JPH0557642U - 重心位置測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機器などの物体の正確な重心位置を短時間に
測定する。 【構成】 被測定物体６が載置される円板状のプレート
１と、プレート１の下面に取り付けられている荷重セン
サ２ａ，２ｂ，２ｃと、これらの荷重センサを支える円
板状の台座３と、水平設定機構４ａ，４ｂ，４ｃと、角
度設定機構とからなる。角度設定機構は荷重センサ２ａ
に取り付けられている。角度設定機構が第１の状態にあ
るときはプレート１の上面と台座３の上面とは平行であ
り、第２の状態にあるときにはプレート１の上面は台座
３の上面に対し既知の角度θだけ傾く。まず、角度設定
機構を第１の状態にしておいて、水平設定機構４ａ，４
ｂ，４ｃを操作し、プレート１の上面を水平にし、荷重
センサ２ａ，２ｂ，２ｃによる第１回目の測定値を得
る。次に角度設定機構を第２の状態にして荷重センサ２
ａ，２ｂ，２ｃによる第２回目の測定値を得る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、航空機その他の機械装置に装備される機器等の物体の重心位置を 測定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図３は従来の重心位置測定装置を示す図であり、図３（ａ）は側面図、同図（ ｂ）は正面図、同図（ｃ）は底面図である。また、図４は図３の重心位置測定装 置による重心位置の測定態様を示す斜視図である。但し、図４では重心位置が測 定される物体は省略されている。

【０００３】 図３の重心位置測定装置は専用治具１０と、測定子１１ａ〜１１ｃ，１２ａ〜 １２ｃとでなる。符号６は重心位置が測定される物体を示す。図３の装置により ある物体６の重心位置を測定するには、図４に示すように、まずレベル設定治具 １３の上面を水平にし、ハカリ１４の上面をレベル設定治具１３の上面と同じ水 準で水平に設定し、専用治具１０を図示の如くに置き、測定子１１ａに加わって いる荷重をハカリ１４で測定する。同様にして、ハカリ１４の上にただ１つの測 定子を順次に載せ、各測定子における荷重を測定する。以上の操作により全ての 測定子にかかっている荷重を測定し、予め測っておいて各測定子間の距離を用い て、物体の重心位置を求める。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上に述べた従来の装置では各被測定物体ごとに専用治具を製作しなければなら ない。また、測定子にかかる荷重は、各測定子ごとに専用治具を動かして、その 都度レベル設定治具１３により水平面を確認してから、ハカリ１４で測定される ので、全ての測定子の荷重を測定して物体の重心位置を求めるには相当に時間が かかる。その上、専用治具１０における測定子相互の距離は正確に測定する必要 があり、被測定物体ごとに製作される専用治具１０について夫々その距離を測定 するのにもかなりの時間を要する。このように従来の装置には正確な重心位置の 測定における効率に関して解決すべき課題があった。そこで、本考案の目的は物 体の正確な重心位置を短時間に測定できる装置の提供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

前述の課題を解決するために本考案が提供する手段は、物体の重心位置を測定 する装置であって、上面に前記物体が載置される第１の板と、前記第１の板の下 面に互いに離れてそれぞれ取り付けられて該第１の板から受ける荷重を感知する ３個の荷重センサと、前記荷重センサを上面で支える第２の板と、前記荷重セン サのうちの少なくとも１つに取り付けられ前記第２の板の上面に対する前記第１ の板の上面の傾き角度を第１の状態では０度に設定し第２の状態では既知の角度 θに設定する角度設定機構と、この角度設定機構が第１の状態にあるときに前記 第２の板の水平度を調節し前記第１の板の上面を水平に設定する機構とを備える ことを特徴とする。

【０００６】

【作用】

本考案の装置では、荷重センサを３個備えるから１回の設定で３点の荷重が同 時に測定できる。また、水平設定機構を備えるから、第１の板の上面を短時間に 容易に水平にできる。第１の板の上面と第２の板の上面とは、角度設定機構を第 １の状態に設定したときは互いに平行であり、角度設定機構を第２の状態にした ときには第１の板の上面は第２の板の上面に対して既知の角度θだけ傾く。そこ で被測定物体が載せられる第１の板の上面は、角度設定機構を第１の状態にして おいて、水平設定機構を調節することにより短時間に容易に水平にできる。また 、角度設定機構を第２の状態にすることにより、第１の板の上面は水平面に対し て既知の角度θに短時間に容易に設定できる。実施例の欄で具体的に説明するよ うに、角度設定機構により第１の板の上面を水平と既知の角度θとして設定でき ると、第１の板の上面のそれら２つの角度における荷重を３つの荷重センサでそ れぞれ測定するだけで３軸に関する被測定物体の重心位置が計算により求められ る。したがって、本考案の装置で重心位置を測定するときには、水平確認は１回 だけで済む。また、図３に示した従来の装置では互いに直交する２つの面に測定 子１１ａ〜１１ｃ及び１２ａ〜１２ｃを必要としたのに対し、本考案では荷重セ ンサは３つだけで足りる。

【０００７】

【実施例】

次に実施例を挙げ本考案を一層詳しく説明する。 図１は本考案の一実施例を示す図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は 同図（ａ）のＡ−Ａ線における矢視断面図、図１（ｃ）は同図（ａ）の状態から プレート１を仮想水平面９に対して角度θだけ傾けた状態における正面図である 。図２は図１（ｃ）と同様にプレート１を仮想水平面９に対して角度θだけ傾け た状態における各部の距離の関係を示す図である。

【０００８】 図１の実施例は、円板でなるプレート１、角度設定機構付きの荷重センサ２ａ 、荷重センサ２ｂ，２ｃ、円板でなる台座３、水平設定機構４ａ，４ｂ，４ｃ（ ４ｂは、図には現われていないが、荷重センサ２ｂと同軸に台座３の下面に取り 付けられている）からなっている。プレート１の上面には水準器が取り付けられ ており、水平設定機構４ａ〜４ｃの調整によりプレート１の上面は水平に設定さ れる。水平の確認は水準器を同視して行う。水平設定機構４ａ〜４ｃはねじ機構 でなる。水平設定機構４ａ〜４ｃを手動で回転させて台座３の下面から水平設定 機構４ａ〜４ｃの下端までの長さを調節することにより、プレート１の上面を水 平に設定する。

【０００９】 荷重センサ２ｂ，２ｃは同じ高さである。荷重センサ２ａには角度設定機構が 設けられている。角度設定機構を第１の状態に設定すると、荷重センサ２ａは２ ｂ，２ｃと同じ高さになる。その角度設定機構を第２の状態に設定すると、荷重 センサ２ａは２ｂ，２ｃより高くなり、プレート１は仮想水平面９に対し既知の 角度θだけ傾けられる（図１（ｃ）、図２）。角度設定機構は、例えば２段階に 長さが設定される同軸円筒（２段階の椅子の高さ調節機構を小型化した構造）で 構成できる。

【００１０】 いま、図１（ａ）に示す如くプレート１を水平に設定したときに荷重センサ２ ａ，２ｂ及び２ｃにより感知された荷重をそれぞれＦ₁ , Ｆ₂ 及びＦ₃ とすると 被測定物体６の重量とその重心Ｇの座標は次式で求められる。

【００１１】 ｗ＝Ｆ₁ ＋Ｆ₂ ＋Ｆ₂ −ｗ₀ （１） ｘ₁ ＝｛（Ｆ₁ ＋Ｆ₂ ＋Ｆ₃ ）ｘ_T −ｗ₀ ｘ₀ ｝／ｗ （２） ｙ₁ ＝｛（Ｆ₁ ＋Ｆ₂ ＋Ｆ₃ ）ｙ_T −ｗ₀ ｙ₀ ｝／ｗ （３） ｘ_T ＝Ｆ₁ Ｌ₁ ／（Ｆ₁ ＋Ｆ₂ ＋Ｆ₃ ） （４） ｙ_T ＝（Ｆ₁ Ｌ₂ ＋Ｆ₂ Ｌ₃ ）／（Ｆ₁ ＋Ｆ₂ ＋Ｆ₃ ） （５）

【００１２】 ここで、 ｗ：被測定物体の重量 ｘ₁ ：図１（ｂ）に示すｘｙｚ座標系における被測定物体の重心Ｇのｘ座標 ｙ₁ ：その座標系における被測定物体の重心Ｇのｙ座標 ｚ₁ ：その座標系における被測定物体の重心Ｇのｚ座標 ｗ₀ ：装置の重量（被測定物体をプレート１の上に載せていないときに荷重セ ンサ２ａ，２ｂ及び２ｃでそれぞれ感知する荷重Ｆ₀₁ ，Ｆ₀₂ ，Ｆ₀₃の和） ｘ₀ ：装置の重心のｘ座標 ｙ₀ ：装置の重心のｙ座標 ｘ_T ：装置と被測定物体とを１つの結合された物体としたときにおけるその結 合物体の重心のｘ座標 ｙ_T ：上記結合物体の重心のｙ座標 Ｌ₁ ，Ｌ₂ ，Ｌ₃ ：図１（ｂ）に示す荷重センサ間の距離 と定義する。但し、上記ｗ₀ ，ｘ₀ ，ｙ₀ の定義における装置とは荷重センサ２ ａ，２ｂ，２ｃより上の部分の装置を言う。または、ｘｙｚ座標におけるｚ軸は 荷重センサ２ｃの中心を通りプレート１の上面に垂直な線とし、ｘ軸、ｙ軸はプ レート１の上面にあるものとする。

【００１３】 次に、図１（ｃ）に示すように、角度設定機構によりプレート１を仮想水平面 ９に対し既知の角度θだけ傾斜させ、この状態におけるＦ₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ を検知 し、被測定物体の重心のｘ座標を式（１）〜（５）で求め、このとき求めたｘ座 標をｘ₂ とする。このｘ₂ は、図２に示すところから明らかなように、 ｘ₂ ＝ｘ₁ ｃｏｓθ−ｚ₁ ｓｉｎθ （６） なる関係があるから、 ｚ₁ ＝（ｘ₁ ｃｏｓθ−ｘ₂ ）／ｓｉｎθ （７） なる式でｚ₁ が求められる。

【００１４】 このように、本実施例において、プレート１を水平にしたときと、プレート１ を角度θだけ傾けたときとにおける荷重センサ２ａ，２ｂ，２ｃの出力Ｆ₁ ，Ｆ ₂ ，Ｆ₃ をそれぞれ測定することにより、被測定物体の３軸方向の重心位置（座 標）ｘ₁ ，ｙ₁ ，ｚ₁ が計算により求まる。この実施例では、従来必要であった 専用治具は必要でないから、本実施例は汎用性に優れている。また、３個の荷重 センサにより３点の荷重を一時に測定するから、水平設定は一度だけで済むし、 ひいては誤差も生じ難いし、測定も短時間にできる。さらに、角度設定機構を備 えるから、治具等の取り付け変更も不要であり、この点でも測定時間は短くなる 。

【００１５】

【考案の効果】

以上に実施例を挙げて詳しく説明したとおり、本考案によれば、物体の正確な 重心位置の測定を短時間に行なえる重心位置測定装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す図。

【図２】図１の実施例におけるプレート１を傾けたとき
の重心Ｇの座標及び寸法の関係を示す図。

【図３】従来の重心位置測定装置を示す図。

【図４】図３の装置による測定態様を示す図。

【符号の説明】

１ プレート ２ａ，２ｂ，２ｃ 荷重センサ ３ 台座 ４ａ，４ｂ，４ｃ 水平設定機構 ６ 被測定物体 ９ 仮想水平面 １０ 専用治具 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，
測定子 １３ レベル設定治具 １４ ハカリ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体の重心位置を測定する装置におい
   て、上面に前記物体が載置される第１の板と、前記第１
   の板の下面に互いに離れてそれぞれ取り付けられて該第
   １の板から受ける荷重を感知する３個の荷重センサと、
   前記荷重センサを上面で支える第２の板と、前記荷重セ
   ンサのうちの少なくとも１つに取り付けられ前記第２の
   板の上面に対する前記第１の板の上面の傾き角度を第１
   の状態では０度に設定し第２の状態では既知の角度θに
   設定する角度設定機構と、この角度設定機構が第１の状
   態にあるときに前記第２の板の水平度を調節し前記第１
   の板の上面を水平に設定する機構とを備えることを特徴
   とする重心位置測定装置。