CN202216804U - 一种质心测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种质心测量装置，包括固定被测物体的基座和设置在基座上的吊挂装置，基座具有两个定位吊挂装置的定位结构，吊挂装置包括两端开口的中空结构外环，外环内转动装配有两端开口的中空结构中环，中环内转动装配有内环，中环的转轴和内环的转轴相互垂直并相交于一点，内环上设有末端为铰接端的吊杆，吊杆的轴线过交点并同时垂直于中环和内环的转轴，定位结构在吊挂装置安装时将吊挂装置的其中一个转轴的轴线定位于过基座质心的一条基准直线上、并同时将吊挂装置的两转轴交点定位于相对基座质心对称。该测量装置通过被测物体的一次安装以及吊挂装置的一次调整即可得出被测物体的质心在测量坐标系的坐标，操作方便，而且结构简单。

Description

一种质心测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量物体质心的装置，属工程应用技术领域。

背景技术

在工程中经常会遇到需要测量质心位置的情况，常采用的方法是将物体放置于几个支点上，测量每个支点所受到的压力，再求解出每个点与质心的距离，得到一个相对测试系统的平面坐标，然后将物体翻转一个固定角度再次进行测量，得到另外一个平面坐标，将所得到的两个平面坐标与物体基准面进行换算得到质心在物体上的坐标。该方法需要专用的设备来支撑固定被测物体，而且这种设备随着被测物体的尺寸增大而增大， 同时在翻转角度时也存在定位精度的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种通过一次安装和一次调整即可得到物体质心在测量坐标系的坐标，通过物体基准面的换算得到物体质心位置的测量装置。

本实用新型采用如下技术方案：一种质心测量装置，包括用于固定被测物体的基座和设置在基座上的吊挂装置，所述基座上位于被测物体两侧具有两个用于定位吊挂装置的定位结构，所述吊挂装置包括用于可拆卸固定在定位结构中的两端开口的中空结构外环，所述外环内转动装配有两端开口的中空结构中环，所述中环内转动装配有内环，所述中环的转轴和内环的转轴相互垂直并相交于一点，所述内环上设有末端为铰接端的吊杆，吊杆的轴线过所述交点并同时垂直于中环的转轴和内环的转轴，所述定位结构在吊挂装置安装时将每个吊挂装置的其中一个转轴的轴线定位于过基座质心的一条基准直线上、并同时将每个吊挂装置的两转轴交点定位于相对基座质心对称的两侧。

所述基座为长方体板状结构，所述基座上开设有沿所述基准直线方向延伸的与所述外环滑动卡配的凹槽，所述吊挂装置的两个定位结构布置在所述凹槽的左、右两端位置处，且凹槽的左、右内壁与所述外环顶接配合。

所述外环、中环和内环均为长方体结构。

所述基座上位于被测物体定位结构处开设有用于安装被测物体的安装孔。

采用上述的质心测量装置，该测量装置包括固定被测物体的基座和设置在基座上的吊挂装置，所述基座位于被测物体两侧具有定位所述吊挂装置的两个定位结构，将吊挂装置分别定位在两个定位结构处进行测量，所述吊挂装置包括两端开口的中空结构外环，外环内转动装配有两端开口的中空结构中环，中环内转动装配有内环，中环的转轴和内环的转轴相互垂直并相较于一点，内环上插装有末端为铰接端的吊杆，且吊杆的轴线过所述交点且同时垂直于中环和内环的转轴，通过将吊杆的铰接端悬挂，由于中环的转轴和内环的转轴在平面上相互垂直，在吊杆悬挂时，可以保证基座在空间内自由转动直至静止，另外吊杆的末端采用铰接方式，保证了测量的准确，两次悬挂的吊杆的两轴线的交点即为被测物体的质心。该测量装置通过被测物体的一次安装以及吊挂装置的一次调整即可得出被测物体的质心在测量坐标系的坐标，操作方便，而且结构简单。

附图说明

图1 为本实用新型的实施例结构示意图；

图2为图1中的吊挂装置的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例使用状态示意图。

具体实施方式

本实用新型一种质心测量装置的实施例：如图1、图2所示，该装置由基座1和吊挂装置构成，基座1为长方体板状结构，该基座1用于固定被测物体，为了便于测量和计算，被测物体固定在基座1中间位置处，根据被测物体的固定接口，在基座1上开设与固定接口对应的安装孔2，以便固定被测物体；该测量装置吊挂装置设置在基座1上，为了能够实现测量和保证测量的准确，该测量装置需要经过两次吊挂，而两次吊挂也得需要同一个吊挂装置，因此，基座1的位于被测物体两侧的位置具有吊挂装置的两个定位结构。所述吊挂装置包括可拆卸固定在基座上的上、下两端开口的中空结构外环6，外环6内转动装配有两端开口的中空结构中环5，中环内转动装配有内环4，所述中环5的转轴和内环4的转轴相互垂直设置并相交于一点，内环4上设有末端为铰接端的吊杆3，将吊杆3的末端通过球铰方式悬挂起来实现本实用新型的吊挂，吊杆3的轴线过所述交点并同时垂直于中环5的转轴和内环4的转轴，所述外环6、中环5和内环4均为长方体结构。所述基座1为规则的板状结构，本身的质心可以确定，吊挂装置在各定位结构中安装时，需要保证吊挂装置的其中一个转轴所在直线过基座1的质心，而且，两个固定结构的位置保证吊挂装置的交点相对于基座1的质心对称，将过基座1的质心的转轴所在直线定义为基准直线，本实施例中，所述中环5的转轴所在直线为基准直线。

所述基座1为长方体板状结构，为了方便吊挂装置在两个定位结构中的定位，所述基座1上开设有基准直线所在方向延伸的与所述外环6滑动卡配的凹槽，所述凹槽的左右两端为吊挂装置的两个定位结构，通过外环6在凹槽内的滑动实现吊挂装置在两个定位结构的定位，在悬挂吊杆3时，依靠凹槽的左、右内壁与外环6顶接配合，将吊挂装置固定在凹槽的左、右两端位置处。

当然，吊挂装置在安装时，也可以使内环4的转轴所在直线过基座1的质心，而且，所述外环6、中环5和内环4也可以为柱体结构。

具体实施时，如图3所示，通过被测物体的固定接口与基座1上的安装孔2将被测物体固定在基座1的背对吊杆3一侧，然后将吊挂装置滑动至吊挂装置的其中一个定位结构处进行悬挂，待被测物体停止摆动后，测出内环4绕中环5转动的行程角度α1和中环5绕外环6转动的行程角度β1，然后将吊挂装置滑动至吊挂装置的另一个定位结构处进行悬挂，待被测物体停止摆动后，测出内环4绕中环5转动的行程角度α2和中环5绕外环6转动的行程角度β2，吊杆3在两次悬挂时的其轴线的交点即为被测物体的质心。以基座1的质心作为坐标原点O建立坐标系，中环5的转轴所在直线方向定义为x轴方向，内环4的转轴所在直线方向定义为y轴方向，同时垂直于中环5的转轴和内环4的转轴的直线方向定义为z轴方向，在该坐标系中，吊挂装置在其中一个定位结构中时，将吊挂装置的两个转轴的交点坐标定义为E（X1，Y1，Z1），吊挂装置在另一个定位结构中时两个转轴的交点坐标定义为F（X2，Y2，Z2），被测物体的质心坐标定义为G（X,Y,Z），建立方程组

，

其中，X1 、X2可以直接测量出来，然后通过两组回转角度α1，β1和α2，β2，计算出E和F的坐标，联立上述方程组即可解出所述被测物体的质心坐标。

Claims (4)

1.一种质心测量装置，其特征在于：包括用于固定被测物体的基座和设置在基座上的吊挂装置，所述基座上位于被测物体两侧具有两个用于定位吊挂装置的定位结构，所述吊挂装置包括用于可拆卸固定在定位结构中的两端开口的中空结构外环，所述外环内转动装配有两端开口的中空结构中环，所述中环内转动装配有内环，所述中环的转轴和内环的转轴相互垂直并相交于一点，所述内环上设有末端为铰接端的吊杆，吊杆的轴线过所述交点并同时垂直于中环的转轴和内环的转轴，所述定位结构在吊挂装置安装时将每个吊挂装置的其中一个转轴的轴线定位于过基座质心的一条基准直线上、并同时将每个吊挂装置的两转轴交点定位于相对基座质心对称的两侧。

2.根据权利要求1所述的质心测量装置，其特征在于：所述基座为长方体板状结构，所述基座上开设有沿所述基准直线方向延伸的与所述外环滑动卡配的凹槽，所述吊挂装置的两个定位结构布置在所述凹槽的左、右两端位置处，且凹槽的左、右内壁与所述外环顶接配合。

3.根据权利要求1所述的质心测量装置，其特征在于：所述外环、中环和内环均为长方体结构。

4.根据权利要求1所述的质心测量装置，其特征在于：所述基座上位于被测物体定位结构处开设有用于安装被测物体的安装孔。

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