一种回转体产品质量质心测量装置的制作方法

本实用新型涉及回转体加工技术领域，特别涉及一种回转体产品质量质心测量装置。

背景技术：

在航空、航天或其它民用行业，大型回转体产品的应用较为广泛。在进行装配或者使用时，需对质量质心进行测量。现有技术中，质量质心的侧量多采用自动化质量质心测量设备，其自动化程度高，相应的，其费用较为昂贵、设备规模和占地体积较大，供货周期较长、适应产品范围有限。为解决上述问题，有必要设计一种简易式回转体产品质量质心测量装置。

技术实现要素：

本实用新型提供一种回转体产品质量质心测量装置，解决现有技术中大型回转体质量质心测量设备规模庞大复杂，成本高昂，适应产品范围有限的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种回转体产品质量质心测量装置，包括：支撑平台、竖向支撑高度调整支杆、压力传感器组件以及回转体姿态调整支撑结构；

所述压力传感组件包括：第一支点压力传感器、第一传感器基座、第二支点压力传感器以及第二传感器支座；

所述第一支点压力传感器固定在所述第一传感器基座的顶端，位于所述支撑平台的第一端的正下方，所述第二支点压力传感器固定在所述第二传感器基座的顶端，位于所述支撑平台的第二端的正下方；

所述支撑平台通过所述竖向支撑高度调整支杆固定在所述第一传感器基座和所述第二传感器基座上；

所述回转体姿态调整结构包括：第一竖向高度调整支架、第二竖向高度调整支架以及基准面测量杆；

所述第一竖向高度调整支架，所述第二竖向高度调整支架固定在所述支撑平台上；

所述基准面测量杆垂直设置在所述支撑平台上，位于所述第二竖向高度调整支架与所述支撑平台的第二端之间。

进一步地，所述竖向支撑高度调整支杆包括：四根支杆；

两根所述支杆分别支撑连接在所述第一传感器支座与所述支撑平台的第一端之间，另外两根所述支杆分别支撑连接在所述第二传感器支座与所述支撑平台的第二端之间。

进一步地，所述支杆包括：支杆主体；

所述支杆主体的底端设置成球头结构，所述第一传感器基座和所述第二传感器基座上开设有与所述球头结构配合的沉孔，所述球头结构嵌于所述沉孔内；

所述支杆主体的杆身上开设有外螺纹，所述支撑平台上设置有与所述外螺纹配合的螺纹套筒，所述杆身通过螺纹嵌合在所述螺纹套筒内；

所述支杆主体的顶端设置有手轮。

进一步地，所述支撑平台上设置有横向滑轨，所述横向滑轨上设置有相配合的第一滑块；

所述第一竖向高度调整支架固定在所述第一滑块上，与所述横向滑轨滑动相连。

进一步地，所述横向滑轨上还设置有第二滑块；

所述第二竖向高度调整支架固定在所述第二滑块上，与所述横向滑轨滑动相连。

进一步地，所述横向滑轨上还设置有第三滑块；

所述基准面测量杆固定在所述第三滑块上。

进一步地，所述横向滑轨包括：第一横向滑轨、第二横向滑轨以及第三横向滑轨；

所述第一横向滑轨、所述第二横向滑轨以及所述第三横向滑轨平行设置在所述支撑平台上，所述第三横向滑轨设置在所述第一横向滑轨和所述第二横向滑轨之间；

所述第一滑块包括：第一滑块左支和第一滑块右支，所述第一竖向高度调整支架分别通过所述第一滑块左支和所述第一滑块右支活动相连；

所述第二滑块包括：第二滑块左支和第二滑块右支，所述第二竖向高度调整支架分别通过所述第二滑块左支和所述第二滑块右支活动相连；

所述基准面测量杆通过所述第三滑块与所述第三横向滑轨活动相连。

进一步地，所述压力传感器组件还包括：第三支点压力传感器；

所述第三支点压力传感器设置在所述第二传感器支座上，与所述第二支点压力传感器关于所述第一竖向高度调整支架和第二竖向高度调整支架的连线对称。

进一步地，所述第一竖向高度调整支架包括：第一安装板、第一纵向滑轨、第一螺杆支架、第一左螺纹座、第一右螺纹座、第一左右螺杆、第一左滚轮以及第一右滚轮；

所述第一安装板通过所述第一滑块与所述横向滑轨滑动相连，所述第一纵向滑轨设置在所述第一安装板上；

所述第一螺杆支架固定在所述第一安装板上，位于所述第一纵向滑轨两端；

所述第一左螺纹座通过第一纵向左滑块与所述第一纵向滑轨滑动相连，所述第一右螺纹座通过第一纵向右滑块与所述第一纵向滑轨滑动相连；

所述第一左右螺杆的两端通过轴承固定在所述第一螺杆支架上，所述第一左右螺杆的杆身左半段上开设有第一左旋螺纹，所述第一左右螺杆的杆身右半段上开设有第一右旋螺纹；

所述第一左螺纹底座上开设有与所述第一左旋螺纹配合的第一左螺孔，所述第一左右螺杆的杆身左半段与所述第一左螺孔嵌合，所述第一右螺纹底座上开设有与所述第一右旋螺纹配合的第一右螺孔，所述第一左右螺杆的杆身右半段与所述第一右螺孔嵌合；

所述第一左滚轮固定在所述第一左螺纹座顶端，所述第一右滚轮固定在所述第一右螺纹座顶端；

所述第二竖向高度调整支架包括：第二安装板、第二纵向滑轨、第二螺杆支架、第二左螺纹座、第二右螺纹座、第二左右螺杆、第二左滚轮以及第二右滚轮；

所述第二安装板通过所述第二滑块与所述横向滑轨滑动相连，所述第二纵向滑轨设置在所述第二安装板上；

所述第二螺杆支架固定在所述第二安装板上，位于所述第二纵向滑轨两端；

所述第二左螺纹座通过第二纵向左滑块与所述第二纵向滑轨滑动相连，所述第二右螺纹座通过第二纵向右滑块与所述第二纵向滑轨滑动相连；

所述第二左右螺杆的两端通过轴承固定在所述第二螺杆支架上，所述第二左右螺杆的杆身左半段上开设有第二左旋螺纹，所述第二左右螺杆的杆身右半段上开设有第二右旋螺纹；

所述第二左螺纹底座上开设有与所述第二左旋螺纹配合的第二左螺孔，所述第二左右螺杆的杆身左半段与所述第二左螺孔嵌合，所述第二右螺纹底座上开设有与所述第二右旋螺纹配合的第二右螺孔，所述第二左右螺杆的杆身右半段与所述第二右螺孔嵌合；

所述第二左滚轮固定在所述第二左螺纹座顶端，所述第二右滚轮固定在所述第二右螺纹座顶端。

进一步地，所述第一竖向高度调整支架还包括：锁紧结构；

所述锁紧结构包括：刹紧杆以及刹紧垫片；

所述刹紧杆的杆身上设置有刹紧螺纹，所述第一安装板的板身上开设有竖向刹紧螺孔，所述刹紧杆的杆身嵌于所述竖向刹紧螺孔内；

所述刹紧垫片设置在所述刹紧杆的底端，朝向所述支撑平台的顶面。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的回转体产品质量质心测量装置，通过设置一支撑平台并在其上设置回转体姿态调整支撑结构，实现回转体的姿态调整，保证轴线水平，并通过所述基准面测量杆验证；而后通过设置在支撑平台两端的竖向支撑高度调整支杆和压力传感器配合传感器支座实现整体的双支点支撑，从而得到支点压力，配合两个支点的距离以及支撑平台的规格，从而能够基于力矩平衡得到关于回转体产品的质心与力臂的表达式，从而运算得到质心相对于基准面测量杆的距离，也就是相对于回转体的底端面的距离；装置结构相对于现有的自动化设备答复简化，成本大幅降低，操作也相对简便，占地面积很小，仅仅略大于回转体的占地。同时，由于采用第一竖向高度调整支架和第二竖向高度调整支架实现对回转体的头尾支撑，并不需要其他的固定结构，从而能够适应各种形态的回转体，适应性大幅提升。

附图说明

图1为本实用新型提供的回转体产品质量质心测量装置的装配示意图；

图2为图1的180度翻转示意图；

图3为本实用新型提供的第一压力传感器装配结构示意图；

图4为本实用新型提供的第二压力传感器装配结构示意图；

图5为本实用新型提供的支杆的结构示意图；

图6为本实用新型提供的支撑平台结构示意图；

图7为图6的180度翻转示意图；

图8为本实用新型提供的第一竖向高度调整支架的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种回转体产品质量质心测量装置，解决现有技术中大型回转体质量质心测量设备规模庞大复杂，成本高昂，适应产品范围有限的技术问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1，一种回转体产品质量质心测量装置，包括：支撑平台1、竖向支撑高度调整支杆2、压力传感器组件3以及回转体姿态调整支撑结构。

参见图2和图6，具体来说，所述压力传感组件3包括：第一支点压力传感器31、第一传感器基座32、第二支点压力传感器34以及第二传感器支座33；所述第一支点压力传感器31固定在所述第一传感器基座32的顶端，位于所述支撑平台1的第一端11的正下方，所述第二支点压力传感器34固定在所述第二传感器基座33的顶端，位于所述支撑平台1的第二端12的正下方；所述支撑平台1通过所述竖向支撑高度调整支杆2固定在所述第一传感器基座32和所述第二传感器基座33上；从而通过操作所述竖向支撑高度调整支杆2调整支撑平台1到所述第一传感器基座32和所述第二传感器基座33的距离，从而实现支撑平台1的常态和工作态切换；即，当不工作时，通过操作所述竖向支撑高度调整支杆2使得支撑平台1远离所述第一传感器基座32和所述第二传感器基座33，从而保证第一支点压力传感器31和第二支点压力传感器34处于非触发状态，也就是一般的非工作状态；当工作时，通过操作所述竖向支撑高度调整支杆2使得支撑平台1靠近所述第一传感器基座32和所述第二传感器基座33，并释放所述竖向支撑高度调整支杆2的支撑限位作用，使得支撑平台1自然搁置在所述从而保证第一支点压力传感器31和第二支点压力传感器34上，处于触发状态，实现压力读数；空载时就是支撑平台1的重力数值，承载回转体产品时，就是支撑平台1和回转体产品的总的重力数值。

所述回转体姿态调整结构包括：第一竖向高度调整支架4、第二竖向高度调整支架5以及基准面测量杆6；所述第一竖向高度调整支架4，所述第二竖向高度调整支架5固定在所述支撑平台1上；所述基准面测量杆6垂直设置在所述支撑平台1上，位于所述第二竖向高度调整支架5与所述支撑平台的第二端12之间。

也就是说，在支撑平台1上，将所述第一竖向高度调整支架4、所述第二竖向高度调整支架5以及所述基准面测量杆6一字横向排列。在工作时，回转体产品的第一端，一般是顶端部搁置在所述第一竖向高度调整支架4上，所述回转体产品的第二端，一般是底端部搁置在所述第二竖向高度调整支架5上，从而实现两点支撑；通过竖直支撑高度的调整实现回转体产品的中心轴线的水平度的调整，并通过垂直于所述支撑平台1的所述基准面测量杆6抵靠在回转体的底端面上，从而保证中心轴线水平，从而使得能够以所述基准面测量杆6为力臂测量的起始零点，便于读数。

参见图2、图3和图4，一般来说，为了保证传感器的读数的可靠性，通常在设置第三支点压力传感器35；所述第三支点压力传感器35设置在所述第二传感器支座33上，与所述第二支点压力传感器34关于所述第一竖向高度调整支架4和第二竖向高度调整支架5的连线对称，形成关于所述第一竖向高度调整支架5和第二竖向高度调整支架5的连线对称的三点支撑结构，一方面支撑稳定，更重要的是，读数精确。

参见图7，一般来所，为了提升压力传感器的读书可靠性，可在所述支撑平台1底端面上设置第一压头14、第二压头15和第三压头16分别对应所述第一支点压力传感器31、所述第二支点压力传感器34以及所述第三支点压力传感器35，实现可靠的激发。

下面将详细描述操作过程用于说明结构的设置关系。

在使用时，可以将其放置在大平台上或较为平整的地面上，并调水平。

产品质量质心测量操作步骤如下：

1、通过操作竖向支撑高度调整支杆2释放支撑平台1，使3处传感器支撑所述支撑平台1，此时的传感器读数即为支撑平台1及其上设置的结构的重力情况；一般在操作时，可通过传感器调零操作的方式，将设备自重的影响去除掉；

2、再将回转体产品落放到所述第一竖向高度调整支架4和所述第二竖向高度调整支架5上，使基准面测量杆6的测量基准面贴合回转体产品的后端面；一般来说，此时应复查贴合无间隙。

3、记录3处传感器数据，即为去除自重影响下针对回转体产品的直接支撑作用数据：G1、G2、G3。

4、基于力矩平衡方程，依据上述数据和支撑平台1的规格参数计算产品轴向质心。

其中，支撑平台1的规格参数包括：基准面测量杆6的测量基准面到所述第二支点压力传感器34和所述第三支点压力传感器35连线的水平距离L1，所述第一支点压力传感器31到所述第二支点压力传感器34和所述第三支点压力传感器35连线的水平距离L2，这些参数是装置设计参数，可获知。

以第一支点压力传感器为支点建立的力矩平衡方程为：

(G1+G2+G3)·L0＝(G2+G3)L2

M＝L2-L0-L1

其中，M为质心到所述回转体产品底端面的距离。

通常，若还需测量质偏数据，就需将回转体产品沿轴线旋转90°，再重复上述操作步骤即可。

平时不用时，操作支撑平台1四角的竖向支撑高度调整支杆2，支撑所述支撑平台1即可，保证3处传感器不受力。

参见图1和图5，所述竖向支撑高度调整支杆2包括：四根支杆；两根所述支杆分别支撑连接在所述第一传感器支座32与所述支撑平台1的第一端11之间，另外两根所述支杆分别支撑连接在所述第二传感器支座33与所述支撑平台1的第二端12之间。即，四根支杆分别对应支撑在所述支撑平台1的四个角位置，实现支撑。

值得说明的是，所述支杆本身用于将支撑平台1在不使用时支撑起来，不免持续压迫压力传感器，因此，其本身并不直接对测量操作产生贡献；因此，所述支杆可以采用任何可调节支撑高度或者便捷拆装的结构；如伸缩支杆。

本实施例中，所述支杆包括：支杆主体；所述支杆主体21的底端设置成球头结构22，所述第一传感器基座32和所述第二传感器基座33上开设有与所述球头结构22配合的沉孔36，所述球头结构22嵌于所述沉孔36内；从而所述支杆主体21可顺畅的在所述沉孔36内转动。

所述支杆主体21的杆身上开设有外螺纹，所述支撑平台1上设置有与所述外螺纹配合的螺纹套筒13，所述杆身通过螺纹嵌合在所述螺纹套筒13内；所述支杆主体21的顶端设置有手轮23，从而可以通过操作手轮23转动所述支杆主体21，通过外螺纹与所述螺纹套筒13的螺纹连接结构将轴向转动转换成支撑平台1的轴向移动，从而靠近或者远离所述第一传感器基座32和所述第二传感器基座33，实现工作和非工作状态的切换。

参见图1和图6，为了应对不同规格的回转体产品，所述支撑平台1上设置有横向7，所述横向滑轨7上设置有相配合的第一滑块74；所述第一竖向高度调整支架4固定在所述第一滑块74上，与所述横向滑轨7滑动相连。所述第一竖向高度调整支架4可沿所述横向滑轨7横向移动，实现两个横向支撑点的跨度调整，适应不同规格的回转体产品。

进一步地，所述横向滑轨7上还设置有第二滑块75；所述第二竖向高度调整支架5固定在所述第二滑块75，与所述横向滑轨7滑动相连。从而实现两个支点的灵活调整，进一步提升调整灵活性。值得说明的是，所述第二竖向高度调整支架5也可以是固定的；可根据实际的情况自行设计。

进一步地，所述横向滑轨7上还设置有第三滑块；所述基准面测量杆6固定在所述第三滑块上。即，所述基准面测量杆6设置成可横向滑动的结构形式，从而适应各类长短规格的回转体产品，能够通过横向滑动，实现回转体产品端面的抵靠验证。

为了便于度数，可在所述支撑平台1上设置横向刻度用于标识所述第三滑块的移动距离，从而便于读数。此时，将所述第二支点压力传感器34和第三支点压力传感器35的连线为刻度零点，从而在所述第二竖向高度调整支架5为滑动结构的情况下，高效的运算得出质心的位置。

即，以所述第三滑块的移动距离L3为例，此时的质心位置为：

M＝L2-L0-L3

参见图6，为了提升滑动支撑和测量的可靠性，所述横向滑轨7包括：第一横向滑轨71、第二横向滑轨72以及第三横向滑轨73；所述第一横向滑轨71、所述第二横向滑轨72以及所述第三横向滑轨73平行设置在所述支撑平台1上，所述第三横向滑轨73设置在所述第一横向滑轨71和所述第二横向滑轨72之间；所述第一滑块74包括：第一滑块左支和第一滑块右支，所述第一竖向高度调整支架4分别通过所述第一滑块左支和所述第一滑块右支活动相连；也就是分别通过两个滑块实现滑动支撑。

相类似的，所述第二滑块75包括：第二滑块左支和第二滑块右支，所述第二竖向高度调整支架5分别通过所述第二滑块左支和所述第二滑块右支活动相连。

也就是说，实现可靠的滑动支撑姿态的稳定性，限制支撑倾斜的幅度。

所述基准面测量杆6通过所述第三滑块与所述第三横向滑轨73活动相连，从而使得所述基准面测量杆6的滑动方向与第一竖向高度调整支架4、第二竖向高度调整支架5相一致，保证测量的可靠性。

参见图8，本实施例中提供一种可靠，平滑的支撑高度调整结构。

具体来讲，所述第一竖向高度调整支架4包括：第一安装板41、第一纵向滑轨42、第一螺杆支架43、第一左螺纹座44、第一右螺纹座46、第一左右螺杆45、第一左滚轮47以及第一右滚轮48。

所述第一安装板41通过所述第一滑块75与所述横向滑轨7滑动相连，也就是分别通过所述第一滑块75滑动连接在所述第一横向滑轨71和第二横向滑轨72上；所述第一纵向滑轨42设置在所述第一安装板上；所述第一螺杆支架43固定在所述第一安装板41上，位于所述第一纵向滑轨42两端；也就是所述第一螺杆支架43分为两支，即第一螺杆支架左支431和第一螺杆支架右支432。

所述第一左螺纹座44通过第一纵向左滑块421与所述第一纵向滑轨42滑动相连，所述第一右螺纹座46通过第一纵向右滑块422与所述第一纵向滑轨42滑动相连；所述第一左右螺杆45的两端通过轴承433固定在所述第一螺杆支架43上，所述第一左右螺杆45的杆身左半段451上开设有第一左旋螺纹，所述第一左右螺杆45的杆身右半段452上开设有第一右旋螺纹；所述第一左螺纹底座44上开设有与所述第一左旋螺纹配合的第一左螺孔，所述第一左右螺杆45的杆身左半段与所述第一左螺孔嵌合，所述第一右螺纹底座46上开设有与所述第一右旋螺纹配合的第一右螺孔，所述第一左右螺杆45的杆身右半段与所述第一右螺孔嵌合；所述第一左滚轮47固定在所述第一左螺纹座44顶端，所述第一右滚轮48固定在所述第一右螺纹座46顶端；从而可以通过转动所述第一左右螺杆45将周向力矩转换为轴向力矩，驱动所述第一左螺纹底座44和第一右螺纹底座46的相互靠近和相互远离，实现两个底部支点间距的调整，从而提升或者降低支撑高度；并且，通过滚轮支撑能够通过滚轮转动的形式实现支点的平滑调整。

也就是说，两个滚轮靠近时，支撑高度提升，相应的两滚轮远离时，支撑高度降低。

所述第二竖向高度调整支架结构5与所述第一竖向高度调整支架结构4的结构一致。

所述第二竖向高度调整支架结构5包括：第二安装板、第二纵向滑轨、第二螺杆支架、第二左螺纹座、第二右螺纹座、第二左右螺杆、第二左滚轮以及第二右滚轮；所述第二安装板通过所述第二滑块与所述横向滑轨滑动相连，所述第二纵向滑轨设置在所述第二安装板上；所述第二螺杆支架固定在所述第二安装板上，位于所述第二纵向滑轨两端；所述第二左螺纹座通过第二纵向左滑块与所述第二纵向滑轨滑动相连，所述第二右螺纹座通过第二纵向右滑块与所述第二纵向滑轨滑动相连；所述第二左右螺杆的两端通过轴承固定在所述第二螺杆支架上，所述第二左右螺杆的杆身左半段上开设有第二左旋螺纹，所述第二左右螺杆的杆身右半段上开设有第二右旋螺纹；所述第二左螺纹底座上开设有与所述第二左旋螺纹配合的第二左螺孔，所述第二左右螺杆的杆身左半段与所述第二左螺孔嵌合，所述第二右螺纹底座上开设有与所述第二右旋螺纹配合的第二右螺孔，所述第二左右螺杆的杆身右半段与所述第二右螺孔嵌合；所述第二左滚轮固定在所述第二左螺纹座顶端，所述第二右滚轮固定在所述第二右螺纹座顶端。

参见图8，所述第一竖向高度调整支架4还包括：锁紧结构49，用于锁定，限制所述第一竖向高度调整支架4相对滑动。

所述锁紧结构49包括：刹紧杆491以及刹紧垫片492；所述刹紧杆491的杆身上设置有刹紧螺纹，所述第一安装板1的板身上开设有竖向刹紧螺孔，所述刹紧杆491的杆身嵌于所述竖向刹紧螺孔内；所述刹紧垫片492设置在所述刹紧杆491的底端，朝向所述支撑平台1的顶面；从而通过转动所述刹紧杆491将所述刹紧垫片492压紧在所述支撑平台1上，实现限制滑动。

一般来说，所述刹紧垫片492可采用弹性橡胶刹车片。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的回转体产品质量质心测量装置，通过设置一支撑平台并在其上设置回转体姿态调整支撑结构，实现回转体的姿态调整，保证轴线水平，并通过所述基准面测量杆验证；而后通过设置在支撑平台两端的竖向支撑高度调整支杆和压力传感器配合传感器支座实现整体的双支点支撑，从而得到支点压力，配合两个支点的距离以及支撑平台的规格，从而能够基于力矩平衡得到关于回转体产品的质心与力臂的表达式，从而运算得到质心相对于基准面测量杆的距离，也就是相对于回转体的底端面的距离；装置结构相对于现有的自动化设备答复简化，成本大幅降低，操作也相对简便，占地面积很小，仅仅略大于回转体的占地。同时，由于采用第一竖向高度调整支架和第二竖向高度调整支架实现对回转体的头尾支撑，并不需要其他的固定结构，从而能够适应各种形态的回转体，适应性大幅提升。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。