CN1904573A - 用于测量物体质心、形心和质心偏移量的测量机构 - Google Patents

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李祥云
费星如
卢志辉
孙志扬
葛静
薄悦
乔永强
游广飞
陈超
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Abstract

一种用于测量物体质心、形心和质心偏移量的测量机构，其特征在于：该测量机构包括设置在测试台上的旋转托盘(3)、环绕旋转托盘圆心以均布方式设置在旋转托盘上的三个用于测量质心的称重传感器(4)、以及通过竖直设置的导向立柱(1)以水平方式安装在测试台上的用于测量形心的测量尺；所述测量尺的尺杆(2)为伸缩式结构，尺杆以上、下位移的动配合方式安装在导向立柱(1)上。由于本发明采用了在同一个测试台上对物体的质心、形心进行测量，使二者有一个共同的测量基准，通过在二者之间建立直接的数学关系，来解决质心、形心和质心偏移量的测量问题，实现质心相对于形心偏移量的准确计算。

Description

用于测量物体质心、形心和质心偏移量的测量机构
技术领域
本发明涉及一种用于测量物体质心、形心和质心偏移量的测量机构。
背景技术
物体的质心、形心及其质心偏移量(质心偏移量即质心相对于形心的距离，在垂直轴线的平面上投影)的测量多用在军品上，比如各类弹头的质量特性参数测量等，这些参数的准确测量对于提高产品质量，提高发射精度是必不可少的。
目前测量质心多数采用三个(或多个)称重传感器或采用天平原理。由于传感器灵敏度不断的提高，其质心的位置测量已经比较准确。形心测量采用位移传感器，当旋转体旋转时，由位移传感器测量距旋转中心的距离变化量，将距离的变化量采用数学处理方法，即可得出旋转体在该截面的几何形心。
采用上述方法虽然分别解决了质心和形心的测量问题，但对于质心偏移量的计算还存在一个关键的问题，即质心与形心的基准不同，无法精确得到质心偏移量的数值。质心的基准是通过三个传感器中心的重力轴，形心的基准是旋转轴，如果分别测量将无法保证二者的基准一致，也难以在二者之间建立直接的数学关系，这样就无法准确地计算质心相对于形心的偏移量。
为改进上述不足，提出了新的结构，将质心测量和形心测量组合在一个测量台上，在转台下方固定称重传感器，通过可升降柱销穿过转台放置到传感器，实现质心测量，转台在柱销穿越处开有大于柱销直径的孔洞。可升降柱销伸长后，被测工件与转台脱开，进行质心测量。可升降柱销缩短后与传感器脱开，被测工件放置在转台上，进行形心测量。
这种方法将质心测量与形心测量搭积木似的结合在一起，初步实现了基准统一问题。但仍没有实行真正的相一致，而且需要升降工件，升降前后其轴线也将变动，不但操作麻烦，也没有真正的解决测量基准统一的问题。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种用于测量物体质心、形心和质心偏移量的测量机构。
本发明主要设计思路是将质心测量与形心测量设计在同一个测试台的同一个旋转轴线上，并使测量质心的传感器与旋转轴之间保持同步转动，被测工件在测量质心后不需移动即可进行形心测量。使二者有一个共同的测量基准或已知两个基准相互关系，这样均可较好的解决质心形心和质心偏移量的测量问题。
本发明的目的可采用下述技术措施来实现：
本发明用于测量物体质心、形心和质心偏移量的测量机构包括设置在测试台上的旋转托盘、环绕旋转托盘圆心以均布方式设置在旋转托盘上的三个用于测量质心的称重传感器、以及通过竖直设置的导向立柱以水平方式安装在测试台上的用于测量形心的测量尺；所述测量尺的尺杆为伸缩式结构，尺杆以上、下位移的动配合方式安装在导向立柱上。
本发明中用于托放被测物体的工装托盘架放在设置在旋转托盘上的称重传感器传感头上方；在导向立柱上安装有上下两根水平设置的伸缩式尺杆，尺杆上安装有位移传感器。
由于本发明采用了在同一个测试台上对物体的质心、形心进行测量，使二者有一个共同的测量基准，通过在二者之间建立直接的数学关系，来解决质心、形心和质心偏移量的测量问题，实现质心相对于形心偏移量的准确计算。
附图说明
图1为称重传感器其分布图。
图2本发明的结构示意图。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例(附图)作进一步描述：
如图2所示，本发明用于测量物体质心、形心和质心偏移量的测量机构包括设置在测试台上的旋转托盘3、环绕旋转托盘圆心以均布方式设置在旋转托盘上的三个用于测量质心的称重传感器4、以及通过竖直设置的导向立柱1安装在测试台上的上、下两根水平设置的伸缩式尺杆2，尺杆上安装有用于测量形心的位移传感器；尺杆2以可沿导向立柱1做上、下位移运动的动配合方式安装在导向立柱1上；用于托放被测物体6的工装托盘5架放在设置在旋转托盘3上的称重传感器传感头上方。
更具体讲：质心的测量采用三个称重传感器支撑被测旋转体，其分布如图1所示，三个传感器的呈120度均布，距旋转中心距离为R，P1，P2，P3为三个传感器承受的分力可容易算出质量M和质心位置。
形心测量在三个传感器中心的旋转系统上进行，见图2，用光栅尺测量某一个截面旋转一周时半径的变化量ΔUi，一周测量选取N个点，通过数学处理方法可得出形心，得到了质心坐标和形心坐标后可很快算出质心相对于形心的偏移量。

Claims (3)

1、一种用于测量物体质心、形心和质心偏移量的测量机构，其特征在于：该测量机构包括设置在测试台上的旋转托盘(3)、环绕旋转托盘圆心以均布方式设置在旋转托盘上的三个用于测量质心的称重传感器(4)、以及通过竖直设置的导向立柱(1)以水平方式安装在测试台上的用于测量形心的测量尺；所述测量尺的尺杆(2)为伸缩式结构，尺杆以上、下位移的动配合方式安装在导向立柱(1)上。
2、根据权利要求1所述的用于测量物体质心、形心和质心偏移量的测量机构，其特征在于：用于托放被测物体(6)的工装托盘(5)架放在设置在旋转托盘(3)上的称重传感器(4)的传感头上方。
3、根据权利要求1所述的用于测量物体质心、形心和质心偏移量的测量机构，其特征在于：在导向立柱(1)上安装有上下两根水平设置的伸缩式尺杆(2)，尺杆(2)上安装有位移传感器。
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