力矩平衡原理，通过式(7)，计算得到旋转框架组件柱坐标系轴向质心坐标x_Bi。

(FB_1i'+FB_2i')·x_Bi＝(FB_3i'+FB_4i')·(L-x_Bi) (7)

同时，列出求旋转框架组件径向质心坐标的一个方程，即式(8)。

其中，FB_ji'＝FAB_ji'-FA_j,j＝1,2,3,4。

转动旋转框架组件至另一角度，测得基准横梁组件与旋转框架组件在该工况下对各个压力传感器造成的和压力。根据力矩平衡原理，列出求旋转框架组件径向质心坐标的另一方程，即式(9)。

其中，FB_ji″＝FAB_ji″-FA_j,j＝1,2,3,4

联立式(8)～(9)，得到被测物体径向质心坐标r_Bi，θ_Bi。

步骤三：重复步骤二测量n(n≥10)次，求平均值后，得到精确的旋转框架组件柱坐标系坐标(x_B,r_B,θ_B)，如式(10)～(12)。

步骤四：安装被测物体至转接卡盘，转动旋转框架组件至某一角度，此时角位移传感器采集到的角度值为α_i'，在该工况下，通过式(13)～(17)计算旋转框架组件对前侧、后侧、左侧和右侧压力传感器造成的压力FBq_i'，FBh_i'，FBz'，FBy'。

FBz'·x_B＝FBy'(L-x_B) (14)

FBz'+FBy'＝FB (15)

FBq_i'·[S+r_Bsin(θ_B+α_i')]＝FBh_i'·[S-r_Bsin(θ_B+α_i')] (16)

FBq_i'+FBh_i'＝FB (17)

设此时各个压力传感器采集到的压力分别为FABC_ji',j＝1,2,3,4，根据力矩平衡原理，通过式(18)，计算被测物体轴向质心坐标x_Ci。

(FBC_1i'+FBC_2i'-FBz')·x_Ci＝(FBC_3i'+FBC_4i'-FBy')·(L-x_Ci) (18)

其中，FBC_ji'＝FABC_ji'-FA_j,j＝1,2,3,4。

同时列出计算被测物体径向质心坐标的一个方程，即式(19)。

转动旋转框架组件至另一角度，此时角位移传感器测得的角度为α_i″，在该工况下，通过式(20)～(21)计算旋转框架组件对前侧、后侧压力传感器造成的压力FBq_i″，FBh_i″。

FBq_i″·[S+r_Bsin(θ_B+α_i″)]＝FBh_i″·[S-r_Bsin(θ_B+α_i″)] (20)

FBq_i″+FBh_i″＝FB (21)

测量各个压力传感器的压力值，根据力矩平衡原理，列出计算被测物体径向质心坐标的另一方程，即式(22)。

其中，FBC_ji″＝FABC_ji″-FA_j,j＝1,2,3,4

联立式(19)和式(22)，求出被测物体径向质心坐标r_Ci和θ_Ci。

步骤五：重复步骤四n次(n≥10)，求平均值后，得到精确的旋转框架组件柱坐标系坐标(x_C,r_C,θ_C)。如式(23)～(25)。

通过式(4)～(6)，将被测物体柱坐标质心坐标变换为直角坐标系质心坐标，得到被测物体直角坐标系质心坐标(X_C,Y_C,Z_C)。

本实施例的旋转动平衡式的质心测量仪包括：底座框架组件1、可调节的立柱组件2、基准横梁组件3、旋转框架组件5、自适应滑移装卡台6以及电气盒组件7，如图4、5所示。

底座框架组件1为矩形方框结构，下端四角内侧安装四个万向轮14结构，方便转移；下端四角外侧设置有四个高度可调节地脚结构，地脚结构由地脚螺栓10与底座四个地脚支腿12连接，地脚螺栓10与地脚支腿12螺纹连接的上端面备有锁止螺母11；地脚螺栓10下端分别备有一个地脚底座8，工作时地脚底座8接地，承担全仪器重量载荷，通过调节地脚螺栓10旋合长度即可使底座框架组件1初步调平；调平依据为安置于底座框架组件1上端面长、宽两个方向布置的条式水平仪17气泡位于中心位置即可。

本实施例中的长度方向为与装卡台滑轨47的滑行一致的方向，宽度方向为与装卡台滑轨47的滑行垂直的方向。

在底座框架组件1上端面相邻长、宽两个立板上中间部位各安装一个条式水平仪17，确保条式水平仪17与底座框架组件上1端面平行。

如图6所示，底座框架组件1宽度方向一端的立板上安装有电气盒组件7，电气盒组件7内安装有数据采集、处理系统和电源模块15；数据采集、处理系统和电源模块15中的数据采集、处理系统主要用于采集质心测量仪的压力传感器21、角位移传感器24传递回来的相关数据信息，并实时进行数据存储和解算处理，并通过LCD屏模块将测量信息反馈出来。数据采集、处理系统和电源模块15中的电源模块需要给质心测量仪上的用电设备稳定供电。

底座框架组件1长度方向上设置有两根装卡台滑轨47，装卡台滑轨47两端分别固定在底座框架组件1宽度方向上的立板上，在底座框架组件1宽度方向上两根装卡台滑轨47相对几何中心对称布置。装卡台滑轨47用于支撑并移动自适应滑移装卡台6，确保自适应滑移装卡台6在被测物体4的装配空间内能够有效装配。

如图9所示，所述自适应滑移装卡台6下端设置有两侧对称布置的滑移套筒49，滑移套筒49固定连接在平台底板65的对称两端，滑移套筒49套在对应 的装卡台滑轨47上，确保自适应滑移装卡台6能够沿装卡台滑轨47移动；平台底板65下侧沿轴向两端各设置一个牵引绳固定立板67。

所述自适应滑移装卡台6的平台底板65上端面通过螺钉固定一个驱动电机50，驱动电机50的轴向下穿过平台底板65，驱动电机50的轴端通过键连接固定一个绕线槽66，绕线槽66与驱动电机50的轴同步转动。

所述底座框架组件1下部内侧立板平面，沿装卡台滑轨47方向，在底座框架组件1的立板宽度方向中间部位，对应上述绕线槽66高度两侧各焊接固定一个定滑轮46。

所述绕线槽66上按相反方向缠绕牵引绳48，牵引绳48缠绕数圈后，两个绳端分别绕过上述的定滑轮46，绳端迂回至自适应滑移装卡台6，并分别固定在牵引绳固定立板67上。

所述驱动电机50带动绕线槽66转动，两路牵引绳48一路放线伸长，同时另一路收线缩短，且伸长量与缩短量速率一致，牵引绳48各自绕过底座框架组件1下部内侧立板上的定滑轮46，牵引自适应滑移装卡台6沿装卡台滑轨47的滑轨方向左右滑移。

所述自适应滑移装卡台6的平台底板65上侧通过铰接的方式装配有起落支撑板55，起落支撑板55共四块，左右两侧各两块起落支撑板55，每侧的两块起落支撑板55之间通过转接立板63铰接连接。

所述自适应滑移装卡台6一端的转接立板63外侧固定有一自适应滑移装卡台驱动气缸45，自适应滑移装卡台驱动气缸45的伸缩套筒穿过本侧的转接立板63中心孔与另一侧的转接立板63固定连接。自适应滑移装卡台驱动气缸45的伸缩套筒通过伸长或缩短调节，可将自适应滑移装卡台6的上部台面57托起或下降。

所述自适应滑移装卡台6的上部台面57四角处布置有四组自适应的弧形架支座58，自适应的弧形架支座58下部分别置有等高度的拉簧固定轴56，所述自适应的弧形架支座58上部设有铰接孔。

所述自适应的弧形架支座58上部铰接孔处分别铰接固定一个弧形抱架60。

所述弧形抱架60两端各安装有一个柔性橡胶轮44，靠外侧的柔性橡胶轮44的橡胶轮轴61两端分别挂有一根弧形架拉簧59，弧形架拉簧59的另一端分别固定在上述自适应的弧形架支座58下部的拉簧固定轴56上。自由状态时弧形架拉簧59将带有柔性橡胶轮44的弧形抱架60的弧形架拉簧59固定端拉下来，在自适应滑移装卡台6中间部位放置被测物体4时，被测物体4则与弧形抱架60非弧形架拉簧59侧柔性橡胶轮44接触，并靠被测物体4自身重力将接 触的柔性橡胶轮44压下去，则弧形抱架60绕各自铰接轴顺势向内回转，直至另一端的柔性橡胶轮44压住被测物体4，并将被测物体4抱住为止，此时即完成自适应滑移装卡台6对被测物体4的装卡。弧形抱架60可以根据被测物体4的形状和直径，通过弧形架拉簧59实现对被测物体4的自适应装卡，待被测物体4完成装卡并取下后，弧形抱架60随即由弧形架拉簧59牵引回转置初始位置，故被测物体4装卡和拆卸实现了自适应调节。

所述驱动电机50带动自适应移动装卡台6沿装卡台滑轨47轴向移动。

所述自适应滑移装卡台驱动气缸45的伸缩套筒可以根据被测物体4的装卡高度将被测物体4托起至指定高度，待被测物体4完成装卡后，自适应滑移装卡台驱动气缸45的伸缩套筒反方向运动，将自适应移动装卡台6降落到初始高度。

所述底座框架组件1上端面四角处分别布置有一个立柱支撑底座18，立柱支撑底座18中间设置有中心圆孔，与立柱组件2定位配合。

所述立柱组件2的立柱主体分为立柱下部柱体19和立柱上部柱体20上下两部分，立柱下部柱体19和立柱上部柱体20上下两部分通过螺纹连接，立柱下部柱体19为内螺纹，立柱上部柱体20为外螺纹，全螺纹配合，可根据被测物体4的包络尺寸确定立柱组件2的有效支撑高度。

所述立柱组件2的上端面通过法兰方式各固定有一个高精度压力传感器21，通过调节两段立柱主体螺纹旋合长度来调节压力传感器21支撑面位于同一水平高度，且保证支撑面水平，验证同一高度及水平状态需要通过压力传感器21支撑面上侧的红外线发射接收装置的红外线传感器发射极22和红外线传感器接收极43进行高度匹配调节。

所述压力传感器21上部支撑平面通过法兰连接安装有同样规格的红外线发射接收装置，红外线发射接收装置的红外线传感器发射极22和红外线传感器接收极43呈90°角布置，红外线传感器发射极22将红外线发射到与之对应的立柱组件2的红外线传感器接收极43上，红外线传感器接收极43盘面均匀布置环形感应区，红外线传感器发射极22将红外射线54发射至红外线传感器接收极43的环形感应区内，通过调节立柱组件2各立柱主体的旋合高度使各红外线传感器发射极22和红外线传感器接收极43得以有效的匹配，确保压力传感器21支撑面位于同一水平高度，且保证支撑面水平。

所述压力支座23通过螺栓固定于压力传感器21上部支撑平面上，红外线传感器发射极22和红外线传感器接收极43位于压力支座23与压力传感器21支撑面之间，压力支座23上端面设置有中心孔，中心孔下端平面为硬化处理过 的平面，中心孔外侧为回转体凸台，回转体凸台外形面为螺纹面，该螺纹面与球头保护托座42螺纹连接。

所述球头保护托座42下端与压力支座23螺纹连接，通过调节螺纹旋合长度来改变球头保护托座42的高度，可实现在测量质心时，球头保护托座42与基准横梁组件3脱离，微调球头52可与压力支座23中心孔的下平面点接触，质心测量完毕，向上调节球头保护托座42，球头保护托座42即可将基准横梁组件3托起，基准横梁组件3的微调球头52即脱离压力支座23支撑平面，起到保护微调球头52的作用。

如图7所示，所述基准横梁组件3为中心对称结构，基准横梁组件3的主体为横梁25，横梁25主体中间部位为装配槽，横梁25主体两端对称位置设置有细牙螺纹孔，螺纹孔距离与立柱组件2上端的压力支座23的中心孔轴距相同，在横梁25主体上端面两端各设置有一个万向水平仪支座29，两个万向水平仪支座29也是按中心对称布置。

所述万向水平仪28镶嵌在横梁25主体的万向水平仪支座29内，柱面配合。

所述横梁25主体两端对称位置设置的细牙螺纹孔安装有微调球头组件的细牙微调螺栓26，细牙微调螺栓26在横梁25主体上部安装有细牙微调锁止螺母27，用以对微调球头组件进行锁紧定位。

所述微调球头组件由微调螺栓26、微调球头52以及球头托座51组成。

所述微调螺栓26为特制螺栓，微调螺栓26上端为旋转手柄，微调螺栓26主体部分为细牙螺纹，微调螺栓26下端为粗牙螺纹，粗牙螺纹与球头托座51连接，微调螺栓26底部加工成球窝结构，微调球头52安装在球窝中，球窝与微调球头52之间涂油润滑剂，微调球头52在球窝中可自由回转。

所述微调球头52放置于微调螺栓26的球窝中，球头托座51与微调螺栓26螺纹连接，将微调球头52限制在球窝中，保证微调球头52能够自由旋转，且不存在逛动现象。

所述微调球头组件分别通过旋合的方式与横梁25主体的细牙螺纹孔配合，并将微调球头52侧置于立柱组件2上端的压力支座23的中心孔内。

所述基准横梁组件3通过调节微调球头组件的旋合长度使横梁25上端面的万向水平仪28气泡位于中心部位，即可认为基准横梁组件3已经处于水平状态。

所述两个基准横梁组件3分别放置于两侧相对应的立柱组件2的压力支座23上。

如图8所示，旋转框架组件5通过两端轴承座31安装于基准横梁组件3中间部位的装配槽上，通过螺栓完成装配；

所述旋转框架组件5两端轴承座31分别与两端的轴完成装配，其中一端的轴承座31通过滚花高头螺钉30固定一个步进驱动电机41，步进驱动电机41轴与旋转框架组件5的轴通过键完成配合，另一端的轴承座31通过螺钉固定一个角位移传感器24，角位移传感器24的输入轴与和与之配合的旋转框架组件5轴孔同样通过键连接，保证同步采集旋转框架组件5的旋转角度。

所述旋转框架组件5由主体框架、基准转接卡盘33、对接卡盘35、卡盘滑轨36和基准转接卡盘驱动气缸32的伸缩套筒、对接卡盘驱动气缸39的伸缩套筒组成。

所述主体框架为一体式矩形框架，矩形框架沿长度方向两端的旋转框架横梁38中间为定位轴，两侧定位轴上分别装有定位轴承40，轴承40嵌入安装在轴承座31内。主体框架两端定位轴各加工有一个轴孔，分别与角位移传感器24、步进驱动电机41连接。

所述主体框架宽度方向上的旋转框架横梁38为U型梁加强结构，在旋转框架横梁38两端上下两侧安置有两组卡盘滑轨支座37，沿主体框架长度方向相应位置安装有四根卡盘滑轨36，卡盘滑轨36穿过卡盘滑轨支座37两端通过螺母固定。

所述主体框架宽度方向上的旋转框架横梁38中间部位内侧，设有气缸伸缩套筒支座，基准转接卡盘驱动气缸32的伸缩套筒和对接卡盘驱动气缸39的伸缩套筒可固定于气缸伸缩套筒支座内。

所述基准转接卡盘驱动气缸32的伸缩套筒和对接卡盘驱动气缸39的伸缩套筒固定于气缸伸缩套筒支座内，一侧基准转接卡盘驱动气缸32的伸缩杆与基准转接卡盘33相连，另一侧对接卡盘驱动气缸39的伸缩杆与对接卡盘35相连。基准转接卡盘33与对接卡盘35各设置有跟卡盘滑轨36对应的配合孔，卡盘滑轨36则通过配合孔穿过基准转接卡盘33与对接卡盘35，基准转接卡盘33与对接卡盘35在两侧气缸伸缩杆的推拉作用下可以沿卡盘滑轨36平移。

所述基准转接卡盘33为圆盘形结构，并且是质心测量仪上可替换结构，根据被测物体4的基准对接面的连接形式，严格定制基准转接卡盘33的结构形式，使基准转接卡盘33能够与被测物体4准确对接，并完成基准转换。

所述基准转接卡盘33固有结构包括：四个与卡盘滑轨36配合的滑移孔，能够保证基准转接卡盘33在卡盘滑轨上有效滑动且不造成错位偏差；基准转接卡盘33背面与基准转接卡盘驱动气缸32的伸缩套筒配合侧设有套筒支座，套筒支座与基准转接卡盘驱动气缸32的伸缩杆之间通过螺纹连接。

所述基准转接卡盘33与被测物体4间对接方式可以通过法兰螺栓连接形 式，销孔定位确保基准。即基准转接卡盘33与被测物体4对接侧设有法兰对接螺孔，与被测物体4基准面的法兰端面进行对接，确保基准有效转换，将被测物体4的坐标基准有效转移到基准转接卡盘33上，其定位精度通过销钉定位保证。

所述基准转接卡盘33与被测物体4间对接方式可以通过柱面配合，销钉定位确保基准。即基准转接卡盘33与被测物体4对接侧设有对接配合柱面，基准转接卡盘33配合柱面设有与被测物体4对接的销孔，通过销钉定位，确保基准有效转换，将被测物体4的坐标基准有效转移到基准转接卡盘33上，其定位精度通过销钉定位保证。

所述基准转接卡盘33与被测物体4间对接方式可以通过三爪卡盘(或多爪卡盘)方式完成装卡，通过销孔或基准转接配合面进行定位，并确保基准有效转换，将被测物体4的坐标基准有效转移到基准转接卡盘33上，其定位精度由销钉配合或基准转接配合面的配合来保证。

所述对接卡盘35为圆盘形结构，并且是质心测量仪上可替换结构，根据被测物体4的基准对接面对面一侧的连接形式，严格定制对接卡盘35的结构形式，使对接卡盘35能够与被测物体4面另一侧准确对接，其作用在于改善被测物体4在测量过程中的受力情况。

所述对接卡盘35固有结构包括：四个与卡盘滑轨36配合的滑移孔，能够保证对接卡盘35在卡盘滑轨36上有效滑动且不造成错位偏差；对接卡盘35背面与对接卡盘驱动气缸39的伸缩套筒配合侧设有套筒支座，套筒支座与对接卡盘驱动气缸39的伸缩杆之间通过螺纹连接。

所述对接卡盘35与被测物体4间对接方式可以通过法兰螺栓连接形式，销孔定位确保配合精度。即对接卡盘35与被测物体4对接侧设有法兰对接螺孔，与被测物体4配合面的法兰端面进行对接，改善被测物体4在测量过程中的受力情况。

所述对接卡盘35与被测物体4间对接方式可以通过柱面配合，销钉定位。即对接卡盘35与被测物体4对接侧设有对接配合柱面，对接卡盘35配合柱面设有与被测物体4对接的销孔，通过销钉定位。

所述对接卡盘35与被测物体4间对接方式可以通过三爪卡盘(或多爪卡盘)方式完成装卡，通过销孔或基准转接配合面进行定位，其定位精度由销钉配合或基准转接配合面的配合来保证。

上述描述为质心测量仪各零部组件的结构设计及功能配置。

采用所述的旋转动平衡式的质心测量仪测量质心的方法包括如下步骤：

步骤1：将质心测量仪存放于温湿度适宜的测量实验室中，将质心测量仪放置于平整的测量平台上，要求无明显的机械振动、不稳定电源环境及电磁环境干扰。

步骤2：调节底座框架组件1四角的地脚螺栓10，观察底座框架组件1上端面两侧的条式水平仪17纵、横两个方向的气泡均处于中心0刻度位置，使底座框架组件1初步调平。

步骤3：将测试模块、LCD屏模块和供电模块分别安装在电气盒组件7内，将电气盒组件7通过螺钉固定在底座框架组件1宽度方向的立板外侧。

步骤4：将装配好的自适应移动装卡台6下端的滑移套筒49分别套在装卡台滑轨47上，装卡台滑轨47两端穿过底座框架组件1宽度方向立板的滑轨孔，装卡台滑轨47两端通过螺母紧固；在绕线槽66上按相反方向缠绕牵引绳48，牵引绳48缠绕数圈后，两个绳端分别绕过底座框架组件1内侧对应的定滑轮46，绳端迂回至自适应滑移装卡台6，并分别固定在牵引绳48固定立板上，并且牵引绳48不能出现松弛。启动驱动电机50带动绕线槽66转动，两路牵引绳48一路放线伸长，同时另一路收线缩短，且伸长量与缩短量速率一致，牵引绳48各自绕过底座框架组件1下部内侧立板上的定滑轮46，牵引自适应滑移装卡台6沿装卡台滑轨47方向左右滑移。确保自适应滑移装卡台6滑移没有障碍。

步骤5：通过调节立柱组件2的立柱主体上下两部分螺纹配合长度，并根据被测物体4的包络尺寸确定立柱组件2的有效支撑高度。同时调整各立柱组件2，使红外线发射接收装置的红外线传感器发射极22发出的射线发射至红外线传感器接收极43的环形感应区的许用区域，使得压力传感器支撑面位于同一水平高度，且支撑面水平。

步骤6：将基准横梁组件3分别放置于立柱组件2上端，基准横梁组件3两端的微调球头组件分别放置于压力传感器21上端的压力支座23内，上旋调节球头保护托座42托起基准横梁组件3，以保护微调球头52在正式测量之前不与压力支座23接触。

步骤7：在基准横梁组件3放置就绪后，分别下旋调节四个立柱组件2上端的球头保护托座42，使四个微调球头组件分别与四个压力支座23中心孔内支撑平面点接触。分别调节四个微调球头组件与基准横梁组件3的旋合长度，使基准横梁组件3上端的万向水平仪28中心气泡分别处于万向水平仪28的中心部分，以此确保基准横梁组件3的水平状态。此时四个压力传感器21分别采集各支点所对应的基准横梁组件3压力值，并将所采集数据存储在测试模块的芯片中，作为基准横梁组件3测量初始值。

步骤8：在基准横梁组件3处于水平状态下，安装旋转框架组件5，旋转框架组件5两端轴承座31分别装卡在基准横梁组件3中间部位的装配槽上，通过螺栓紧固。

步骤9：在旋转框架组件5与基准横梁组件3完成装配后，在旋转框架组件5两侧的轴端相应位置分别通过螺钉连接方式装配角位移传感器24和步进驱动电机41，通过键连接保证角位移传感器24输入轴、步进驱动电机41输出轴与旋转框架组件5的轴同轴且同步旋转。

步骤10：完成质心测量仪相关传感器及相关电气设备同电气盒组件7中的电源模块及测试系统的数据采集模块的布线及连线调试，确保测试系统能够无障碍工作。

步骤11：旋转框架组件5安装完毕，两端的基准横梁组件3与旋转框架组件5就固接为一体，此时对旋转框架组件5进行调平。调节微调球头组件，使横梁25上端面的万向水平仪28气泡处于几何中心处。此时基准横梁组件3及旋转框架组件5均处于测试状态下的水平状态。

步骤12：在基准横梁组件3及旋转框架组件5均处于测试状态下的水平状态下，使旋转旋架组件5平面旋至水平位置，此时通过测试系统设定角位移传感器24此工位角位移为0°，此位置即测试系统的基准0位。同时，测控系统采集此时压力传感器的压力值。

步骤13：此时启动步进驱动电机41，步进驱动电机41带动旋转框架组件5空载状态下定角度旋转，旋转至每一个角度定位后，角位移传感器24采集并由测试系统芯片记录下此时的角位移值，同时四个压力传感器21分别采集此状态下各支点的压力值，并由测试系统芯片记录下此时的压力数据信息。旋转n次(n≥10)后，由测试系统根据采集回来的压力及角位移数据测算空载状态下旋转框架组件5的质心坐标。

步骤14：通过被测物体4三维模型或者粗估的方式初步确定被测物体4轴向质心相对于被测物体基准面的位置坐标x₀₁，同时确定被测物体的有效长度值L₀₁。以此为初始输入，通过旋转框架组件5两端的基准转接卡盘驱动气缸32的伸缩套筒和对接卡盘驱动气缸39的伸缩套筒调节使基准转接卡盘33与对接卡盘35间距为L₀₁，之后保持此距离，进一步调节两侧的基准转接卡盘驱动气缸32的伸缩套筒和对接卡盘驱动气缸39的伸缩套筒，使基准转接卡盘33与对接卡盘35同步沿滑轨左右移动，此时LCD屏实时显示系统的轴向质心坐标，直至系统轴向质心数值接近x₀₁位置为止。此时驱动基准转接卡盘33的基准转接卡盘驱动气缸32的伸缩套筒保持此位置不变。步骤15：重复步骤13，得出此状态 下基准横梁组件3与旋转框架组件5构成系统相对于基准位置的质心坐标。并由测试系统芯片记忆此时坐标值。

步骤16：基准转接卡盘33位置保持不变，对接卡盘35的对接卡盘驱动气缸39的伸缩套筒向后撤移，同时旋转框架组件5的步进驱动电机41将旋转框架组件5旋转至水平位置，此时将被测物体4放置于自适应滑移装卡台6上，被测物体4的基准对接面放置于基准转接卡盘33侧，由弧形抱架60将被测物体4固定住。自适应滑移装卡台6上的驱动电机50转动，通过牵引绳48带动自适应滑移装卡台6沿装卡台滑轨47滑移至基准转接卡盘33与对接卡盘35中间区域的下方，此时自适应滑移装卡台6上的驱动电机50停止工作。此时由自适应滑移装卡台6上的自适应滑移装卡台驱动气缸45的伸缩套筒将自适应滑移装卡台驱动气缸45的推拉杆收回至自适应滑移装卡台驱动气缸45的伸缩套筒内，将自适应滑移装卡台6连同被测物体4提升至旋转框架组件5的中心轴高度，自适应滑移装卡台6上的自适应滑移装卡台驱动气缸45的伸缩套筒停止工作。此时由自适应滑移装卡台6上的驱动电机50带动自适应滑移装卡台6步进式靠近基准转接卡盘33。如果被测物体4与基准转接卡盘33之间通过螺栓连接、销钉定位，则由操作人员将被测物体4与基准转接卡盘33对接，并将被测物体4坐标系与基准转接卡盘33坐标系对应，确保基准有效转换，通过销钉定位之后由螺栓进行紧固。如果被测物体4与基准转接卡盘33通过柱面配合销孔定位，同样由操作人员将被测物体4与基准转接卡盘33对接，并将被测物体4坐标系与基准转接卡盘33坐标系对应，确保基准有效转换，将被测物体4配合柱面与基准转接卡盘33对接柱面配合，销钉定位；如果被测物体4与基准转接卡盘33通过三爪卡盘(或多爪卡盘)连接，销钉定位，同样由操作人员将被测物体4与基准转接卡盘33对接，并将被测物体4坐标系与基准转接卡盘33坐标系对应，确保基准有效转换，通过销钉定位，卡盘上的定位爪旋紧将被测物体4对接面固定。

步骤17：上述操作完成后，启动对接卡盘驱动气缸39的伸缩套筒将对接卡盘35滑移至被测物体4对接端面，采用上述同样的方式将被测物体4固定，完成对接。

步骤18：上述操作完成后，自适应滑移装卡台驱动气缸45上的气缸伸缩套筒执行伸长作动命令，自适应移动装卡台6下降至初始高度。

步骤19：此时启动旋转框架组件5上的步进驱动电机41，步进驱动电机41带动旋转框架组件5定角度旋转，旋转至每一个角度定位后，角位移传感器24采集并由测试系统芯片记录下此时的角位移值，同时四个压力传感器21分别采 集此状态下各支点的压力值，并由测试系统芯片记录下此时的压力数据信息。旋转n次(n≥10)后，由测试系统根据采集回来的压力及角位移数据测算测试状态下旋转框架组件5系统的质心坐标。通过质心解算模型得出被测物体4的质心坐标。

步骤20：被测物体4的质心测量完成后，自适应滑移装卡台驱动气缸45的伸缩套筒执行收缩作动命令，自适应移动装卡台6提升至旋转框架组件5轴心高度，此时由操作人员将被测物体4按反装配流程进行拆卸，解除装配关系的被测物体4放置于自适应滑移装卡台6上，由弧形抱架60对其固定，此时自适应滑移装卡台驱动气缸45的伸缩套筒执行伸长作动命令，自适应移动装卡台6下降至初始高度，由操作人员将被测物体4取下。即完成质心测量工作。

步骤21：完成质心测量工作后，将立柱组件2上的四个球头保护托座42上旋，将基准横梁组件3托起，微调球头52离开支撑面。将质心测量仪归放于指定位置，测量工作结束。

Claims (6)

1.一种旋转动平衡式的质心测量仪，包括底座框架组件（1）、立柱组件（2）、两个基准横梁组件（3）、旋转框架组件（5）以及电气盒组件（7），其特征在于：

所述的底座框架组件（1）作为质心测量仪的支撑平台，底座框架组件（1）上端面四角处分别布置有一个立柱支撑底座（18），立柱支撑底座（18）中间设置有中心圆孔，与立柱组件（2）定位配合；

所述的立柱组件（2）安装在底座框架组件（1）上端面四角处的立柱支撑底座（18）上，立柱组件（2）的立柱主体分为立柱下部柱体（19）和立柱上部柱体（20）上下两部分，立柱下部柱体（19）和立柱上部柱体（20）上下两部分通过螺纹连接，立柱下部柱体（19）为内螺纹，立柱上部柱体（20）为外螺纹，全螺纹配合，可根据被测物体（4）的包络尺寸确定立柱组件（2）的有效支撑高度；

所述的立柱组件（2）的上端面通过法兰方式各固定有一个压力传感器（21），压力传感器（21）上部支撑平面通过法兰连接安装有同样规格的红外线发射接收装置，红外线发射接收装置的红外线传感器发射极（22）和红外线传感器接收极（43）呈90°角布置，红外线传感器发射极（22）将红外射线发射到与之对应的立柱组件（2）的红外线传感器接收极（43）上，红外线传感器接收极（43）盘面均匀布置环形感应区，红外线传感器发射极（22）将红外射线（54）发射至红外线传感器接收极（43）的环形感应区内，通过调节立柱组件（2）的立柱下部柱体（19）和立柱上部柱体（20）上下两部分的旋合高度使各红外线传感器发射极（22）和红外线传感器接收极（43）得以有效的匹配，来调节压力传感器（21）支撑面位于同一水平高度，确保压力传感器（21）支撑面位于同一水平高度，且保证支撑面水平；

所述的立柱组件（2）的压力传感器（21）上部支撑平面上固定有压力支座（23），红外线传感器发射极（22）和红外线传感器接收极（43）位于压力支座（23）与压力传感器（21）支撑面之间，压力支座（23）上端面设置有中心孔，中心孔下端平面为硬化处理过的平面，中心孔外侧为回转体凸台，回转体凸台外形面为螺纹面，该螺纹面与球头保护托座（42）螺纹连接；球头保护托座（42）下端与压力支座（23）螺纹连接，通过调节螺纹旋合长度来改变球头保护托座（42）的高度，可实现在测量质心时，球头保护托座（42）与基准横梁组件（3）脱离，微调球头（52）与压力支座（23）中心孔的下平面点接触，质心测量完毕，向上调节球头保护托座（42），球头保护托座（42）将基准横梁组件（3）托起，基准横梁组件（3）的微调球头（52）脱离压力支座（23）支撑平面，起到保护微调球头（52）的作用；

所述的两个基准横梁组件（3）分别放置在两侧相对应的立柱组件（2）的压力支座（23）上，基准横梁组件（3）为中心对称结构，基准横梁组件（3）的主体为横梁（25），横梁（25）主体中间部位为装配槽，横梁（25）主体两端对称位置设置有细牙螺纹孔，螺纹孔距离与立柱组件（2）上端的压力支座（23）的中心孔轴距相同，螺纹孔中安装微调球头组件，微调球头组件由微调螺栓（26）、微调球头（52）以及球头托座（51）组成，微调螺栓（26）安装在横梁（25）主体两端对称位置设置的螺纹孔中，微调螺栓（26）主体部分为细牙螺纹，微调螺栓（26）上端为旋转手柄，微调螺栓（26）位于横梁（25）主体上部的位置安装有微调锁止螺母（27），用以对微调球头组件进行锁紧定位，微调螺栓（26）下端为粗牙螺纹，微调螺栓（26）底部加工成球窝结构，微调球头（52）安装在球窝中，球头托座（51）与微调螺栓（26）的粗牙螺纹连接，将微调球头（52）限制在球窝中，保证微调球头（52）能够自由旋转，且不存在逛动现象，微调球头（52）侧放置于立柱组件（2）上端的压力支座（23）的中心孔内；在横梁（25）主体上端面两端各设置有一个万向水平仪支座（29），两个万向水平仪支座（29）按中心对称布置，万向水平仪（28）镶嵌在横梁（25）主体的万向水平仪支座（29）内，基准横梁组件（3）通过调节微调球头组件的旋合长度使横梁（25）上端面的万向水平仪（28）气泡位于中心部位，将基准横梁组件（3）处于水平状态；

所述的旋转框架组件（5）由主体框架、基准转接卡盘（33）、对接卡盘（35）、卡盘滑轨（36）和基准转接卡盘驱动气缸（32）、对接卡盘驱动气缸（39）组成，主体框架为一体式矩形框架，矩形框架沿长度方向两端的旋转框架横梁（38）中间为定位轴，两侧定位轴上分别装有定位轴承（40），轴承（40）嵌入安装在轴承座（31）内，轴承座（31）安装于基准横梁组件（3）中间部位的装配槽上，主体框架两端定位轴各加工有一个轴孔，分别与角位移传感器（24）、步进驱动电机（41）连接，步进驱动电机（41）的轴和角位移传感器（24）的输入轴分别与主体框架两端定位轴的轴孔通过键连接；

所述的旋转框架组件（5）的主体框架宽度方向上的旋转框架横梁（38）为U型梁加强结构，在旋转框架横梁（38）两端上下两侧安置有两组卡盘滑轨支座（37），沿主体框架长度方向相应位置安装有四根卡盘滑轨（36），卡盘滑轨（36）穿过卡盘滑轨支座（37）两端固定；

所述的旋转框架组件（5）的主体框架宽度方向上的旋转框架横梁（38）中间部位内侧，设有气缸伸缩套筒支座，基准转接卡盘驱动气缸（32）的伸缩套筒和对接卡盘驱动气缸（39）的伸缩套筒分别固定于气缸伸缩套筒支座内；基准转接卡盘驱动气缸（32）的伸缩杆与基准转接卡盘（33）相连，对接卡盘驱动气缸（39）的伸缩杆与对接卡盘（35）相连；

所述的旋转框架组件（5）的基准转接卡盘（33）与对接卡盘（35）各设置有跟卡盘滑轨（36）对应的配合孔，卡盘滑轨（36）则通过配合孔穿过基准转接卡盘（33）与对接卡盘（35），基准转接卡盘（33）与对接卡盘（35）在两侧气缸伸缩杆的推拉作用下可以沿卡盘滑轨（36）平移；基准转接卡盘（33）为圆盘形结构，基准转接卡盘（33）上设置有四个与卡盘滑轨（36）配合的滑移孔，保证基准转接卡盘（33）在卡盘滑轨上有效滑动且不造成错位偏差，基准转接卡盘（33）背面与基准转接卡盘驱动气缸（32）的伸缩套筒配合侧设有套筒支座，套筒支座与基准转接卡盘驱动气缸（32）的伸缩杆之间通过螺纹连接，基准转接卡盘（33）是质心测量仪上可替换结构，根据被测物体（4）的基准对接面的连接形式，定制基准转接卡盘（33）的结构形式，使基准转接卡盘（33）能够与被测物体（4）准确对接，并完成基准转换；对接卡盘（35）为圆盘形结构，对接卡盘（35）上设置有四个与卡盘滑轨（36）配合的滑移孔，保证对接卡盘（35）在卡盘滑轨（36）上有效滑动且不造成错位偏差，对接卡盘（35）背面与对接卡盘驱动气缸（39）的伸缩套筒配合侧设有套筒支座，套筒支座与对接卡盘驱动气缸（39）的伸缩杆之间通过螺纹连接，对接卡盘（35）是质心测量仪上可替换结构，根据被测物体（4）的基准对接面对面一侧的连接形式，定制对接卡盘（35）的结构形式，使对接卡盘（35）能够与被测物体（4）面另一侧准确对接，其作用在于改善被测物体（4）在测量过程中的受力情况；

所述的电气盒组件（7）安装在底座框架组件（1）宽度方向一端的立板上，电气盒组件（7）内安装有数据采集、处理系统和电源模块（15）；数据采集、处理系统和电源模块（15）中的数据采集、处理系统主要用于采集质心测量仪的压力传感器（21）、角位移传感器（24）传递回来的相关数据信息，并实时进行数据存储和解算处理，并通过LCD屏模块将测量信息显示出来；数据采集、处理系统和电源模块（15）中的电源模块需要给质心测量仪上的用电设备稳定供电。

2.根据权利要求1所述的质心测量仪，其特征在于：所述的质心测量仪还包括自适应滑移装卡台（6）；

所述的自适应滑移装卡台（6）安装在底座框架组件（1）长度方向上设置的两根装卡台滑轨（47）上，两根装卡台滑轨（47）的两端分别安装固定在底座框架组件（1）宽度方向上的立板上，在底座框架组件（1）宽度方向上两根装卡台滑轨（47）相对几何中心对称布置；

所述的自适应滑移装卡台（6）下端设置有两侧对称布置的滑移套筒（49），滑移套筒（49）固定连接在平台底板（65）的对称两端，两侧的滑移套筒（49）分别套在对应的装卡台滑轨（47）上，确保自适应滑移装卡台（6）能够沿装卡台滑轨（47）移动；

所述的自适应滑移装卡台（6）的平台底板（65）下侧沿轴向两端各设置一个牵引绳固定立板（67）；平台底板（65）上端面固定一个驱动电机（50），驱动电机（50）的轴向下穿过平台底板（65），驱动电机（50）的轴端通过键连接固定一个绕线槽（66），绕线槽（66）与驱动电机（50）的轴同步转动；在底座框架组件（1）下部立板内侧宽度方向中间部位，沿装卡台滑轨（47）方向，对应绕线槽（66）高度两侧各焊接固定一个定滑轮（46）；所述的绕线槽（66）上按相反方向缠绕牵引绳（48），牵引绳（48）缠绕数圈后，两个绳端分别绕过定滑轮（46），绳端迂回至自适应滑移装卡台（6），并分别固定在牵引绳固定立板（67）上；所述驱动电机（50）带动绕线槽（66）转动，两路牵引绳（48）一路放线伸长，同时另一路收线缩短，且伸长量与缩短量速率一致，牵引绳（48）各自绕过底座框架组件（1）下部内侧立板上的定滑轮（46），牵引自适应滑移装卡台（6）沿装卡台滑轨（47）的滑轨方向左右滑移；

所述的自适应滑移装卡台（6）的平台底板（65）上侧通过铰接的方式装配有起落支撑板（55），起落支撑板（55）共四块，左右两侧各两块起落支撑板（55），每侧的两块起落支撑板（55）之间通过转接立板（63）铰接连接；所述自适应滑移装卡台（6）一端的转接立板（63）外侧固定有一自适应滑移装卡台驱动气缸（45），自适应滑移装卡台驱动气缸（45）的伸缩套筒穿过本侧的转接立板（63）中心孔与另一侧的转接立板（63）固定连接，自适应滑移装卡台驱动气缸（45）的伸缩套筒通过伸长或缩短调节，可将自适应滑移装卡台（6）的上部台面（57）托起或下降；

所述的自适应滑移装卡台（6）的上部台面（57）四角处布置有四组自适应的弧形架支座（58），自适应的弧形架支座（58）下部分别置有等高度的拉簧固定轴（56），自适应的弧形架支座（58）上部设有铰接孔，自适应的弧形架支座（58）上部铰接孔处分别铰接固定一个弧形抱架（60）；所述弧形抱架（60）两端各安装有一个柔性橡胶轮（44），靠外侧的柔性橡胶轮（44）的橡胶轮轴（61）两端分别挂有一根弧形架拉簧（59），弧形架拉簧（59）的另一端分别固定在上述自适应的弧形架支座（58）下部的拉簧固定轴（56）上，自由状态时弧形架拉簧（59）将带有柔性橡胶轮（44）的弧形抱架（60）的弧形架拉簧（59）固定端拉下来，弧形抱架（60）根据被测物体（4）的形状和直径，通过弧形架拉簧（59）实现对被测物体（4）的自适应装卡。

3.根据权利要求1所述的质心测量仪，其特征在于：所述的底座框架组件（1）为矩形方框结构，底座框架组件（1）下端四角外侧设置有四个高度可调节地脚结构，地脚结构由地脚螺栓（10）与底座四个地脚支腿（12）连接，地脚螺栓（10）与地脚支腿（12）螺纹连接的上端面备有锁止螺母（11）；地脚螺栓（10）下端分别备有一个地脚底座（8），工作时地脚底座（8）接地，承担全仪器重量载荷，通过调节地脚螺栓（10）旋合长度即可使底座框架组件（1）初步调平；调平依据为安装于底座框架组件（1）上端面长、宽两个方向布置的条式水平仪（17）的气泡位于中心位置即可；条式水平仪（17）安装在底座框架组件（1）上端面相邻长、宽两个立板上中间部位各一个，条式水平仪（17）与底座框架组件上（1）端面平行。

4.根据权利要求1所述的质心测量仪，其特征在于：所述的底座框架组件（1）下端四角内侧还安装有四个万向轮（14）结构。

5.根据权利要求1所述的质心测量仪，其特征在于：所述的基准转接卡盘（33）和对接卡盘（35）与被测物体（4）间对接方式通过法兰螺栓形式、柱面配合和销钉定位形式或三爪卡盘或多爪卡盘方式进行连接。

6.旋转动平衡式的质心测量仪测量质心的方法，其步骤如下：

步骤1：将质心测量仪放置于温湿度适宜的测量实验室中平整的测量平台上，要求无明显的机械振动、不稳定电源环境及电磁环境干扰；

步骤2：调节底座框架组件（1）四角的地脚螺栓（10），使底座框架组件（1）初步调平；

步骤3：将测试模块、LCD屏模块和供电模块分别安装在电气盒组件（7）内，将电气盒组件（7）通过螺钉固定在底座框架组件（1）宽度方向的立板外侧；

步骤4：将装配好的自适应移动装卡台（6）下端的滑移套筒（49）分别套在装卡台滑轨（47）上，布置牵引绳（48），牵引绳（48）不能出现松弛，确保自适应滑移装卡台（6）滑移没有障碍；

步骤5：通过调节立柱组件（2）的立柱主体上下两部分螺纹配合长度，并根据被测物体（4）的包络尺寸确定立柱组件（2）的有效支撑高度；同时调整各立柱组件（2），使红外线发射接收装置的红外线传感器发射极（22）发出的射线发射至红外线传感器接收极（43）的环形感应区的许用区域，使得压力传感器支撑面位于同一水平高度，且支撑面水平；

步骤6：将基准横梁组件（3）分别放置于立柱组件（2）上端，基准横梁组件（3）两端的微调球头组件分别放置于压力传感器（21）上端的压力支座（23）内，上旋调节球头保护托座（42）托起基准横梁组件（3），以保护微调球头（52）在正式测量之前不与压力支座（23）接触；

步骤7：在基准横梁组件（3）放置就绪后，分别下旋调节四个立柱组件（2）上端的球头保护托座（42），使四个微调球头组件分别与四个压力支座（23）中心孔内支撑平面点接触；分别调节四个微调球头组件与基准横梁组件（3）的旋合长度，确保基准横梁组件（3）的水平状态；此时四个压力传感器（21）分别采集各支点所对应的基准横梁组件（3）压力值，并将所采集数据存储在测试模块的芯片中，作为基准横梁组件（3）测量初始值；

步骤8：在基准横梁组件（3）处于水平状态下，安装旋转框架组件（5）；

步骤9：在旋转框架组件（5）与基准横梁组件（3）完成装配后，在旋转框架组件（5）两侧的轴端相应位置分别装配上角位移传感器（24）和步进驱动电机（41），通过键连接保证角位移传感器（24）输入轴、步进驱动电机（41）输出轴与旋转框架组件（5）的轴同轴且同步旋转；

步骤10：完成质心测量仪相关传感器及相关电气设备同电气盒组件（7）中的电源模块及测试系统的数据采集模块的布线及连线调试，确保测试系统能够无障碍工作；

步骤11：旋转框架组件（5）安装完毕，两端的基准横梁组件（3）与旋转框架组件（5）就固接为一体，此时对旋转框架组件（5）进行调平，使基准横梁组件（3）及旋转框架组件（5）均处于测试状态下的水平状态；

步骤12：在基准横梁组件（3）及旋转框架组件（5）均处于测试状态下的水平状态下，使旋转旋架组件（5）平面旋至水平位置，此时通过测试系统设定角位移传感器（24）此工位角位移为0°，此位置即测试系统的基准0位，并采集此时压力传感器的压力值；

步骤13：此时启动步进驱动电机（41），步进驱动电机（41）带动旋转框架组件（5）空载状态下定角度旋转，旋转至每一个角度定位后，角位移传感器（24）采集并由测试系统芯片记录下此时的角位移值，同时四个压力传感器（21）分别采集此状态下各支点的压力值，并由测试系统芯片记录下此时的压力数据信息；旋转10次后，由测试系统根据采集回来的压力及角位移数据测算空载状态下旋转框架组件（5）的质心坐标；

步骤14：通过被测物体（4）三维模型或者粗估的方式初步确定被测物体（4）轴向质心相对于被测物体基准面的位置坐标，同时确定被测物体的有效长度值；以此为初始输入，通过旋转框架组件（5）两端的基准转接卡盘驱动气缸（32）的伸缩套筒和对接卡盘驱动气缸（39）的伸缩套筒调节使基准转接卡盘（33）与对接卡盘（35）间距为，之后保持此距离，进一步调节两侧的基准转接卡盘驱动气缸（32）的伸缩套筒和对接卡盘驱动气缸（39）的伸缩套筒，使基准转接卡盘（33）与对接卡盘（35）同步沿滑轨左右移动，此时LCD屏实时显示系统的轴向质心坐标，直至系统轴向质心数值接近位置为止；此时驱动基准转接卡盘（33）的基准转接卡盘驱动气缸（32）的伸缩套筒保持此位置不变，以此来消除机械偏差对质心测量结果造成的影响；

步骤15：重复步骤13，得出此状态下基准横梁组件（3）与旋转框架组件（5）构成系统相对于基准位置的质心坐标；并由测试系统芯片记忆此时坐标值；

步骤16：基准转接卡盘（33）位置保持不变，对接卡盘（35）的对接卡盘驱动气缸（39）的伸缩套筒向后撤移，同时旋转框架组件（5）的步进驱动电机（41）将旋转框架组件（5）旋转至水平位置，此时通过自适应滑移装卡台（6）上辅助操作人员完成被测物体（4）的装配；

步骤17：上述操作完成后，启动对接卡盘驱动气缸（39）的伸缩套筒将对接卡盘（35）滑移至被测物体（4）对接端面，采用上述同样的方式将被测物体（4）固定，完成对接；

步骤18：上述操作完成后，自适应滑移装卡台驱动气缸（45）上的气缸伸缩套筒执行伸长作动命令，自适应移动装卡台（6）下降至初始高度，同时，测控系统采集并存储此时传感器的数据；

步骤19：启动旋转框架组件（5）上的步进驱动电机（41），步进驱动电机（41）带动旋转框架组件（5）定角度旋转，旋转至每一个角度定位后，角位移传感器（24）采集并由测试系统芯片记录下此时的角位移值，同时四个压力传感器（21）分别采集此状态下各支点的压力值，并由测试系统芯片记录下此时的压力数据信息；旋转10次后，由测试系统根据采集回来的压力及角位移数据测算测试状态下旋转框架组件（5）系统的质心坐标；通过质心解算模型得出被测物体（4）的质心坐标；

步骤20：被测物体（4）的质心测量完成后，通过自适应移动装卡台辅助操作人员，由操作人员将被测物体取下，完成质心测量工作。