重量重心的测量装置的制作方法

本实用新型涉及测量装置技术领域，尤其涉及一种适用于无人机或货物的重量重心的测量装置。

背景技术：

通常来说，人们对于一些物体或工具的重量重心的测量具有有益效果。

例如，对于物流无人机来说，物流无人机装载货物后，由于飞行安全和飞机性能方面的要求，对飞机的起飞重量和重心有一定的限制，这就需要对飞机的重量和重心进行测量，以保证飞行安全。

现有技术中，通常的测量方式有三点测量和四点测量，在三点测量或四点测量中，现有的测量装置通常是使用液压推杆或气缸等将物体的其中一个或两个点抬升，这就需要将物体置于设在液压推杆或气缸上面的台面，这些台面要么具有一定高度，要么需要将测量装置的液压推杆或气缸等埋于地面之下以保证台面与地面齐平，导致使用不方便。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种重量重心的测量装置，该测量装置包括基板单元、传感单元、角度调整单元和限位单元，其中，该基板单元具有承载平面，若干传感单元阵列的布置于该承载平面上，然后，角度调整单元用于定位于该传感单元上，限位单元用于定位于该承载平面上，并且，该角度调整单元具有与承载平面呈预定角度倾斜的角度调整斜面；

本实施例的关于重量重心的测量，例如，首先，可将无人机等置于该承载平面上，此时，记录下承载无人机前后轮的三个传感单元的测量数值和坐标；其次，无人机后退一定距离，并在上步中承载无人机前轮的传感单元处，定位的放置该角度调整装置，角度调整装置的角度调整斜面朝向无人机；再次，将无人机前轮推上该角度调整斜面，并在无人机后轮处定位的放置限位单元以对无人机限位，此时，再次记录下三个传感单元的测量数值；这样即可根据三点测量原理的公式计算出无人机的重量和重心坐标；

即，本申请实施例中，在基板单元的承载平面上，通过定位的放置角度调整单元，利用角度调整斜面使无人机的某一接触点抬升，进而可以利用三点测量原理计算无人机的重量和重心；这样，可避免将无人机等整体抬升到一定的高度，或者，将测量装置埋于地面之下，从而解决了由于测量装置中使用液压推杆或气缸等造成的使用不便的技术问题，实现了快速高效的测量无人机等待测物体的重量重心的技术效果。

本申请实施例提供一种重量重心的测量装置，所述测量装置包括：

基板单元，所述基板单元具有承载平面；

传感单元，若干所述传感单元阵列的布置于所述承载平面上；

角度调整单元，所述角度调整单元用于定位于所述传感单元上；

限位单元，所述限位单元用于定位于所述承载平面上；

其中，所述角度调整单元具有角度调整斜面，所述角度调整斜面与所述承载平面呈预定角度倾斜设置。

本公开实施例中，若干所述传感单元分别沿相互垂直的第一方向和第二方向阵列的布置于所述承载平面上，并且，在所述第一方向和所述第二方向，相邻所述传感单元的间距相等。

本公开实施例中，所述承载平面上阵列的凸出有压点单元，每一个所述传感单元布置于一个所述压点单元上。

本公开实施例中，所述角度调整单元与所述承载平面之间具有第一间隙。

本公开实施例中，所述角度调整单元具有第一安装端面，所述第一安装端面上设有第一凹槽，所述第一凹槽的深度小于所述压点单元的高度；所述第一凹槽可抵接于所述传感单元，所述第一安装端面与所述承载平面之间具有所述第一间隙，以使所述角度调整单元定位于所述传感单元上。

本公开实施例中，所述限位单元与所述传感单元之间具有第二间隙。

本公开实施例中，所述限位单元具有第二安装端面，所述第二安装端面上设有第二凹槽，所述第二凹槽的深度大于所述压点单元的高度；所述第二安装端面可抵接于所述承载平面，所述第二凹槽与所述传感单元之间具有所述第二间隙，以使所述限位单元定位于所述承载平面上。

本公开实施例中，所述基板单元由可折叠或可卷曲的柔性材料制备。

本公开实施例中，所述测量装置还包括计算单元，所述计算单元与所述传感单元通讯连接。

本公开实施例中，所述测量装置还包括报警单元，所述报警单元与所述计算单元通讯连接。

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，该测量装置包括基板单元、传感单元、角度调整单元和限位单元，其中，该基板单元具有承载平面，在承载平面上阵列的布置有若干该传感单元，然后，该角度调整单元可定位的放置于该传感单元，该限位单元可定位的放置于该承载平面；并且，该角度调整单元具有与承载平面呈预定角度倾斜的角度调整斜面；这样，关于本申请实施例对于待测量物体重量重心的测量，例如，待测量物体为具有前后三个驱动轮的无人机：

首先，可将无人机置于该承载平面上，此时，记录下承载无人机前后轮的三个传感单元的测量数值和坐标；

其次，无人机后退一定距离，并在上步中承载无人机前轮的传感单元处，定位的放置该角度调整装置，角度调整装置的角度调整斜面朝向无人机；

再次，将无人机前轮推上该角度调整斜面，并在无人机后轮处定位的放置限位单元以对无人机限位，此时，再次记录下三个传感单元的测量数值；

这样即可根据三点测量原理的公式计算出无人机的重量和重心坐标；即，本申请实施例中，在基板单元的承载平面上，通过定位的放置角度调整单元，利用角度调整斜面使无人机的某一接触点(例如前轮)抬升，进而可以利用三点测量原理计算无人机的重量和重心；这样，可避免将无人机等整体抬升到一定的高度，或者，将测量装置埋于地面之下，能够快速高效的测量无人机等待测物体的重量重心，并且操作简便易用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中所述测量装置的结构示意图。

图2为本申请实施例中所述测量装置另一视角的结构示意图。

图3为本申请实施例中所述角度调整单元的结构示意图。

图4为本申请实施例中所述角度调整单元定位于所述传感单元的结构示意图。

图5为本申请实施例中所述限位单元的结构示意图。

图6为本申请实施例中所述限位单元定位于所述承载平面的结构示意图。

图7为本申请实施例中所述计算单元与所述传感单元通讯连接的结构示意图。

图8为本申请实施例中所述报警单元与所述计算单元通讯连接的结构示意图。

图9为现有技术中使用三点测量法测量无人机重心的结构示意图。

其中，附图标记：

1-隔离钢板，2-重量测量传感器，3-操作计算机，4-液压升降装置，5-无人机驱动轮，

10-基板单元，11-承载平面，12-压点单元，

20-传感单元，

30-角度调整单元，31-第一安装端面，32-第一凹槽，33-角度调整斜面，

40-限位单元，41-第二安装端面，42-第二凹槽，43-限位侧壁，

50-第一间隙，

60-第二间隙，

70-计算单元，

80-报警单元。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将参考附图详细地描述本申请的示例实施例，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例性实施例的限制。

概述

在无人机物流领域，因飞机安全或性能方面的需要，对飞机起飞时的重量、重心有一定要求。在飞机设计之初，飞机自身的重量、载物的重量范围就是确定的了，并且，当飞机载物后，其重心需要保持在一定的区域范围内，才能保证飞行安全；也就是说，飞机在起飞时，其重量、重心必须在一个安全范围内，因此，对于飞机的重量和重心的测量具有积极意义。

而关于无人机和货物等在重量和重心方面的测量，通常可以根据接触点的数量采用三点测量或四点测量，例如图9所示，使用三点测量法测量具有前后三个驱动轮的无人机的重量和重心：

首先使无人机的三个驱动轮5在同一平面内，测得与三个驱动轮5接触的三个压点的压力值，以及该三个压点在预定坐标系下的坐标值；然后，通过液压升降装置4将一个驱动轮抬升一定角度，再测量该三个压点的压力值；进而根据公式即可计算该无人机的重量以及在上述预定坐标系下重心的坐标值；

其中，四点测量与上述过程类似，只是需要将物体的两个接触点抬升一定角度。

如图9所示，现有技术在利用三点或四点测量重量重心过程中，通常是利用液压推杆或气缸等将其中一个或两个接触点抬升，由于液压推杆或气缸等设备具有一定的高度，在使用时，需要先将待测量物体抬上设于液压推杆或气缸上面的台面1，或者，需要将液压推杆或气缸等设备埋于地面之下，使台面1与地面齐平；这就导致在测量使用时非常不方便，例如，液压推杆或气缸等设备结构复杂，在运输存储上存在困难，另一方面，将上述设备埋于地面之下也使得该测量装置不易移动，造成使用不便。

本申请实施例中，在基板单元的承载平面上阵列布置传感单元，然后使用角度调整装置的角度调整斜面抬升一个或两个接触点，从而解决上述问题，并且运输、存储和使用方便。

本申请实施例提供一种重量重心的测量装置，该测量装置包括基板单元10、传感单元20、角度调整单元30和限位单元40，其中，该基板单元10具有承载平面11；若干传感单元30阵列的布置于承载平面11上；然后，该角度调整单元30用于定位于传感单元20上；该限位单元40用于定位于承载平面11上；并且，该角度调整单元30具有角度调整斜面33，角度调整斜面33与承载平面11呈预定角度倾斜设置。

具体的，结合图1、2所示，该测量装置包括基板单元10，基板单元10例如呈平板状，结合图4，基板单,10具有一个承载平面11，在该承载平面11上阵列的布置有若干传感单元20，该传感单元20例如为压力传感器，用于测量置于其上的物体对其的压力；然后，该角度调整单元30可相对位置固定的放置于传感单元20上，该限位单元40可相对位置固定的放置于承载平面11上；并且，该角度调整单元30具有角度调整斜面33，该角度调整斜面33与承载平面11呈一个预定的角度倾斜。

下面仍然以具有三个驱动轮的无人机举例，本申请实施例的测量装置对物体重量和重心的测量过程为：

(1)首先，该承载平面11上未定位的放置上述的角度调整单元30和限位单元40，将无人机推到该承载平面11上，此时，无人机的三个驱动轮分别与三个传感单元20接触，例如分别与m1、m2、m3三个传感单元接触，记录下m1、m2、m3三个传感单元各自的初始显示数据和各自的坐标值，该坐标值应为三个传感单元在同一预定坐标系下的坐标值；

(2)其次，将无人机后退一定距离，在上步中前轮接触的传感单元(例如为m1)上，定位的放置该角度调整单元，该角度调整单元的角度调整斜面应朝向无人机；其中，该定位的意思即为该角度调整单元相对该传感单元m1位置固定；

(3)再次，将无人机前轮推到该角度调整斜面上，并位于该传感单元m1正上方，此时，无人机的两个后轮应分别位于上述的传感单元m2和m3上，在无人机两个后轮后方分别定位的放置该限位单元；其中，该限位单元为定位的放置于该承载平面上，该限位单元可使无人机相对基板单元位置固定；此时，再次记录下上述m1、m2、m3三个传感单元各自的终止显示数据；

进而，由三点测量原理，根据上述m1、m2、m3三个传感单元的初始显示数据、终止显示数据和坐标值即可计算得到该无人机的重量和重心数据。

应理解的，该重心数据应为在上述预定坐标系下的重心坐标数据。

能够理解，本实施例中，该角度调整单元应接触的置于传感单元之上，并且，该角度调整单元不与该承载平面接触，这样，被抬升点的压力可通过角度调整单元传导至下方的传感单元；该限位单元应接触的置于承载平面之上，并且，该限位单元不与传感单元接触，以免对测量造成影响；即，该限位单元的作用在于使无人机相对基板单元限位。

能够理解，上述仅是针对三点测量举例，本实施例还可用于货物等重量重心的四点测量，在四点测量中，需要在货物一条侧边的两个接触点处放置上述的角度调整单元，在另外两个接触点处放置上述的限位单元，其它步骤与上述类似，不再赘述。

能够理解，针对无人机的重量重心测量中，该无人机还可为具有两个平行支座的起落架，此时，该无人机应利用上述的四点测量重量和重心。

一种可能实施方式中，若干传感单元20分别沿相互垂直的第一方向和第二方向阵列的布置于该承载平面11上，并且，在第一方向和第二方向，相邻传感单元20的间距相等。

具体的，结合图1、2所示，本实施例具体描述了上述传感单元的阵列布局方式，即，在承载平面11上相互垂直的第一方向和第二方向，该传感单元20呈等间距的设置，这样构成阵列布局；也就是说，能够理解，若将上述相互垂直的第一方向和第二方向分别设定为平面坐标系的x方向和y方向，则相邻传感单元的间距为平面坐标系的最小单元；即，本实施例中，将传感单元的排布与坐标系关联，然后利用平面坐标系，上述传感单元的标定位置即为其坐标位置，这样可直接读取上述m1、m2、m3三个传感单元各自的坐标值，从而减少了手动测量坐标值带来的测量误差。

可理解的，结合图2所示，上述平面坐标系的原点o可设在承载平面中心，或者也可设于其它位置，

一种可能实施方式中，该承载平面11上阵列的凸出有压点单元12，每一个传感单元20布置于一个压点单元12上。

具体的，结合图4、6所示，本实施例中，每一个传感单元20对应一个压点单元12，该压点单元12凸出于承载平面11，这样，该压点单元12能够有效的对上述角度调整单元30和限位单元40定位。

可实施的，关于角度调整单元30，一种可能实施方式中，该角度调整单元30与承载平面11之间具有第一间隙50，即，该角度调整单元30定位于传感单元20上并且不与承载平面11接触；具体的，该角度调整单元30具有第一安装端面31，第一安装端面31上设有第一凹槽32，第一凹槽32的深度小于该压点单元12的高度；第一凹槽32可抵接于传感单元20，第一安装端面31与承载平面11之间具有第一间隙50，以使角度调整单元30定位于传感单元20上。

参看图3、4，例如该角度调整单元30为楔形块，角度调整单元30具有角度调整斜面33，该角度调整斜面33与承载平面11呈预定的角度倾斜，然后，角度调整单元30的底端为第一安装端面31，第一安装端面31上设有第一凹槽32，其中，该第一凹槽32的深度小于压点单元12的高度，这样，当角度调整单元30利用第一凹槽32嵌入压点单元12时，该第一凹槽32抵接于传感单元20，该第一安装端面31与承载平面11之间具有第一间隙50。

这样，一方面，例如无人机前轮的压力可通过楔形块传导至传感单元，另一方面，该第一凹槽和压点单元配合，使得该角度调整单元定位于传感单元。

可实施的，关于限位单元，一种可能实施方式中，该限位单元40与传感单元20之间具有第二间隙60，即，该限位单元40定位于承载平面11上并且不与传感单元20接触；具体的，该限位单元40具有第二安装端面41，第二安装端面41上设有第二凹槽42，第二凹槽42的深度大于压点单元12的高度；该第二安装端面41可抵接于承载平面11，第二凹槽42与传感单元20之间具有第二间隙60，以使限位单元40定位于承载平面11上。

参看图5、6，例如该限位单元同样为楔形块，限位单元40具有垂直于承载平面11的限位侧壁43，该限位侧壁43朝向角度调整单元30放置，然后，限位单元40的底端为第二安装端面41，第二安装端面41上设有第二凹槽42，其中，该第二凹槽42的深度大于压点单元12的高度，这样，当限位单元40利用第二凹槽42嵌入压点单元12时，该第二安装端面41抵接于承载平面11，该第二凹槽42与传感单元20之间具有第二间隙。

这样，一方面，该第二凹槽与压点单元配合，使得该限位单元定位于承载平面，另一方面，该限位单元并不与传感单元接触，以免影响测量数据的准确性，再一方面，该限位侧壁抵接无人机或货物，以对其进行限位。

能够理解，为了减小角度调整单元自身重量对测量结果的影响，该角度调整单元应采用密度较轻的材料制备，例如轻木、塑料等。

一种可能实施方式中，该基板单元10由可折叠或可卷曲的柔性材料制备。

本实施例中，该基板单元10采用可折叠或和卷曲的柔性材料制备，这样，当不使用时，该测量装置可直接折叠或卷曲存放、运输，当使用时，该测量装置可直接平铺使用，这样，使用方便，并且利于运输和存储。

一种可能实施方式中，该测量装置还包括计算单元70，计算单元70与传感单元20通讯连接。

本实施例中，结合图7，该测量装置中的传感单元20与计算单元70通讯连接，这样，该计算单元可直接从传感单元接收上述的初始显示数据、终止显示数据和坐标数据，从而基于上述数据利用三点测量或四点测量公式计算重量和重心，并且，该计算单元还可将该重量和重心与内置的安全范围进行对比，以判断该重量和重心范围是否处于安全范围

由上述，能够理解，该计算单元得到的重心数据为基于本测量装置的平面坐标系，该计算单元还可仅根据传感单元(例如m1、m2、m3)的坐标数据得到无人机的几何中心，然后将该几何中心设定为机体坐标系原点，并通过坐标转换，将上述重心在该机体坐标系中表示。

该计算单元与传感单元通讯连接可为有线或无线通讯连接，该计算单元可内置于基板单元上，或独立于该基板单元。

一种可能实施方式中，该测量装置还包括报警单元80，该报警单元80与计算单元70通讯连接。

本实施例中，当该计算单元判断测量得到的重量和重心数据不在安全范围内时，可指令报警单元报警，该报警单元与计算单元可为有线或无线通讯连接，该报警单元可内置于基板单元上，或独立于该基板单元。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合均应包含在本实用新型保护的范围之内。