一种用于质量质心测量的线缆自动插拔装置的制作方法

本发明涉及一种用于质量质心测量的线缆自动插拔装置，属于测量技术领域。

背景技术：

针对火箭、汽车、潜艇等大尺寸物体的质量质心测量，现有的测量技术主要为静力矩平衡方法，即采用三个或四个称重传感器测量被测产品的重量，通过三个(或四个)称重传感器的读数及其相对位置关系计算出待测产品的质量质心位置。

质量质心测量过程的一般步骤是：1、不加载被测产品，测量工装的质量质心；2、加载被测产品，测量产品与工装总的质量质心；3、变换产品姿态，测量该姿态下产品质量质心。在加载被测产品及切换产品测量姿态时，需要将工装升起使其脱离称重传感器，以免冲击、振动等对传感器造成损害，完成后再使工装连同产品一同落到称重传感器上。

为了实现整个过程的自动化，上部分工装难免会有电机、倾角传感器、限位开关等电子器件。而上述的升降过程、变换产品姿态过程中，与电子器件相连的电缆的微小变化，如长度变化、位置变化、操作人员误触碰等都会影响到质量质心测量结果的准确性。

如图6所示，为采用静力矩平衡方法测量产品质量质心的装置的一般形式，该装置主要包括两部分，下部分为底部测量部分，包括称重传感器、螺旋升降机等；上部分为工装，用于支撑被测产品(随着被测产品外形、尺寸的不同，不局限于该种形式)，为了实现被测产品姿态的调整，如实现被测产品的滚转，上层工装设计有电机，此外，为了实现上层工装的水平，还可以包含倾角传感器等电子器件。

现有质量质心测量的步骤是：

步骤一、不加载被测产品时，上层工装整体降落到底部测量部分中的3个(或4个)称重传感器上，与测量装置连接的电气操作设备采集并计算上层工装的质量质心；

步骤二、升起上层工装，使其脱离称重传感器，加载被测产品；上层工装与产品整体下落到底部测量部分中的称重传感器上，测量被测产品与工装的总的质量质心；

步骤三、升起上层工装及被测产品，电机工作，驱动被测产品旋转，变换产品姿态；上层工装与产品整体下落到底部测量部分中的称重传感器上，测量该姿态下被测产品与工装的总的质量质心；

步骤四、升起上层工装及被测产品，整个测量过程完成。

现有质量质心测量方法具有以下局限性：

在该测量过程中，产品与工装总质量质心位置减去工装质量质心位置，为了要测量的产品的质量质心位置。而在整个操作过程中，因频繁上升下降工装，若步骤一中工装上电机的线缆与步骤二、步骤三中电机线缆的位置变化，如操作人员误触碰，或被人员拉扯、物品压到使上层工装受力等，都将影响质量质心测量结果的准确性。

综上，现有的质量质心测量测量过程中电子器件相连的电缆的微小变化影响质量质心测量结果的准确性。

技术实现要素：

本发明为解决现有的质量质心测量测量过程中电子器件相连的电缆的微小变化影响质量质心测量结果的准确性的问题，进而提供一种用于质量质心测量的线缆自动插拔装置。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明的用于质量质心测量的线缆自动插拔装置包括上层插针机构1和下层插孔机构2，上层插针机构1的上端固装在质量质心测量装置上层工装的下端面上，下层插孔机构2的下端面固装在底部测量装置的上端面上；上层插针机构1包括门形固定座1-1和插针固定座1-2，插针固定座1-2安装在门形固定座1-1的底部，下层插孔机构2包括插孔安装座2-1、弹性机构3和线缆插孔2-2，线缆插孔2-2通过弹性机构3安装在插孔安装座2-1的上部，上层工装下落至最低点时，插针固定座1-2的插针与线缆插孔2-2处于分离状态，上层工装上升至最高点时，插针固定座1-2的插针与线缆插孔2-2处于紧密连接状态。

进一步地，门形固定座1-1的上端面设置有外沿，门形固定座1-1的外沿通过四个螺栓与质量质心测量装置上层工装固装为一体。

进一步地，插孔安装座2-1的轮廓呈“门”字形，插孔安装座2-1的下端设置有外沿，插孔安装座2-1的外沿通过四个螺栓与底部测量装置固装为一体。

进一步地，门形固定座1-1的两侧壁的下部沿其长度方向对应加工有第一条形开孔，插针固定座1-2的两侧通过螺母固定在门形固定座1-1的第一条形开孔处。

进一步地，所述弹性机构3包括四根双头螺杆3-1和四根弹簧3-2，每根双头螺杆3-1上套装有一根弹簧3-2，双头螺杆3-1的上端穿过插孔安装座2-1通过螺母连接，线缆插孔2-2设置有外沿，双头螺杆3-1的下端穿过线缆插孔2-2的外沿通过螺母连接，四根双头螺杆3-1呈矩阵设置。

进一步地，插孔安装座2-1的两侧壁的沿其长度方向对应加工有第二条形开孔，插针固定座1-2的两端位于第二条形开孔内且沿第二条形开孔的长度方向上下运动。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明的用于质量质心测量的线缆自动插拔装置依据质量质心设备自身的特点，实现线缆自动插拔，省去了人为的额外操作，解决了质量质心测量过程中线缆位置变化、变形、受力对质量质心测量结果的影响，大大提高了质量质心测量的精度和测量效率，质量质心测量的精度和测量效率均提高了30％以上；

本发明的用于质量质心测量的线缆自动插拔装置根据测量装置的实际运动状态自动实现插拔、不需要额外的电气控制或人工操作，提高了工作效率及避免了误操作。

附图说明

图1是本发明的用于质量质心测量的线缆自动插拔装置的整体结构立体图(上层工装下落至最低点时)；

图2是本发明中具体实施方式一中上层插针机构的结构立体图；

图3是本发明中具体实施方式一中下层插孔机构的结构立体图；

图4是本发明的用于质量质心测量的线缆自动插拔装置的整体结构立体图(上层工装上升至最高点时)；

图5是本发明的质量质心测量装置的结构示意图(安装线缆自动插拔装置4)；

图6是现有的质量质心测量装置的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1～5所示，本实施方式的用于质量质心测量的线缆自动插拔装置包括上层插针机构1和下层插孔机构2，上层插针机构1的上端固装在质量质心测量装置上层工装的下端面上，下层插孔机构2的下端面固装在底部测量装置的上端面上；上层插针机构1包括门形固定座1-1和插针固定座1-2，插针固定座1-2安装在门形固定座1-1的底部，下层插孔机构2包括插孔安装座2-1、弹性机构3和线缆插孔2-2，线缆插孔2-2通过弹性机构3安装在插孔安装座2-1的上部，上层工装下落至最低点时，插针固定座1-2的插针与线缆插孔2-2处于分离状态，上层工装上升至最高点时，插针固定座1-2的插针与线缆插孔2-2处于紧密连接状态。

本发明的用于质量质心测量的线缆自动插拔装置在工装及被测产品升起脱离称重传感器时使线缆自动连接，可以使与线缆相连的倾角传感器、电机等器件发挥其相应的作用，如测量工装的倾斜情况，变换产品的姿态等；而工装及被测产品落到称重传感器上进行质量质心测量时，可以自动断开线缆，消除线缆位置变化对测量结果准确性的影响。

质量质心测量装置上层工装下落到最低点时，由称重传感器支撑时的自动插拔装置状态，此时自动插拔装置插针与插孔处于分离状态，插孔连接的线缆的受力、变形情况不会影响到测量结果。

具体实施方式二：如图1和图2所示，本实施方式门形固定座1-1的上端面设置有外沿，门形固定座1-1的外沿通过四个螺栓与质量质心测量装置上层工装固装为一体。如此设计，便于门形固定座安装在质量质心测量装置上层工装上。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：如图1和图3所示，本实施方式插孔安装座的轮廓呈“门”字形，插孔安装座2-1的下端设置有外沿，插孔安装座2-1的外沿通过四个螺栓与底部测量装置固装为一体。如此设计，便于插孔安装座安装在底部测量装置上。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：如图1和图2所示，本实施方式门形固定座1-1的两侧壁的下部沿其长度方向对应加工有第一条形开孔，插针固定座1-2的两侧通过螺母固定在门形固定座1-1的第一条形开孔处。如此设计，该结构为超行程脱扣结构，当质量质心测量设备出现故障上升超过行程且受到超过设计的承受力时，超行程脱扣结构会脱落使得门形固定座与插针固定座脱离，避免发生事故。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：如图1和图3所示，本实施方式所述弹性机构3包括四根双头螺杆3-1和四根弹簧3-2，每根双头螺杆3-1上套装有一根弹簧3-2，双头螺杆3-1的上端穿过插孔安装座2-1通过螺母连接，线缆插孔2-2设置有外沿，双头螺杆3-1的下端穿过线缆插孔2-2的外沿通过螺母连接，四根双头螺杆3-1呈矩阵设置。如此设计，上层工装上升至最高点时，通过弹性机构的作用使得插针固定座的插针和线缆插孔紧密的接触在一起，确保线缆完全连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。

具体实施方式六：如图1和图3所示，本实施方式插孔安装座2-1的两侧壁的沿其长度方向对应加工有第二条形开孔，插针固定座1-2的两端位于第二条形开孔内且沿第二条形开孔的长度方向上下运动。如此设计，上层插针机构可以随着质量质心测量装置上层工装的上升下降与下层插孔机构自动实现线缆的插拔。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。