【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工件质心测量，尤其涉及一种工件质心测量装置、方法、计算机设备及系统。
技术介绍
1、在整车和飞机的工件研发制造过程中，质心参数是关键参数，其对运动性能和安全性能有着直接的影响，所以对质心参数的参数标定和测量是至关重要的工作，也是研发制造过程中必不可少的重点测量工作。
2、当前在对工件进行质心测量过程中，由于一些待测工件的体积和重量较大，多采用称重计算法进行质心测量。称重计算法是指采用多台称托起待测工件，利用重量示值加权计算出质心的大致位置，该种方法只能粗略的计算出待测工件在水平x和y方向上的质心坐标值，难以计算出待测工件在竖直z方向上的质心坐标值，存在质心测量不够精确的问题。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供一种工件质心测量装置、方法、计算机设备及系统，以解决大型工件质心测量不够精确的问题。
2、本专利技术实施例提供一种工件质心测量装置，包括水平工作台、支撑架组、横梁、定标球体组和悬挂组件；
3、所述支撑架组设置在所述水平工作台上，包括相对设置的两个支撑架；
4、所述横梁架设在两个所述支撑架上；
5、所述定标球体组包括至少三个定标球体，所述定标球体沿z轴方向设置在所述支撑架上；
6、所述悬挂组件设置在所述横梁上，所述悬挂组件上设有悬挂点，用于悬挂待测工件。
7、优选地，任一所述支撑架上设有x轴坐标光栅，所述横梁上设有y轴坐标光栅。
8、优选地，所述悬挂组件包括吊环和工
9、所述吊环套装在所述横梁上，所述吊环上设有所述悬挂点；
10、所述工件吊绳一端装配在所述悬挂点上，另一端用于固定待测工件。
11、本专利技术实施例还提供一种工件质心测量方法，包括：
12、基于上述工件质心测量装置构建平台坐标系，获取平台坐标系下，所述水平工作台的平面法线矢量和悬挂点坐标；
13、将所述待测工件装配在悬挂组件上，获取所述待测工件对应的重垂线；
14、在所述待测工件处于第一悬吊姿态和第二悬吊姿态时，分别对所述重垂线进行坐标转换，获取第一悬吊姿态对应的第一空间直线和第二悬吊姿态对应的第二空间直线；
15、将所述第一空间直线与所述第二空间直线的交点坐标，确定为待测工件的质心坐标。
16、优选地，所述基于上述工件质心测量装置构建平台坐标系，获取平台坐标系下，所述水平工作台的平面法线矢量和悬挂点坐标，包括：
17、基于上述工件质心测量装置中的水平工作台和定标球体组，构建平台坐标系；
18、基于所述平台坐标系，获取所述水平工作台的平面法线矢量和所述悬挂点对应的悬挂点坐标。
19、优选地，所述在所述待测工件处于第一悬吊姿态和第二悬吊姿态时，分别对所述重垂线进行坐标转换，获取第一悬吊姿态对应的第一空间直线和第二悬吊姿态对应的第二空间直线包括：
20、从所述待测工件中选定不在同一直线上的三个定点作为目标测量点；
21、在所述待测工件处于第一悬吊姿态时，基于所述目标测量点，构建所述第一悬吊姿态对应的第一工件坐标系，获取所述平台坐标系与所述第一工件坐标系之间的第一坐标转换矩阵，基于所述第一坐标转换矩阵对所述重垂线矢量进行坐标转换，获取第一工件坐标系下的第一空间直线；
22、在所述待测工件处于第二悬吊姿态时，基于所述目标测量点，构建所述第二悬吊姿态对应的第二工件坐标系，获取所述平台坐标系与所述第二工件坐标系之间的第二坐标转换矩阵，基于所述第二坐标转换矩阵对所述重垂线矢量进行坐标转换，获取第二工件坐标系下的第二空间直线。
23、优选地，所述基于所述目标测量点，构建所述第一悬吊姿态对应的第一工件坐标系，获取所述平台坐标系与所述第一工件坐标系之间的第一坐标转换矩阵，基于所述第一坐标转换矩阵对所述重垂线矢量进行坐标转换，获取第一工件坐标系下的第一空间直线，包括：
24、基于所述目标测量点，采用最佳拟合法拟合获取第一工件坐标系；
25、根据所述目标测量点在所述第一工件坐标系下的坐标和平台坐标系下的坐标，获取所述平台坐标系与所述第一工件坐标系之间的第一坐标转换矩阵；
26、选取所述平台坐标系下重垂线上任意两点作为第一坐标转换点，将两个所述第一坐标转换点输入所述第一坐标转换矩阵，获取第一工件坐标系下的两个第一空间直线坐标，根据所述第一空间直线坐标，获取第一空间直线方程；
27、所述基于所述目标测量点，构建所述第二悬吊姿态对应的第二工件坐标系，获取所述平台坐标系与所述第二工件坐标系之间的第二坐标转换矩阵，基于所述第二坐标转换矩阵对所述重垂线矢量进行坐标转换，获取第二工件坐标系下的第二空间直线，包括：
28、基于所述目标测量点，采用最佳拟合法拟合获取第二工件坐标系；
29、根据所述目标测量点在所述第二工件坐标系下的坐标和平台坐标系下的坐标，获取所述平台坐标系与所述第二工件坐标系之间的第二坐标转换矩阵；
30、选取所述平台坐标系下重垂线上任意两点作为第二坐标转换点，将两个所述第二坐标转换点输入所述第二坐标转换矩阵，获取第二工件坐标系下的两个第二空间直线坐标，根据所述第二空间直线坐标，获取第二空间直线方程。
31、优选地，所述将所述第一空间直线与所述第二空间直线的交点坐标，确定为待测工件的质心坐标包括：
32、联立所述第一空间直线方程与所述第二空间直线方程求解，获取第一空间直线与所述第二空间直线的交点坐标，将所述交点坐标确定为待测工件的质心坐标。
33、本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机设备执行所述计算机程序时实现上述的工件质心测量方法。
34、本专利技术实施例还提供一种工件质心测量系统，包括上述的工件质心测量装置、上述的计算机设备、测量仪器和坐标数显器；
35、所述测量仪器，用于测量所述水平工作台、定标球体组、悬挂组件和待测工件的位置信息，并将所述位置信息传输至计算机设备，使所述计算机设备根据所述位置信息计算出待测工件的质心坐标；
36、所述坐标数显器，用于测量所述悬挂组件的平面坐标，并将所述平面坐标传输至计算机设备，使所述计算机设备根据所述平面坐标确定所述悬挂点坐标；
37、所述计算机设备，用于根据所述位置信息计算得到待测工件的质心坐标。
38、优选地，所述测量仪器设置在所述工件质心测量装置的一侧，对所述水平工作台、定标球体组、悬挂组件和待测工件的位置信息进行非接触式测量；
39、所述坐标数显器与所述支撑架上的x轴坐标光栅和y轴坐标光栅电连接；
40、所述计算机设备，与所述测量仪器电连接。
41、本专利技术实施例所提供的工件质心测量装置、方法、计算机设备及系统，通过架设工件质心测量装置对待测工件进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种工件质心测量装置，其特征在于，包括水平工作台、支撑架组、横梁、定标球体组和悬挂组件；
2.根据权利要求1所述的工件质心测量装置，其特征在于，任一所述支撑架上设有X轴坐标光栅，所述横梁上设有Y轴坐标光栅。
3.根据权利要求1所述的工件质心测量装置，其特征在于，所述悬挂组件包括吊环和工件吊绳；
4.一种工件质心测量方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的工件质心测量方法，其特征在于，所述基于权利要求1-3任一项所述工件质心测量装置构建平台坐标系，获取平台坐标系下，所述水平工作台的平面法线矢量和悬挂点坐标，包括：
6.根据权利要求4所述的工件质心测量方法，其特征在于，所述在所述待测工件处于第一悬吊姿态和第二悬吊姿态时，分别对所述重垂线进行坐标转换，获取第一悬吊姿态对应的第一空间直线和第二悬吊姿态对应的第二空间直线包括：
7.根据权利要求6所述的工件质心测量方法，其特征在于，所述基于所述目标测量点，构建所述第一悬吊姿态对应的第一工件坐标系，获取所述平台坐标系与所述第一工件坐标系之间的第一坐标转换矩阵
8.根据权利要求7所述的工件质心测量方法，其特征在于，所述将所述第一空间直线与所述第二空间直线的交点坐标，确定为待测工件的质心坐标包括：
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机设备执行所述计算机程序时实现如权利要求4-8任一项所述的工件质心测量方法。
10.一种工件质心测量系统，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的工件质心测量装置、权利要求9所述的计算机设备、测量仪器和坐标数显器；
11.根据权利要求10所述的工件质心测量系统，其特征在于，所述测量仪器设置在所述工件质心测量装置的一侧，对所述水平工作台、定标球体组、悬挂组件和待测工件的位置信息进行非接触式测量；
...【技术特征摘要】
1.一种工件质心测量装置，其特征在于，包括水平工作台、支撑架组、横梁、定标球体组和悬挂组件；
2.根据权利要求1所述的工件质心测量装置，其特征在于，任一所述支撑架上设有x轴坐标光栅，所述横梁上设有y轴坐标光栅。
3.根据权利要求1所述的工件质心测量装置，其特征在于，所述悬挂组件包括吊环和工件吊绳；
4.一种工件质心测量方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的工件质心测量方法，其特征在于，所述基于权利要求1-3任一项所述工件质心测量装置构建平台坐标系，获取平台坐标系下，所述水平工作台的平面法线矢量和悬挂点坐标，包括：
6.根据权利要求4所述的工件质心测量方法，其特征在于，所述在所述待测工件处于第一悬吊姿态和第二悬吊姿态时，分别对所述重垂线进行坐标转换，获取第一悬吊姿态对应的第一空间直线和第二悬吊姿态对应的第二空间直线包括：
7.根据权利要求6所述的工件质心测量方法，其特征在于，所述基于所述目标测量点，构建所...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨付四，岳双成，邓志锋，韦永亮，梁建国，刘海波，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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