[发明专利]一种细长部件的质心测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种细长部件的质心测量装置及测量方法，特别适用于重量大、长度长的圆柱体飞行器质心位置的方便测量。

背景技术

例如飞行物体的质心位置影响自身飞行轨迹，因此质心位置的测量对于空间飞行器至关重要。

目前利用天平原理采用不平衡力矩法测量质心位置的装置均采用刀口支点在重心之下的结构，此种结构对于较大的物体，尤其是测量重量大、长度长的圆柱体飞行器的质心位置前，装置的平衡很难调整。

发明内容

本发明旨在提供一种细长部件的质心测量装置及测量方法，该质心测量装置的刀口支点在质心位置测量装置重心之上，利用重心在支撑轴下方时，如果偏离竖直方向，合力指向平衡位置，使之回归平衡的基本原理，实现测量重量大、长度长的细长部件，如圆柱体飞行器的质心位置前，整个装置易于快速调整平衡，方便测量，提高测量效率。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种细长部件的质心测量装置，其结构特点是，包括底板，装在底板上的左右两个侧支座，装在左右两个侧支座上的轴，以及装在轴上位于左右两个侧支座之间的偏心轮；左右两个侧支座内侧各设有一个侧挂板，每个侧挂板顶部装有一个主体定位在左右两个侧支座顶端的刀口，两个侧挂板底部通过托板固定相连，位于偏心轮之上的所述托板上设有用于放置细长部件的条形的主板，该主板的一端下部装有用于测量主板端部力F的顶尖，在主板的另一端装有调整主板水平度的水平调整机构；所述刀口下端面可随着偏心轮的转动而与所述侧支座顶端接触或分离。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

为了更均匀地支撑细长部件，所述主板的两个端部上装有用于支撑所述细长部件的支撑块。由此，细长部件支撑在主板的支撑块上，方便装卸。

作为一种具体的调整机构，所述水平调整机构包括固定在主板端部的吊块，装在吊块上水平布置的螺杆，以及装在螺杆上的至少一个砝码。由此，旋转螺杆上的砝码，可以调整砝码的位置，从而保证平衡状态。同时，也可以增减砝码数量来实现。

优选地，所述主板上装有显示主板水平度的水准仪。水准仪的气泡位于中心时，主板水平。

优选地，所述侧挂板顶部开有定位孔，所述侧支座顶端开有定位刀口的V形槽，所述刀口部分置于所述定位孔内。刀口落在侧支座顶端时，刀口的刀尖与V形槽均匀接触。

所述托板的安装位置为偏心轮顶面位于下止点时，托板与偏心轮顶面具有间隙，刀口下端面与所述侧支座顶端接触；偏心轮顶面位于上止点时，托板与偏心轮顶面接触，刀口下端面与所述侧支座顶端分离。

为了方便旋转偏心轮，所述侧支座外侧设有用于通过轴旋转偏心轮的扳手。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种利用上述细长部件的质心测量装置来测量细长部件质心的方法，已知细长部件重力G，顶尖到两个刀口之间连线的垂直距离L1；所述测量细长部件质心的方法包括如下步骤：

S1、旋转偏心轮，使偏心轮顶面位于下止点时与托板存在间隙，刀口定位于侧支座顶端并保持接触，此时通过水平调整机构使主板保持水平而处于平衡状态；

S2、旋转偏心轮，使偏心轮顶面与托板接触，且刀口脱离侧支座顶端，并将细长部件置于主板上，

S3、再次旋转偏心轮，使偏心轮顶面位于下止点时与托板存在间隙，且侧支座顶端与刀口的刀尖均匀接触，此时质心测量装置处于非平衡状态，即可利用顶尖测得主板端部力F，同时根据F*L1=G*L2，得质心O到两个刀口之间连线的垂直距离L2=F*L1/G，即得细长部件的质心位置。

作为一种具体的调节方式，所述水平调整机构包括固定在主板端部的吊块，装在吊块上水平布置的螺杆，以及装在螺杆上的至少一个砝码；所述主板上装有水准仪；在调整主板水平度时，旋转砝码使水准仪的气泡位于中心时，主板水平。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的质心测量装置的刀口支点在质心位置测量装置重心之上，利用重心在支撑轴下方时，如果偏离竖直方向，合力指向平衡位置，使之回归平衡的基本原理，实现了测量重量大、长度长的细长部件，如圆柱体飞行器的质心位置前，整个装置易于快速调整平衡，方便测量，提高了测量效率。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构原理图；

图2是图1的A—A剖视图；

图3是图1的俯视图。

具体实施方式