CN114295289B - 一种三维质心测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

一种三维质心测量装置及其测量方法，它涉及仪器测量技术领域。本发明为解决现有测量方法精度、效率不足的问题。本发明包括底板、活动支座、倾覆支点、平行四连杆机构、固定支座、标定砝码、秤盘、配重调节机构、驱动机构、三个浮动支点和三个传感器，活动支座通过平行四连杆机构设置在固定支座的上端，活动支座上设有倾覆支点，驱动机构与倾覆支点连接，底板的上部沿同一圆的圆周方向均布设有三个传感器，其中一个传感器设置在活动支座上，另外两个传感器设置在固定支座上，每个传感器的上方均设有浮动支点，三个浮动支点的上端架设有秤盘，秤盘的一侧设有配重调节机构。本发明用于测量工件质心在空间三维坐标系下的位置。

Description

一种三维质心测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及仪器测量技术领域，具体涉及一种三维质心测量装置及其测量方法。

背景技术

随着科学技术的发展，在航空、航天、军工、动力等领域需要有更精确、更简便的方法获得叶片、载荷、弹体等零部件的质量和质心。目前常见的测量方法有悬挂法、静态法和动态法，存在精度差、效率低、成本高的缺点。因此需要发展一种精确、快捷的新型质心测量设备，为力学测量提供新技术和新装备。

发明内容

本发明为了解决现有测量方法精度、效率不足的问题，进而提出的基于静态测量方法的新型质心测量设备及其测量方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种三维质心测量装置包括底板、活动支座、倾覆支点、平行四连杆机构、固定支座、标定砝码、秤盘、配重调节机构、驱动机构、三个浮动支点和三个传感器，底板水平设置，底板上设有固定支座，活动支座通过平行四连杆机构设置在固定支座的上端，活动支座上设有倾覆支点，驱动机构与倾覆支点连接，底板的上部沿同一圆的圆周方向均布设有三个传感器，其中一个传感器设置在活动支座上，另外两个传感器设置在固定支座上，每个传感器的上方均设有浮动支点，三个浮动支点的上端架设有秤盘，秤盘的上端设有标定砝码，秤盘的一侧设有配重调节机构。

进一步地，所述驱动机构驱动倾覆支点及活动支座沿竖直方向升降。

进一步地，所述驱动机构包括电动缸支架和电动缸，电动缸支架固接在底板的下方，电动缸固接在电动缸支架上，电动缸的杆体与倾覆支点固接。

进一步地，所述活动支座的一侧设有倾覆块，底板上设有倾覆限位组件，倾覆限位组件与倾覆块相对应设置且对倾覆块的上升高度进行限位。

进一步地，所述配重调节机构包括配重轴承座、配重调节螺杆和配重块，配重轴承座固接在秤盘上，配重调节螺杆竖直向下旋装在配重轴承座上，配重块固接在配重调节螺杆的下端，且配重块设置在配重轴承座的下部。

进一步地，所述秤盘的上端面上均布设有四个标定接口。

一种所述三维质心测量装置的测量方法包括如下步骤：

步骤一：首先标定，获得三个浮动支点的坐标和Z向清零：

以秤盘的中心为原点，建立秤盘坐标系，所述秤盘坐标系的三轴指向与三维空间直角坐标系的三轴指向相同，根据四个标定接口的各自位置，分别确定四个标定接口的坐标，然后将已知重量的标定砝码分别放入其中三个标定接口，实现对浮动支点位置的标定，获得三个浮动支点的坐标；

步骤二：完成标定后，取下砝码，将待测物品装放在水平秤盘上，获得待测物品质心相对秤盘的位置坐标；

步骤三：秤盘再次倾斜，获得待测物品质心相对秤盘的竖直坐标。

进一步地，所述步骤一中获得三个浮动支点的坐标还包括如下过程：

首先将秤盘调水平，记录各传感器的示值，之后启动电动缸将活动支座推至倾覆限位组件，使得秤盘发生θ角度的倾斜，再调节配重块的高低位置，使得各传感器示值和水平态示值相同，之后将秤盘调水平；

然后，将标定砝码放上秤盘标定各浮动支点相对秤盘的位置坐标，根据公式(1)：

其中公式(1)中，m为砝码重量，x₁为砝码放在第一个标定接口时的x轴向坐标，为砝码放在第一个标定接口时三个浮动支点的支撑力，x_a、x_b、x_c为三个浮动支点的x轴向坐标；将砝码分别放在三个标定接口内，将三个标定接口及对应的三个浮动支点的支撑力代入到公式(1)，如公式(2)所示，进而根据公式(2)解出6个未知数，如公式(3)所示：

其中公式(2)中，m为砝码重量，r为标定接口到坐标轴的距离，三个标定接口的坐标分别为(r,r)、(-r,r)和(-r,-r)，为砝码放在第一个标定接口时三个浮动支点的支撑力，/>为砝码放在第二个标定接口时三个浮动支点的支撑力，/> 为砝码放在第三个标定接口时三个浮动支点的支撑力，x_a、x_b、x_c为三个浮动支点的x轴向坐标，y_a、y_b、y_c为三个浮动支点的y轴向坐标；

再后，启动电动缸使得秤盘发生θ角度的倾斜，砝码的质心位置变化如公式(4)所示

其中公式(4)中，m为砝码重量，r'为秤盘发生θ角度倾斜时的砝码质心位置， 为秤盘发生θ角度倾斜时三个浮动支点的支撑力，x_a、x_b、x_c为三个浮动支点的x轴向坐标；质心变化至r'是由于砝码质心有高度，倾斜后导致坐标变化，因此可以得到秤盘安装面到浮动支点基准面距离，如公式(5)所示

h＝(r-r')/tgθ-H (5)

其中公式(5)中，H为砝码质心到秤盘安装面的距离，为已知量，h为秤盘安装面到浮动支点基准面距离，r为秤盘水平时砝码质心位置，r'为秤盘发生θ角度倾斜时的砝码质心位置。

进一步地，所述步骤二中将待测物品装放在水平秤盘上，获得待测物品质心相对秤盘的位置坐标，得出公式(6)

其中公式(6)中，m为待测物品的重量，F_a、F_b、F_c为放入待测物品时三个浮动支点的支撑力，x_a、x_b、x_c为三个浮动支点的x轴向坐标，y_a、y_b、y_c为三个浮动支点的y轴向坐标，x为待测物品质心的x轴向坐标，y为待测物品质心的y轴向坐标。

进一步地，所述步骤三中秤盘再次发生θ角度的倾斜，获得待测物品质心相对秤盘的竖直坐标，得出公式(7)

其中公式(7)中，m为待测物品的重量，x'为放入待测物品后秤盘发生θ角度倾斜时待测物品质心的x轴向坐标，F_a'、F_b'、F_c'为放入待测物品后秤盘发生θ角度倾斜时三个浮动支点的支撑力，x_a、x_b、x_c为三个浮动支点的x轴向坐标，x为秤盘发生θ角度倾斜前待测物品质心的x轴向坐标，h为秤盘安装面到浮动支点基准面距离，z为待测物品质心的z轴向坐标。

本发明与现有技术相比包含的有益效果是：

一、本发明浮动支点和秤盘，消除了剪切应力和水平拉力，使得传感器仅受到来自被测物品的重力，提高了质心测量精度高。

二、本发明通过秤盘的止口，以及标定工艺，使得工装夹具和秤盘、浮动支点具有较高的位置精度，结构简单可靠并进一步提高了质心测量精度。

三、本发明一次装夹被测物品就可以测得被测物品三维质心，节约工装成本，减少测量周期，提高测量效率。

四、和秤盘装有精密装配的夹具，配合专门开发的测量软件，可以快速测量被测物品质心相对基准位置的距离。

五、本发明具有造价低，使用安全、可靠的优点，通过接入不同测量模块，不仅可用作单个物品的三维质心测量，还可以扩展多只物品测量。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明的侧视图；

图5是本发明倾斜状态的主视图；

图6是本发明中浮动支点1的剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述一种三维质心测量装置包括底板6、活动支座7、倾覆支点9、平行四连杆机构11、固定支座12、标定砝码13、秤盘14、配重调节机构、驱动机构、三个浮动支点1和三个传感器2，底板6水平设置，底板6上设有固定支座12，活动支座7通过平行四连杆机构11设置在固定支座12的上端，活动支座7上设有倾覆支点9，驱动机构与倾覆支点9连接，底板6的上部沿同一圆的圆周方向均布设有三个传感器2，其中一个传感器2设置在活动支座7上，另外两个传感器2设置在固定支座12上，每个传感器2的上方均设有浮动支点1，三个浮动支点1的上端架设有秤盘14，秤盘14的上端设有标定砝码13，秤盘14的一侧设有配重调节机构。

本发明提出的一种由浮动支点、传感器、秤盘、四连杆机构为主要零部件的称重装置，不仅可以称量物品重量，还能测量物品相对基准位置的三维质心距离。具有结构节凑，精度高，测量效率高，适应性强的特点。

本实施方式所述测量方法是利用标定砝码和配重调节功能，对秤盘及浮动支点进行标定，获得实际支点位置和安装面到基准面的距离，之后根据这些参数和算法获得被测物品的质心三维坐标。

所述底板6是质心测量设备的底座，电动缸10可以做伸缩运动，伸出时可以推动安装在活动支座7上的倾覆支点9，将活动支座7以及上面的浮动支点1和秤盘14抬起，直至活动支座7上的倾覆块5被倾覆限位组件4阻挡停止；在平行四连杆机构11的作用下，活动支座7围绕固定支座12做平移旋转，使得传感器2姿态不变，只承受竖直方向的压力；一组浮动支点1和传感器2安装在活动支座7上，另外两组浮动支点1以及传感器2安装在固定支座12上，因此随着活动支座7抬起，其上的浮动支点1和传感器2同时抬起，安装在浮动支点1上的秤盘14发生倾斜；秤盘14上装有配重轴承座15、配重调节螺杆16和配重块17，可以通过旋拧配重调节螺杆16改变配重块17的高低位置，实现调节秤盘组件的质心高度位置；配备一个专用标定砝码13，其质量、质心位置已知。

三组浮动支点1和传感器2并没有安装在同一底座上，其中安装在活动支座7上一组浮动支点1和传感器2可以升起，其他传感器2、浮动支点1不在同一平面，导致秤盘14可以发生倾覆旋转。

三组浮动支点1和传感器2安装在一套由活动支座7、平行四连杆机构11、固定支座12组成的支架上，可以进行平移旋转，传感器2姿态始终不变，只受到竖直方向压力。

所述秤盘14将三套传感器2系统连接在一起，使得被测物品的几何形态和安装位置都不会对传感器2产生额外分力，传感器2仅受到竖直方向的重力。

所述浮动支点1是一种特殊的支撑装置，只能对传感器2施加正压力，不会对传感器2施加剪切力。

所述浮动支点1为单点支撑机构，只传递竖直方向正压力。

浮动支点1包括圆弧座1-1、平座1-2、支撑球1-4、多个弹性支撑柱1-3和多个铆钉1-5，圆弧座1-1设置在平座1-2的正下方，圆弧座1-1上端面的中部设有圆弧凹槽1-1-1，平座1-2下端面的中部设有圆柱凹槽1-2-1，圆弧凹槽1-1-1与圆柱凹槽1-2-1之间设有支撑球1-4，支撑球1-4的外径大于圆弧凹槽1-1-1的最大槽深与圆柱凹槽1-2-1的槽深之和，多个弹性支撑柱1-3沿圆周方向均布浮动设置在圆弧座1-1与平座1-2之间，多个铆钉1-5沿圆周方向均布浮动设置在圆弧座1-1与平座1-2之间。

本实施方式中圆弧座1-1和平座1-2同轴设置。

所述圆弧座1-1、平座1-2有圆弧凹槽1-1-1和圆柱凹槽1-2-1，可以放置支撑球1-4，支撑球1-4受到且仅受到来自圆弧座1-1、平座1-2的法向正压力。

所述圆弧座1-1、平座1-2之间用弹性支撑柱1-3、铆钉1-5连接，但连接存在间隙，支撑球1-4、圆弧座1-1、平座1-2可以小幅摆动。

所述圆弧座1-1和平座1-2之间有相同相位的孔，用来放置弹性支撑柱1-3和铆钉1-5，在中间放置支撑球1-4，铆钉1-5将圆弧座1-1和平座1-2连接，防止支撑球1-4脱落。

通过对已知标定砝码13的标定，并分析传感器2受力情况，可以得到三个浮动支点1相对秤盘14的X、Y向坐标，以及被测物品质心相对秤盘14的X、Y向坐标。

秤盘14和被测物品之间具有一定的装配关系，从而获得被测物品质心到被测物品基准位置在水平方向的三维位置关系。

利用质量、质心位置已知的专用标定砝码13以及秤盘倾覆机构和配重调节机构，建立的三维质心测量方法。即水平时三套传感器清零后，在倾覆状态下，调节配重再次清零，之后利用标定砝码13得到秤盘14安装平面到支点受力平面的距离。

本实施方式所述设置在活动支座7上的传感器2，传感器2与活动支座7的上端面之间设有过载保护3，设置在固定支座12上的传感器2，传感器2与固定支座12的上端面之间设有过载保护3。

具体实施方式二：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述驱动机构驱动倾覆支点9及活动支座7沿竖直方向升降。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述驱动机构包括电动缸支架8和电动缸10，电动缸支架8固接在底板6的下方，电动缸10固接在电动缸支架8上，电动缸10的杆体与倾覆支点9固接。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述活动支座7的一侧设有倾覆块5，底板6上设有倾覆限位组件4，倾覆限位组件4与倾覆块5相对应设置且对倾覆块5的上升高度进行限位。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式三相同。

本实施方式所述活动支座7通过平行四连杆机构11绕固定支座12做平移旋转。

具体实施方式五：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述配重调节机构包括配重轴承座15、配重调节螺杆16和配重块17，配重轴承座15固接在秤盘14上，配重调节螺杆16竖直向下旋装在配重轴承座15上，配重块17固接在配重调节螺杆16的下端，且配重块17设置在配重轴承座15的下部。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。

本实施方式所述传感器2为压力传感器。

具体实施方式六：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述秤盘14的上端面上均布设有四个标定接口14-1。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述一种利用所述三维质心测量装置的测量方法包括如下步骤：

步骤一：首先标定，获得三个浮动支点1的坐标和Z向清零：

以秤盘14的中心为原点，建立秤盘坐标系，所述秤盘坐标系的三轴指向与三维空间直角坐标系的三轴指向相同，根据四个标定接口14-1的各自位置，分别确定四个标定接口14-1的坐标，然后将已知重量的标定砝码13分别放入其中三个标定接口14-1，实现对浮动支点1位置的标定，获得三个浮动支点1的坐标；

步骤二：完成标定后，取下砝码，将待测物品装放在水平秤盘14上，获得待测物品质心相对秤盘14的位置坐标；

步骤三：秤盘14再次倾斜，获得待测物品质心相对秤盘14的竖直坐标。

具体实施方式八：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述步骤一中获得三个浮动支点1的坐标还包括如下过程：

首先将秤盘14调水平，记录各传感器2的示值，之后启动电动缸10将活动支座7推至倾覆限位组件4，使得秤盘14发生θ角度的倾斜，再调节配重块17的高低位置，使得各传感器2示值和水平态示值相同，之后将秤盘14调水平；

然后，将标定砝码13放上秤盘14标定各浮动支点1相对秤盘14的位置坐标，根据公式(1)：

其中公式(1)中，m为砝码重量，x₁为砝码放在第一个标定接口14-1时的x轴向坐标，为砝码放在第一个标定接口14-1时三个浮动支点1的支撑力，x_a、x_b、x_c为三个浮动支点1的x轴向坐标；将砝码分别放在三个标定接口14-1内，将三个标定接口14-1及对应的三个浮动支点1的支撑力代入到公式(1)，如公式(2)所示，进而根据公式(2)解出6个未知数，如公式(3)所示：

其中公式(2)中，m为砝码重量，r为标定接口到坐标轴的距离，三个标定接口的坐标分别为(r,r)、(-r,r)和(-r,-r)，为砝码放在第一个标定接口14-1时三个浮动支点1的支撑力，/>为砝码放在第二个标定接口14-1时三个浮动支点1的支撑力，/>为砝码放在第三个标定接口14-1时三个浮动支点1的支撑力，x_a、x_b、x_c为三个浮动支点1的x轴向坐标，y_a、y_b、y_c为三个浮动支点1的y轴向坐标；

再后，启动电动缸10使得秤盘14发生θ角度的倾斜，砝码13的质心位置变化如公式(4)所示

其中公式(4)中，m为砝码重量，r'为秤盘14发生θ角度倾斜时的砝码质心位置，为秤盘14发生θ角度倾斜时三个浮动支点1的支撑力，x_a、x_b、x_c为三个浮动支点1的x轴向坐标；质心变化至r'是由于砝码质心有高度，倾斜后导致坐标变化，因此可以得到秤盘14安装面到浮动支点1基准面距离，如公式(5)所示

h＝(r-r')/tgθ-H (5)

其中公式(5)中，H为砝码质心到秤盘14安装面的距离，为已知量，h为秤盘14安装面到浮动支点1基准面距离，r为秤盘14水平时砝码质心位置，r'为秤盘14发生θ角度倾斜时的砝码质心位置。

本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式七相同。

将砝码分别放在三个标定接口14-1内，砝码分别放在1、2、3号位，可以获得6个方程，即假设三个标定接口14-1的的号位为第1号标定接口、第2号标定接口、第3号标定接口，假设三个浮动支点1的号位为第a号浮动支点、第b号浮动支点、第c号浮动支点，将三个标定接口及对应的三个浮动支点支撑力代入到公式(1)。

具体实施方式九：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述步骤二中将待测物品装放在水平秤盘14上，获得待测物品质心相对秤盘14的位置坐标，得出公式(6)

其中公式(6)中，m为待测物品的重量，F_a、F_b、F_c为放入待测物品时三个浮动支点1的支撑力，x_a、x_b、x_c为三个浮动支点1的x轴向坐标，y_a、y_b、y_c为三个浮动支点1的y轴向坐标，x为待测物品质心的x轴向坐标，y为待测物品质心的y轴向坐标。

本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式八相同。

具体实施方式十：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述步骤三中秤盘14再次倾斜，获得待测物品质心相对秤盘14的竖直坐标，得出公式(7)

其中公式(7)中，m为待测物品的重量，x'为放入待测物品后秤盘14发生θ角度倾斜时待测物品质心的x轴向坐标，F_a'、F_b'、F_c'为放入待测物品后秤盘14发生θ角度倾斜时三个浮动支点1的支撑力，x_a、x_b、x_c为三个浮动支点1的x轴向坐标，x为秤盘14发生θ角度倾斜前待测物品质心的x轴向坐标，h为秤盘14安装面到浮动支点1基准面距离，z为待测物品质心的z轴向坐标。

本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式九相同。

工作原理

当被测物品放入夹具后，放置在秤盘下部的传感器会有不同的测量值，测量值的和即为被测物品的重量，利用算法还可以测得被测物品在秤盘坐标系下的水平坐标位置，将秤盘倾斜导致质心在水平面上的投影位置发生变化，该变化量可以计算分析得到被测物品在秤盘坐标系下的竖直坐标位置。

通过调节配重，可以找准浮动支点基准面，剔除秤盘的力学干扰；通过标定，可以获得浮动支点在秤盘坐标系的坐标位置；通过标定，可以获得秤盘到浮动支点的竖直距离；通过精密加工和装配，可以获得夹具在秤盘坐标系的坐标位置，因此可以得到被测物品质心到被测物品基准面的三维坐标。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (8)

1.一种三维质心测量装置，其特征在于：它包括底板(6)、活动支座(7)、倾覆支点(9)、平行四连杆机构(11)、固定支座(12)、标定砝码(13)、秤盘(14)、配重调节机构、驱动机构、三个浮动支点(1)和三个传感器(2)，底板(6)水平设置，底板(6)上设有固定支座(12)，活动支座(7)通过平行四连杆机构(11)设置在固定支座(12)的上端，活动支座(7)上设有倾覆支点(9)，驱动机构与倾覆支点(9)连接，底板(6)的上部沿同一圆的圆周方向均布设有三个传感器(2)，其中一个传感器(2)设置在活动支座(7)上，另外两个传感器(2)设置在固定支座(12)上，每个传感器(2)的上方均设有浮动支点(1)，三个浮动支点(1)的上端架设有秤盘(14)，秤盘(14)的上端设有标定砝码(13)，秤盘(14)的一侧设有配重调节机构；

所述活动支座(7)的一侧设有倾覆块(5)，底板(6)上设有倾覆限位组件(4)，倾覆限位组件(4)与倾覆块(5)相对应设置且对倾覆块(5)的上升高度进行限位；

所述配重调节机构包括配重轴承座(15)、配重调节螺杆(16)和配重块(17)，配重轴承座(15)固接在秤盘(14)上，配重调节螺杆(16)竖直向下旋装在配重轴承座(15)上，配重块(17)固接在配重调节螺杆(16)的下端，且配重块(17)设置在配重轴承座(15)的下部。

2.根据权利要求1所述一种三维质心测量装置，其特征在于：所述驱动机构驱动倾覆支点(9)及活动支座(7)沿竖直方向升降。

3.根据权利要求2所述一种三维质心测量装置，其特征在于：所述驱动机构包括电动缸支架(8)和电动缸(10)，电动缸支架(8)固接在底板(6)的下方，电动缸(10)固接在电动缸支架(8)上，电动缸(10)的杆体与倾覆支点(9)固接。

4.根据权利要求1所述一种三维质心测量装置，其特征在于：所述秤盘(14)的上端面上均布设有四个标定接口(14-1)。

5.一种利用权利要求1至4中任意一项权利要求所述三维质心测量装置的测量方法，所述测量方法包括如下步骤：

步骤一：首先标定，获得三个浮动支点(1)的坐标和Z向清零：

以秤盘(14)的中心为原点，建立秤盘坐标系，所述秤盘坐标系的三轴指向与三维空间直角坐标系的三轴指向相同，根据四个标定接口(14-1)的各自位置，分别确定四个标定接口(14-1)的坐标，然后将已知重量的标定砝码(13)分别放入其中三个标定接口(14-1)，实现对浮动支点(1)位置的标定，获得三个浮动支点(1)的坐标；

步骤二：完成标定后，取下砝码，将待测物品装放在水平秤盘(14)上，获得待测物品质心相对秤盘(14)的位置坐标；

步骤三：秤盘(14)再次倾斜，获得待测物品质心相对秤盘(14)的竖直坐标。

6.根据权利要求5所述一种三维质心测量装置的测量方法，所述步骤一中获得三个浮动支点(1)的坐标还包括如下过程：

首先将秤盘(14)调水平，记录各传感器(2)的示值，之后启动电动缸(10)将活动支座(7)推至倾覆限位组件(4)，使得秤盘(14)发生θ角度的倾斜，再调节配重块(17)的高低位置，使得各传感器(2)示值和水平态示值相同，之后将秤盘(14)调水平；

然后，将标定砝码(13)放上秤盘(14)标定各浮动支点(1)相对秤盘(14)的位置坐标，根据公式(1)：

其中公式(1)中，m为砝码重量，x₁为砝码放在第一个标定接口(14-1)时的x轴向坐标，为砝码放在第一个标定接口(14-1)时三个浮动支点(1)的支撑力，x_a、x_b、x_c为三个浮动支点(1)的x轴向坐标；将砝码分别放在三个标定接口(14-1)内，将三个标定接口(14-1)及对应的三个浮动支点(1)的支撑力代入到公式(1)，如公式(2)所示，进而根据公式(2)解出6个未知数，如公式(3)所示：

其中公式(2)中，m为砝码重量，r为标定接口到坐标轴的距离，三个标定接口的坐标分别为(r,r)、(-r,r)和(-r,-r)，为砝码放在第一个标定接口(14-1)时三个浮动支点(1)的支撑力，/>为砝码放在第二个标定接口(14-1)时三个浮动支点(1)的支撑力，/>为砝码放在第三个标定接口(14-1)时三个浮动支点(1)的支撑力，x_a、x_b、x_c为三个浮动支点(1)的x轴向坐标，y_a、y_b、y_c为三个浮动支点(1)的y轴向坐标；

再后，启动电动缸(10)使得秤盘(14)发生θ角度的倾斜，砝码(13)的质心位置变化如公式(4)所示

mr'＝F_a ⁴·x_a+F_b ⁴·x_b+F_c ⁴·x_c (4)

其中公式(4)中，m为砝码重量，r'为秤盘(14)发生θ角度倾斜时的砝码质心位置，F_a ⁴、F_b ⁴、F_c ⁴为秤盘(14)发生θ角度倾斜时三个浮动支点(1)的支撑力，x_a、x_b、x_c为三个浮动支点(1)的x轴向坐标；质心变化至r'是由于砝码质心有高度，倾斜后导致坐标变化，因此可以得到秤盘(14)安装面到浮动支点(1)基准面距离，如公式(5)所示

h＝(r-r')/tgθ-H (5)

其中公式(5)中，H为砝码质心到秤盘(14)安装面的距离，为已知量，h为秤盘(14)安装面到浮动支点(1)基准面距离，r为秤盘(14)水平时砝码质心位置，r'为秤盘(14)发生θ角度倾斜时的砝码质心位置。

7.根据权利要求6所述一种三维质心测量装置的测量方法，所述步骤二中将待测物品装放在水平秤盘(14)上，获得待测物品质心相对秤盘(14)的位置坐标，得出公式(6)

其中公式(6)中，m为待测物品的重量，F_a、F_b、F_c为放入待测物品时三个浮动支点(1)的支撑力，x_a、x_b、x_c为三个浮动支点(1)的x轴向坐标，y_a、y_b、y_c为三个浮动支点(1)的y轴向坐标，x为待测物品质心的x轴向坐标，y为待测物品质心的y轴向坐标。

8.根据权利要求7所述一种三维质心测量装置的测量方法，所述步骤三中秤盘(14)再次发生θ角度的倾斜，获得待测物品质心相对秤盘(14)的竖直坐标，得出公式(7)

其中公式(7)中，m为待测物品的重量，x'为放入待测物品后秤盘(14)发生θ角度倾斜时待测物品质心的x轴向坐标，F_a'、F_b'、F_c'为放入待测物品后秤盘(14)发生θ角度倾斜时三个浮动支点(1)的支撑力，x_a、x_b、x_c为三个浮动支点(1)的x轴向坐标，x为秤盘(14)发生θ角度倾斜前待测物品质心的x轴向坐标，h为秤盘(14)安装面到浮动支点(1)基准面距离，z为待测物品质心的z轴向坐标。