CN217111123U - 一种自动测量物体质量、质心、长度和宽度的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动测量物体质量、质心、长度和宽度的装置，它包括设于基座上的两平行滑轨，其特征在于两平行滑轨上设有称重机构、升降滚动机构、测距机构，以及卡设于被测物上的横滚***，并在基座一侧设有与称重机构、升降滚动机构、测距机构电连接的控制器。通过调整两平行滑轨上的称重机构、升降滚动机构、测距机构的间距来适应不同长度的被测物，升降滚动机构可使被测物在装置上移动、升降，通过横滚***对被测物质心下移量及位移量进行测量，在加上称重机构、测距机构测得的被测物质量、长度和宽度等一系列参数值，经控制器得到被测物的质心位置。整个测量过程快捷、高效、精准，可适应多种形状的被测物。

Description

一种自动测量物体质量、质心、长度和宽度的装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，特别是一种自动测量物体质量、质心、长度和宽度的装置，属于测量机械设计制造技术领域。

背景技术

目前各类设备、装置的研发越来越受到各个国家的重视，设备、装置的工作姿态是否稳定对其性能影响巨大。设备、装置的工作姿态稳定与否需要在设计研发时准确测算出产品的质量及质心位置，使其保持在一定范围内，从而保证产品以一个稳定可控的姿态工作。这就要求其质量、质心位置测量准确、可靠，并且测量方式尽量简单方便，通用性强。目前，大部分设备、装置的质量、质心位置测量采用地上加水槽的方式，此方式需在原产品上换装部分专用模型来进行，不同产品测量时，需使用不同的测量模型。不仅成本投入较高、通用性差，而且测量调整重复性工作量大，同时对长度较小的产品存在测量误差大的问题。因此有必要对现有技术加以改进。

发明内容

为解决现有物体质量、质心的测量存在成本投入高、通用性差、工作量大以及测量误差大等问题，本实用新型提供一种自动测量物体质量、质心的装置。

本实用新型通过下列技术方案完成：一种自动测量物体质量、质心、长度和宽度的装置，它包括间隔设于基座上的两平行滑轨，其特征在于两平行滑轨上设有称重机构、升降滚动机构、测距机构，以及卡设于被测物上的横滚***，并在基座一侧设有与称重机构、升降滚动机构、测距机构电连接的控制器，以便调整滑轨上的称重机构、升降滚动机构、测距机构之间的间距来适应不同长度的被测物，升降滚动机构可使被测物在其上移动、升降到设定位置后，通过被测物上的横滚***对其质心下移量及侧移量进行测量，再通过称重机构、测距机构测得被测物的质量、长度和宽度数值，通过控制器内的计算、控制模块精确算出被测物的质心位置。

所述基座为水平设置的长条矩形体，两平行滑轨对称设于基座上，两平行滑轨的长度与基座长度相适应，两平行滑轨采样常规工字型钢轨，以便通过两平行滑轨使称重机构、升降横滚机构、测距机构能够在基座上平稳滑动。

所述称重机构包括称重底座，该称重底座设为门形座，门形座的两侧板底端分别设有与两平行滑轨滑动配接的滑槽，称重底座上部设有支架，该支架由设于称重底座上部一端的立板以及连接立板与称重底座的斜杆构成，立板顶部设有向称重底座另一端伸出的水平板，水平板上对称设有两个支撑球头，两个支撑球头底部设有称重传感器，称重传感器通过导线与控制器电连接，以便通过支撑球头对放置于其上的被测物进行支撑，通过称重传感器测得被测物的质量。

所述支架宽度与称重底座宽度相适应，支架上的两个支撑球头设为尼龙球头，以免划伤被测物，同时尼龙球头具有耐磨性、防滑性。

所述测距机构设为两台，每一台测距机构均包括测距底座，该测距底座设为门形座，门形座的两侧板底端分别设有与两平行滑轨滑动配接的滑槽，测距底座上的一端中部设有靠尺，其中一台测距机构的测距底座一侧通过水平板设有测距发射器，另一台测距机构的测距底座一侧通过水平板设有测距接收器，以便通过两台测距机构对被测物长度或宽度进行测量。

所述升降滚动机构包括底座，该底座设为门形座，门形座的两侧板底端分别设有与两平行滑轨滑动配接的滑槽，底座上部设有升降组件，升降组件上设有顶板，顶板上对称设有两个框架，两个框架上分别设有对应的支撑滚轮，其中一个支撑滚轮的轮轴与动力机输出轴相连，以便在动力机带动下使支撑滚轮转动，从而带动其上的被测物移动，直至被测物在支撑滚轮上保持平衡，从而获得被测物质心。

所述升降组件包括设于底座中部的动力缸缸座，该动力缸的活动杆上端固定在顶板上，位于动力缸缸座两侧的底座上分别设有导向套，每一个导向套内活动插有导向杆，每一根导向杆上端固定在顶板上，以便在动力缸带动上，使顶板及其上的支撑滚轮上升或下降，用于调整被测物的高度，使被测物与相邻的称重机构、测距机构保持接触而测得其质量、长度。

所述支撑滚轮设为橡胶滚轮，以避免损伤被测物、增加防滑能力。

所述滚动***包括中心设水平仪的横杆，分别设于横杆两端并与之垂直的立杆，以便将滚动***卡设于被测物上，配合升降滚动机构进行水平度测量。

所述二台称重机构、二台升降滚动机构、二台测距机构、一个横滚***组成一组，并可根据实际需要在基座上设置多组，以便对多个被测物进行质量、质心、宽度或长度测量。

所述控制器为常规设备，以便对汇集来的各项参数进行记录计算。

本实用新型具有下列优点和效果：采用上述方案，通过调整两平行滑轨上的称重机构、升降滚动机构、测距机构的间距来适应不同长度的被测物，升降滚动机构可使被测物在装置上移动、升降，通过横滚***对被测物质心下移量及位移量进行测量，在加上称重机构、测距机构测得的被测物质量、长度和宽度等一系列参数值，经控制器得到被测物的质心位置。整个测量过程快捷、高效、精准，并且可适应多种形状的被测物。实为一理想的测量装置。

附图说明

图1为本实用新型之结构图；

图2为图1中的升降滚动机构侧视图；

图3为图1中的称重机构侧视图；

图4为图1中的测距机构侧视图；

图5为被测物置于本装置上的主视图；

图6为图5的俯视图；

图7为图5的右视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

本实用新型没有特别说明的结构、装置、元件均为市购产品。

本实用新型提供的自动测量物体质量、质心、长度和宽度的装置，包括间隔设于基座5上的两平行滑轨51，在两平行滑轨51上设有称重机构3、升降滚动机构2、测距机构1，以及卡设于被测物上的横滚***6，并在基座5前侧设有与称重机构3、升降滚动机构2、测距机构1电连接的控制器4，该控制器4为常规设备，且称重机构3、升降滚动机构2、测距机构1可根据需要沿两平行滑轨51移动，适应对不同被测物进行质量、长度和宽度测量，获得被测物的质量、长度和宽度数据，并将这些测量数据送控制器4进行计算，最终获得被测物的质心数据mm：

所述基座5为水平设置的长条矩形体，两平行滑轨51对称设于基座5上，两平行滑轨51的长度与基座5长度相适应，两平行滑轨51采样常规工字型钢轨，以便通过两平行滑轨51使称重机构3、升降滚动机构2、测距机构1能够在基座5上平稳滑动；

所述称重机构3包括称重底座32，该称重底座32设为门形座，门形座的两侧板底端分别设有与两平行滑轨51滑动配接的滑槽31，称重底座32上部设有支架33，该支架33由设于称重底座32上部一端的立板331以及连接立板331与称重底座32的斜杆333构成，立板331顶部设有向称重底座32另一端伸出的水平板332，水平板332上对称设有两个支撑球头35，两个支撑球头35底部设有称重传感器34，如图1、图3，称重传感器34通过导线与控制器6电连接，以便通过支撑球头35对放置于其上的被测物A进行支撑，通过称重传感器34获得被测物A的质量数据后送控制器6；所述支架33宽度与称重底座32宽度相适应，支架33上的两个支撑球头35设为尼龙球头，以免划伤被测物，同时尼龙球头具有耐磨性、防滑性；

所述测距机构1设为两台，每一台测距机构1均包括测距底座12，该测距底座12设为门形座，门形座的两侧板底端分别设有与两平行滑轨51滑动配接的滑槽11，测距底座12上的一端中部设有靠尺13，其中一台测距机构1的测距底座12一侧通过水平板设有第一测距传感器14，另一台测距机构1的测距底座一侧通过水平板设有第二测距传感器15，第一、第二测距传感器14、15分别通过导线与控制器4电连接，以便通过两台测距机构对被测物长度或宽度进行测量，即通过第一、第二测距传感器14、15获得被测物A的长度或宽度数据后送控制器6；

所述升降滚动机构2包括底座21，该底座21设为门形座，门形座的两侧板底端分别设有与两平行滑轨51滑动配接的滑槽211，底座21上部设有升降组件，升降组件上设有顶板233，顶板233上对称设有两个框架23，两个框架23上分别设有对应的支撑滚轮232，其中一个支撑滚轮232的轮轴与动力机231输出轴相连，如图1、图2，以便在动力机231带动下使支撑滚轮232转动，从而带动其上的被测物A移动，直至被测物A在支撑滚轮232上保持平衡；所述升降组件包括设于底座21上中部的动力缸缸座22，该动力缸的活动杆222上端固定在顶板233上，位于动力缸缸座22两侧的底座21上分别设有导向套223，每一个导向套233内活动插有导向杆221，每一根导向杆221上端固定在顶板233上，如图1、图2，以便在动力缸带动上，使顶板233及其上的支撑滚轮232、导向杆221上升或下降，用于调整被测物A的高度，使被测物A与相邻的称重机构3、测距机构1保持接触而测得其质量、长度；所述支撑滚轮232设为橡胶滚轮，以避免损伤被测物A、增加防滑能力；

所述滚动***6包括中心设水平仪61的横杆62，分别设于横杆62两端并与之垂直的立杆63，以便将滚动***6卡设于被测物A上，配合升降滚动机构2进行水平度调整；

所述二台称重机构3、二台升降滚动机构2、二台测距机构1、一个横滚***6组成一组，并可根据实际需要在基座5上设置多组，以便对多个被测物A进行质量、质心、宽度或长度进行测量。

工作时，滑动调整两平行滑轨51上的称重机构3、升降滚动机构2、测距机构1之间的间距来适应不同长度的被测物A，通过升降滚动机构2使被测物A在其上移动、升降，直至被测物A与称重机构3、测距机构1相接触，然后通过被测物A上的横滚***6对其水平度进行调整，再通过称重机构3、测距机构1将测得的被测物A的质量、长度和宽度数据送入控制器4中，经控制器4得出被测物A的质心位置，从而完成被测物A质量、质心、长度和宽度的测量。

现以被测物A为圆柱体为例，进行下列质量、长度、质心位置计算：

图5、图6、图7中的各字母定义如下：

L：被测物A的长度，单位：mm；

G：被测物A的质心，单位：mm；

G1、G2、G3、G4：分别为二台称重机构3对应四个称重传感器获得的被测物A的四个质量数值，单位：kg；

G1′、G2′、G3′、G4′：分别为二台称重机构3对应四个称重传感器获得的被测物A转动90°时的四个质量数值，单位：kg；

Xc：质心0至被测物A右端的距离，单位：mm；

Yc：质心0至被测物A水平对称面轴线（或质心G至X轴）的距离，单位：mm；

Zc：质心0至被测物A垂直对称面轴线（或质心G至Z轴）的距离，单位：mm；

L1：左、右二台称重机构3上的称重传感器之间的距离，单位：mm；

L2：一台称重机构3上的二个称重传感器之间的距离，单位：mm；

L3：右侧称重机构3上的二个称重传感器与被测物A右端的距离，单位：mm；

L4：左侧称重机构3上的二个称重传感器与被测物A左端的距离，单位：mm；

被测物A的质心可理解为在X、Y、Z轴坐标内的一个等效点，具体体现在四个称重传感器显示出不同的重量值G1、G2、G3、G4，将四个传感器空间位置尺寸代入，根据力矩平衡原理计算得出质心位置Xc、Yc、Zc值；

被测物A质量G=G1+G2+G3+G4，单位为kg；

被测物A总长L=L1+L3+L4，单位为mm；

质心0至被测物A右端的距离Xc=（G1+G2）×L1÷G+L3，单位为mm；

质心0至被测物A水平对称面轴线Yc=( G1′+G3′-G2′-G4′) ×(L2÷2) ÷( G1′+G2′+G3′+G4′) ，单位为mm；

质心0至被测物A垂直对称面轴线Zc= （G2+G4-G1-G3）×(L2÷2) ÷G，单位为mm；

从而获得质心0位置。

Claims (9)

1.一种自动测量物体质量、质心、长度和宽度的装置，它包括间隔设于基座上的两平行滑轨，其特征在于两平行滑轨上设有称重机构、升降滚动机构、测距机构，以及卡设于被测物上的横滚***，并在基座一侧设有与称重机构、升降滚动机构、测距机构电连接的控制器。

2.根据权利要求1所述的自动测量物体质量、质心、长度和宽度的装置，其特征在于所述基座为水平设置的长条矩形体，两平行滑轨对称设于基座上，两平行滑轨的长度与基座长度相适应，两平行滑轨为工字型钢轨。

3.根据权利要求1所述的自动测量物体质量、质心、长度和宽度的装置，其特征在于所述称重机构包括称重底座，该称重底座设为门形座，门形座的两侧板底端分别设有与两平行滑轨滑动配接的滑槽，称重底座上部设有支架，该支架由设于称重底座上部一端的立板以及连接立板与称重底座的斜杆构成，立板顶部设有向称重底座另一端伸出的水平板，水平板上对称设有两个支撑球头，两个支撑球头底部设有称重传感器，称重传感器通过导线与控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的自动测量物体质量、质心、长度和宽度的装置，其特征在于所述支架宽度与称重底座宽度相适应，支架上的两个支撑球头设为尼龙球头。

5.根据权利要求1所述的自动测量物体质量、质心、长度和宽度的装置，其特征在于所述测距机构设为两台，每一台测距机构均包括测距底座，该测距底座设为门形座，门形座的两侧板底端分别设有与两平行滑轨滑动配接的滑槽，测距底座上的一端中部设有靠尺，其中一台测距机构的测距底座一侧通过水平板设有测距发射器，另一台测距机构的测距底座一侧通过水平板设有测距接收器。

6.根据权利要求1所述的自动测量物体质量、质心、长度和宽度的装置，其特征在于所述升降滚动机构包括底座，该底座设为门形座，门形座的两侧板底端分别设有与两平行滑轨滑动配接的滑槽，底座上部设有升降组件，升降组件上设有顶板，顶板上对称设有两个框架，两个框架上分别设有对应的支撑滚轮，其中一个支撑滚轮的轮轴与动力机输出轴相连。

7.根据权利要求6所述的自动测量物体质量、质心、长度和宽度的装置，其特征在于所述升降组件包括设于底座中部的动力缸缸座，该动力缸的活动杆上端固定在顶板上，位于动力缸缸座两侧的底座上分别设有导向套，每一个导向套内活动插有导向杆，每一根导向杆上端固定在顶板上。

8.根据权利要求1所述的自动测量物体质量、质心、长度和宽度的装置，其特征在于所述横滚***包括中心设水平仪的横杆，设于横杆两端并与之垂直的立杆。

9.根据权利要求1所述的自动测量物体质量、质心、长度和宽度的装置，其特征在于一台所述称重机构、一台升降滚动机构、二台测距机构、一个横滚***组成一组。

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