本發(fā)明屬于測量裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集成于裝配臺(tái)的質(zhì)心測量裝置，可用于將多段圓柱體對接裝配成不同尺寸的細(xì)長體后直接進(jìn)行質(zhì)心測量。

背景技術(shù)：

質(zhì)心測量系統(tǒng)是一種對不同物體進(jìn)行質(zhì)心測量的系統(tǒng)裝置，可廣泛應(yīng)用于汽車質(zhì)心高度的測量、火箭、飛機(jī)等飛行器的質(zhì)心測量等工作場合。但現(xiàn)有的質(zhì)心測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)笨重、自動(dòng)化水平低且運(yùn)動(dòng)性能差，大多只能測量尺寸相對固定的物體。

目前，國內(nèi)多家機(jī)構(gòu)均有涉及質(zhì)心測量工作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，試圖解決上述問題。

中國專利申請授權(quán)公告號CN 105403361A，名稱為“一種皮納衛(wèi)星質(zhì)心測量裝置”的實(shí)用新型，公開了一種可用于皮納衛(wèi)星質(zhì)心測量的裝置。該裝置包括底座、定位銷、支撐板、支撐桿、豎直轉(zhuǎn)動(dòng)架。其較好地解決了現(xiàn)有質(zhì)心測量裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重、安裝繁瑣、測量精度低的問題。但是該專利申請存在的不足之處是：通過純機(jī)械結(jié)構(gòu)來固定衛(wèi)星，自動(dòng)化程度不高，裝置穩(wěn)定性差。

中國專利申請授權(quán)公告號CN 205280287U，名稱為“一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)心測量裝置”的實(shí)用新型，公開了一種可用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)心測量的裝置，包括前支架、調(diào)節(jié)螺母、重心調(diào)節(jié)螺桿、吊鉤、連接座、后支架、連接板、刻度盤、游標(biāo)尺、銷軸。其較好解決了現(xiàn)有質(zhì)心測量裝置測量精度低、互換性差的問題。但是該專利申請存在的不足之處是：裝置結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，自動(dòng)化水平不高。

中國專利申請授權(quán)公告號CN 105222958 A，名稱為“一種細(xì)長部件的質(zhì)心測量裝置及測量方法”的實(shí)用新型，公開了一種可用于細(xì)長部件的質(zhì)心測量裝置，包括地板、支座軸、偏心輪、側(cè)掛板和托板。其較好解決了現(xiàn)有質(zhì)心測量裝置測量步驟復(fù)雜，測量效率低的問題。但是該專利申請存在的不足之處是：該裝置運(yùn)動(dòng)性能差，自動(dòng)化水平不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種集成于多尺寸細(xì)長體裝配臺(tái)的質(zhì)心測量裝置，以提高測量裝置的運(yùn)動(dòng)性能和自動(dòng)化水平。

實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)思路是：在細(xì)長體的對接裝配完成后，通過對可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)底座上的平動(dòng)電機(jī)的控制，使可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)沿直線導(dǎo)軌移動(dòng)到特定的位置以適應(yīng)不同長度的細(xì)長體，并通過對升降電機(jī)的控制使升降機(jī)構(gòu)升至特定高度以撐起細(xì)長體，根據(jù)兩個(gè)升降機(jī)構(gòu)上稱重傳感器所顯示的壓力數(shù)據(jù)計(jì)算出細(xì)長體沿其軸線的質(zhì)心位置。

根據(jù)上述思路，本發(fā)明提出的集成于多尺寸細(xì)長體裝配臺(tái)的質(zhì)心測量裝置，包括固定升降機(jī)構(gòu)7、可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)1、直線導(dǎo)軌2、圓柱導(dǎo)軌3、托架4、靜臺(tái)組件5、細(xì)長體6，其特征在于：

所述固定升降機(jī)構(gòu)7，包括第一底座71和第一臺(tái)面74，第一底座71與第一臺(tái)面74之間安裝有固定剪叉器73；第一底座71上安裝有第一升降電機(jī)72；第一臺(tái)面74上放置有第一V型支撐塊76，第一V型支撐塊上設(shè)有兩個(gè)第一接近傳感器77，該第一臺(tái)面與第一V型支撐塊之間設(shè)有第一稱重傳感器75，第一底座71固定在直線導(dǎo)軌2上；通過第一升降電機(jī)72控制固定剪叉器73在豎直方向上進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)；

所述可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)1，包括第二底座11和第二臺(tái)面14，第二底座11與第二臺(tái)面14之間安裝有可移動(dòng)剪叉器13；第二底座11上安裝有第二升降電機(jī)12和平動(dòng)電機(jī)18；第二臺(tái)面14上放置有第二V型支撐塊16，第二V型支撐塊上設(shè)有兩個(gè)第二接近傳感器17，該第二臺(tái)面與第二V型支撐塊之間設(shè)有第二稱重傳感器15；第二底座下方設(shè)有第二滑塊111和由齒條110與齒輪19組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；第二滑塊111與第二底座固連，并安裝在直線導(dǎo)軌2上滑動(dòng)；通過第二升降電機(jī)12控制可移動(dòng)剪叉器13在豎直方向上進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)，通過平動(dòng)電機(jī)18控制齒輪19和齒條110的嚙合傳動(dòng)，使可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)沿直線導(dǎo)軌2水平運(yùn)動(dòng)；

所述靜臺(tái)組件5，包括靜臺(tái)51和兩條圓柱導(dǎo)軌3，兩條圓柱導(dǎo)軌3固定在靜臺(tái)51的上方，其上安裝有第三滑塊53；托架4的底部分別與兩個(gè)第三滑塊53固連，并可沿圓柱導(dǎo)軌移動(dòng)，用于完成細(xì)長體6的對接裝配，并靜態(tài)放置不同長度的細(xì)長體6；靜臺(tái)的側(cè)面安裝有標(biāo)尺52；

所述第二V型支撐塊與第一V型支撐塊在升高過程中共同支撐起細(xì)長體6，根據(jù)兩個(gè)升降機(jī)構(gòu)上稱重傳感器所顯示的數(shù)據(jù)計(jì)算出該細(xì)長體沿其軸線的質(zhì)心位置，并通過標(biāo)尺52標(biāo)記。

上述集成于多尺寸細(xì)長體裝配臺(tái)的質(zhì)心測量裝置，其特征在于，所述固定剪叉器73，包括上級剪叉臂731、中級剪叉臂732和下級剪叉臂733，每級剪叉臂的兩端和中心位置分布有三個(gè)圓孔，上、下級剪叉臂上均設(shè)有固定端和滑動(dòng)端；下級剪叉臂的固定端通過鉸接軸734與底座相連接，滑動(dòng)端通過滑動(dòng)軸735在底座的凹槽中滑動(dòng)，鉸接螺栓736通過中間圓孔連接相鄰剪叉臂；相鄰兩條中級剪叉臂的兩端通過鉸接軸相連接，中間通過鉸接螺栓相連接；上級剪叉臂的固定端通過鉸接軸和臺(tái)面相連接，滑動(dòng)端通過滑動(dòng)軸在臺(tái)面的凹槽中滑動(dòng)，中間通過鉸接螺栓連接；通過上級剪叉臂和下級剪叉臂的滑動(dòng)軸分別在臺(tái)面和底座的凹槽中滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)固定剪叉器的升降。

上述集成于多尺寸細(xì)長體裝配臺(tái)的質(zhì)心測量裝置，其特征在于，所述托架4，包括安裝板41和凹槽體42，凹槽體由兩個(gè)斜面和臺(tái)階構(gòu)成，用于放置不同直徑的細(xì)長體，安裝板位于凹槽體的下方，兩者固定連接。

上述集成于多尺寸細(xì)長體裝配臺(tái)的質(zhì)心測量裝置，其特征在于，所述細(xì)長體6，是指要被測量質(zhì)心位置的物體，由多段不同圓柱體對接裝配完成，每段圓柱體由兩個(gè)托架支撐；其橫截面形狀為圓形，且因材質(zhì)、直徑、長度和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，其質(zhì)心沿軸線方向上的位置也不同；測量前靜態(tài)放置于托架上，在固定升降機(jī)構(gòu)和可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)升高過程中由第一V型支撐塊和第二V型支撐塊共同支撐升起。

上述集成于多尺寸細(xì)長體裝配臺(tái)的質(zhì)心測量裝置，其特征在于，計(jì)算細(xì)長體(6)沿其軸線的質(zhì)心位置，通過如下公式計(jì)算：

其中，s為該細(xì)長體質(zhì)心相對于第一稱重傳感器(75)的距離，L為第一稱重傳感器(75)與第二稱重傳感器(15)的間距，F(xiàn)₁為第一稱重傳感器所測得細(xì)長體在該位置處的壓力數(shù)據(jù)，F(xiàn)₂為第二稱重傳感器所測得細(xì)長體在該位置處的壓力數(shù)據(jù)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明由于在細(xì)長體對接裝配平臺(tái)下方集成有質(zhì)心測量裝置，可在不同尺寸的細(xì)長體對接裝配完成后，直接對其進(jìn)行質(zhì)心測量，避免將細(xì)長體吊運(yùn)到質(zhì)心測量平臺(tái)引起的風(fēng)險(xiǎn)。

2.本發(fā)明由于在固定升降機(jī)構(gòu)的臺(tái)面上增設(shè)了第一稱重傳感器、第一V型支撐塊和兩個(gè)第一接近傳感器，既可測量和顯示細(xì)長體在該位置處的壓力數(shù)據(jù)F₁，又可檢測第一V型支撐塊上方是否存在托架，以決定是否通過移動(dòng)托架避免和固定升降機(jī)構(gòu)發(fā)生碰撞；

3.本發(fā)明由于在可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)的臺(tái)面上增設(shè)了第二稱重傳感器、第二V型支撐塊和兩個(gè)第二接近傳感器，既可測量和顯示細(xì)長體在該位置處的壓力數(shù)據(jù)F₂，又可檢測第二V型支撐塊上方是否存在托架，以決定是否通過移動(dòng)托架避免和可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)發(fā)生碰撞；

4.本發(fā)明由于在第二底座的下方增設(shè)有兩條直線導(dǎo)軌和由齒輪齒條組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并在其上方增設(shè)有平動(dòng)電機(jī)，在平動(dòng)電機(jī)的控制和驅(qū)動(dòng)下，通過齒輪與齒條的嚙合傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)沿直線導(dǎo)軌水平運(yùn)動(dòng)到特定位置。

5.本發(fā)明由于將固定升降機(jī)構(gòu)與可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)配合使用，使第一V型支撐塊和第二V型支撐塊可共同支撐起被測細(xì)長體，同時(shí)根據(jù)第一稱重傳感器和第二稱重傳感器所測得的兩個(gè)位置的壓力數(shù)據(jù)，計(jì)算出細(xì)長體質(zhì)心位置。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中的固定升降機(jī)構(gòu)和可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖；

圖3本發(fā)明中的可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中的托架與靜臺(tái)組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中的升降機(jī)構(gòu)在不工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中的升降機(jī)構(gòu)在工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

參照圖1，本發(fā)明包括固定升降機(jī)構(gòu)7、可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)1、直線導(dǎo)軌2、圓柱導(dǎo)軌3、托架4、靜臺(tái)組件5、細(xì)長體6。固定升降機(jī)構(gòu)7固定于直線導(dǎo)軌2的一端，可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)1置于直線導(dǎo)軌2的另一端，并可沿直線導(dǎo)軌2水平移動(dòng)，圓柱導(dǎo)軌3位于靜臺(tái)組件5的上方，托架4可沿圓柱導(dǎo)軌3水平移動(dòng)，以完成對細(xì)長體的對接裝配，不同長度的細(xì)長體6放置于托架上方。

參照圖2，所述固定升降機(jī)構(gòu)7，包括第一底座71、第一升降電機(jī)72、固定剪叉器73、第一臺(tái)面74、第一稱重傳感器75、第一V型支撐塊76和兩個(gè)第一接近傳感器77。第一升降電機(jī)72安裝在第一底座71上方；第一V型支撐塊76位于第一臺(tái)面74上方，且第一稱重傳感器75固定于兩者之間；兩個(gè)第一接近傳感器77固定安裝在第一V型支撐塊76的上方；固定剪叉器73位于第一底座71與第一臺(tái)面74之間。

所述可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)1，包括第二底座11、第二升降電機(jī)12、可移動(dòng)剪叉器13、第二臺(tái)面14、第二稱重傳感器15、第二V型支撐塊16、兩個(gè)第二接近傳感器17、平動(dòng)電機(jī)18、齒輪19、齒條110和第二滑塊111。第二升降電機(jī)12和平動(dòng)電機(jī)18固定安裝在第二底座11的上方，齒輪19與齒條110組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)置于第二底座11的下方，第二滑塊111固定在第二底座11的下方；第二V型支撐塊16位于第二臺(tái)面14上方，且第二稱重傳感器15固定于兩者之間；兩個(gè)第二接近傳感器17固定于第二V型支撐塊16的上方；可移動(dòng)剪叉器13位于第二底座11和第二臺(tái)面14之間；

固定升降機(jī)構(gòu)7通過其第一底座71固定于直線導(dǎo)軌2上，第二底座11通過第二滑塊111與直線導(dǎo)軌2連接，通過平動(dòng)電機(jī)18的控制和驅(qū)動(dòng)，齒輪19與齒條110嚙合傳動(dòng)，使可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)1沿直線導(dǎo)軌2水平運(yùn)動(dòng)到特定位置。

參照圖3，所述可移動(dòng)剪叉器13包括上級剪叉臂131、中級剪叉臂132和下級剪叉臂133。上級剪叉臂131和下級剪叉臂133的固定端通過鉸接軸134分別與第二臺(tái)面14和第二底座11相連接，滑動(dòng)端通過滑動(dòng)軸135分別與第二臺(tái)面14和第二底座11的凹槽連接，中部通過鉸接螺栓136連接，中級剪叉臂132的兩端通過鉸接軸134分別與上級剪叉臂131和下級剪叉臂133的兩端相連接，中部通過鉸接螺栓136與相鄰剪叉臂連接，通過滑動(dòng)軸135在凹槽中的滑動(dòng)和剪叉臂的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)可移動(dòng)剪叉器13的升降。

所述固定剪叉器73的結(jié)構(gòu)與可移動(dòng)剪叉器13的結(jié)構(gòu)相同，在此不做闡述。

參照圖4，所述托架4包括安裝板41和凹槽體42，兩者固定連接。所述靜臺(tái)組件5包括靜臺(tái)51、標(biāo)尺52和第三滑塊53。凹槽體42內(nèi)放置不同直徑的細(xì)長體6，安裝板41的下端通過第三滑塊53與圓柱導(dǎo)軌3連接，使托架4可沿圓柱導(dǎo)軌3移動(dòng)，以對接裝配不同尺寸的被測細(xì)長體6。

當(dāng)固定升降機(jī)構(gòu)7和可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)1不工作的時(shí)候，為了不影響被測細(xì)長體6在托架4上的對接裝配，通過第一升降電機(jī)72和第二升降電機(jī)12的控制和驅(qū)動(dòng)，使固定升降機(jī)構(gòu)7和可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)1降至靜臺(tái)51以下的高度，如圖5所示。

當(dāng)固定升降機(jī)構(gòu)7和可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)1工作的時(shí)候，待被測細(xì)長體6在托架4上對接裝配完成并放置穩(wěn)妥后，根據(jù)兩個(gè)第一接近傳感器77的檢測，決定是否移動(dòng)上方托架4的位置；根據(jù)細(xì)長體6的長度，通過第二V型支撐塊16上方兩個(gè)第二接近傳感器17的檢測和平動(dòng)電機(jī)18的驅(qū)動(dòng)，使可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)1沿直線導(dǎo)軌2運(yùn)動(dòng)到合適的位置，然后通過第一升降電機(jī)72和第二升降電機(jī)12的驅(qū)動(dòng)，固定升降機(jī)構(gòu)7和可移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)1在升高過程中，由第一V型支撐塊76和第二V型支撐塊16共同支撐起被測細(xì)長體6，此時(shí)由第一稱重傳感器75和第二稱重傳感器15測得細(xì)長體6在兩個(gè)位置處的兩個(gè)壓力數(shù)據(jù)F₁和F₂，根據(jù)兩個(gè)壓力數(shù)據(jù)計(jì)算出被測細(xì)長體6質(zhì)心的位置，計(jì)算公式如下：

其中，s為為該細(xì)長體質(zhì)心相對于第一稱重傳感器(75)的距離，L為第一稱重傳感器(75)與第二稱重傳感器(15)的間距，F(xiàn)₁為第一稱重傳感器所測得細(xì)長體在該位置處的壓力數(shù)據(jù)，F(xiàn)₂為第二稱重傳感器所測得細(xì)長體在該位置處的壓力數(shù)據(jù)。

最后由標(biāo)尺52標(biāo)記細(xì)長體6的質(zhì)心位置，如圖6所示。

以上描述僅是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)例，顯然對于本領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，在了解了本發(fā)明內(nèi)容和原理后，都可能在不背離本發(fā)明原理、結(jié)構(gòu)的情況下，進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種修改和改變，但是這些基于本發(fā)明思想的修正和改變在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。