JPH0564749U - ３次元重心測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 被検体をｘ軸方向でｘ軸回りに揺動自在に支
持し、そのｘ軸上の位置を含むと共に、それに直交する
ｚ軸上を移動するレーザ光発射体からレーザ光を発射し
て被検体に照射し、被検体上に鉛直線を直接書き込んで
重心位置を特定する。 【効果】 簡易な装置でありながら、被検体を測定位置
に置くのが容易であると共に、直接被測定物上に書き込
むことが出来て精度が向上する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、物体のｘ，ｙ，ｚ軸からなる３次元空間上の重心位置を測定する 装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

航空機の搭載部品など重量バランスを考慮して組み立てることを要求される部 品の場合には、予め３次元重心を測定して部品上ないしはその図面上で重心位置 を特定しておく必要がある。３次元重心は原理的には測定すべき物体（以下「被 検体」と称する）を１点で吊して吊り下げた位置から物体を通る鉛直線を求め、 次いで別の点で吊るして同様の鉛直線を求めれば、その交点が被検体の３次元上 の重心位置を示すことになる。

【０００３】 一般には図６に示す如く、測定が容易となる様に被検体１００の任意の平面、 同図において面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを基準面として選択し、その基準面が図面におい て平面図、正面図、側面図のいずれかになる様に、即ち基準面が水平面に対して 垂直になる様に糸１０２，１０４を調節してＤ，Ｅの２点で吊り下げる。そのと き被検体の３次元重心位置Ｇは鉛直平面Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｈの面内に位置することに なる。よって、かかる操作により別の平面を求めて交差する線を求め、更に別の 平面から交点を求めれば、重心位置Ｇを特定することができる。そこで、鉛直線 を出すために先端に重錘１０６を取りつけた糸１０８を糸１０２，１０４と同一 軸（ｘ軸）線上に位置させ、それをカメラ１１０で撮影して印画紙上に線ＤＨを 写す。次いで、別の２点Ａ，Ｉから同一の作業を行って印画紙上で線ＡＪを得て その交点Ｇ１（２次元重心位置）を求める。線Ｇ１・Ｇは平面ＡＢＣＤと垂直で あるので、被検体１００を９０度回転させてｙ軸方向から同様に第２の２次元重 心位置Ｇ２を測定すれば、３次元重心位置Ｇを図面上で特定することができる。

【０００４】 しかしながら、かかる手法によるときは、風、振動などにより被検体の揺れが 治まって静止するまで時間がかかり、また基準面を垂直に面出しするために糸１ ０２，１０４の微調整が面倒であり、また吊る個所を決めるのが被検体によって は困難であったり、更には被検体の重量分布が極端に偏っている場合には糸１０ ２（１０４）が弛んで糸１０８と並ばないため、測定が困難であった。更には、 印画紙を介して測定するため、縮小されてしまうこととなり、またカメラのレン ズの歪みなどもあって精度的にも十分なものではなかった。

【０００５】 そのため近時、特開昭６３─９８５３６号公報に記載される様に、３個の荷重 センサを用いて３次元重心を測定する技術も提案されている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、この提案技術の場合には３個の荷重センサを用いて行う複雑な 構成のものであり、また３次元重心位置を測定する技術を開示するのみであって 、測定された重心位置を図面ないしは被検体上に精度良く特定する技術は何等開 示するものではなかった。

【０００７】 従って、この考案の目的は上記した課題を解決することにあり、比較的簡易な 装置でありながら、被検体の、どの様な重量分布を備えるものであれ、３次元重 心位置を短時間に測定すると共に、その重心位置を被検体または図面上に精度良 く特定することができる３次元重心測定装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記した課題を解決するためにこの考案は例えば請求項１項に示す如く、物体 のｘ，ｙ，ｚ軸からなる３次元上の重心位置を測定する装置であって、被測定物 体をｘ軸とｙ軸上の対向する位置でそれぞれｘ軸とｙ軸回りとに揺動自在に支持 する支持手段と、及び前記ｘ軸とｙ軸のうちのいずれかの軸と同一の軸線上にお いて、それと直交するｚ軸（鉛直）方向に上下動自在に配置されると共に、前記 被測定物体の面上に該ｚ軸方向上の任意の点または線をマークするマーキング手 段とからなる如く構成した。

【０００９】

【作用】

簡易な装置でありながら、被検体を測定位置に置くのが容易であると共に、直 接被検体上に書き込むことが出来て精度が向上する。

【００１０】

【実施例】

以下、図面に即してこの考案に係る３次元重心測定装置の実施例を説明する。 図１はその装置の斜視図であり、図２はその上面図、図３はその正面図、図４は その側面図である。図において、この考案に係る３次元重心測定装置１０は大略 、炬燵櫓状のフレーム１２を備える。フレーム１２の上部には２本のレール１４ ，１４が対向して敷設され、それに沿ってｘ軸方向に滑動自在にスライダ１６が 取着される。スライダ１６には突起１８が備えられており、その突起１８と対向 する位置には第２の突起２０がフレーム１２の上辺１２ａから突出する様に設け られる。突起１８，２０は図１に示す様に、その間に被検体１００を挟持するた めのものである。即ち、被検体１００には図５に示す如く、予め被検体の製作時 に旋盤上で、またはその後に定盤上で、穴（ピンポイント）２４を３組（Ｋ，Ｋ ′，Ｍ，Ｍ′，Ｏ，Ｏ′で示す）加工しておき、被検体１００の大きさに応じて スライダ１６の位置を調節し、そのピンポイント２４に突起１８，２０を挿入し て両側から対向支持する様に構成する。その結果、被検体１００はｘ軸回りに揺 動自在に挟持される。

【００１１】 またフレーム１２の上辺１２ａと下辺１２ｂとは突起２０が突設された付近で 外方に張り出されており、その間にピラー２６が上下方向に架け渡され、そのピ ラー２６には上下（ｚ軸）方向に滑動自在にレーザ光発射体２８が装着される。 ここで特徴的なことの一つは、図２に良く示す如く、突起１８，２０，レーザ光 発射体２８がｘ軸方向において同一軸線上に配置されることである。正確に言え ば、突起１８，２０の尖端とレーザ光発射体２８のレーザ光軸とがｘ軸方向にお いて同一軸線上に配置される。更に、レーザ光発射体２８は、そのレーザ光軸が 今述べたｘ軸線上の位置を含み、かつそれと直交するｚ軸方向を移動自在に構成 され、図１に示す様に被検体１００上にレーザ光を照射して点または線をマーク できる様に構成されることである。尚、レーザ光発射体のレーザ光量は比較的弱 く、被検体１００上に位置を示す程度のものを使用し、具体的なマーキングは測 定者が投射されたレーザ光に沿ってマジックインキあるいはケガキなどで印を付 すことで行う。尚、図において符号３２はスライダ１６を固定するためのストッ パネジを示す。また装置下部には水準出しのためのアジャスタ３６が設けられる 。

【００１２】 次いで、本装置による測定動作を説明する。

【００１３】 先ず、図１に示す様に突起１８，２０間に被検体１００を支持する。図５を参 照して説明すると、具体的には、このとき基準面、例えば面ＡＢＣＤが装置に支 持されたとき正確に垂直（ｚ軸方向に平行）になる様にピンポイント２４の中、 Ｋ，Ｋ′の組を選んで被検体１００を支持して鉛直線Ｌを測定する。前記の如く 、ピンポイント２４（Ｋ，Ｋ′）に突起尖端を挿入して支持することから被検体 １００はｘ軸回りに自由に揺動自在であり、糸の微調整などを必要とせず、被検 体１００は直ちに静止する。またレーザ光発射体２８は前述の如く支持したピン ポイントからｚ軸方向を上下動する様に構成されていることから、位置Ｋから始 まる鉛直線Ｌを容易に指示することができ、測定者がそれに基づいて被検体１０ ０の上に鉛直線Ｌをマークする。次いでピンポイント２４のＭ，Ｍ′の組で支持 し、鉛直線Ｎをマークして交点Ｇ１を求める。次いで被検体を９０度回転させ、 ｙ軸面に穿設されたピンポイント２４のＯ，Ｏ′の組で支持して鉛直線Ｐを求め る。Ｇ１と重心位置Ｇを結ぶ線Ｑは基準面（面ＡＢＣＤ）に直交することから、 Ｇ１と線Ｐとの交点Ｇ２を求めることができ、この２次元重心Ｇ１，Ｇ２の位置 から重心位置Ｇを特定することができる。最後に、図面に２次元重心Ｇ１，Ｇ２ を書き込んで終了する。

【００１４】 本実施例は上記の如く構成したので、測定時に被検体の静止を待つ時間が殆ど 必要ではなく、また基準面出しに関わる糸の微調整、吊る位置の探索なども最早 必要ではないため、測定時間が大幅に短縮する。更に、被検体の重量分布が偏っ ている場合でも測定に支障はなく、更に特開昭６３−９８５３６号公報記載の技 術に比べても装置として簡易であると共に、重心位置を被検体上に直接書き込む ことができ、また即図面に反映することができて精度が大幅に向上する。またレ ーザ光を利用したことから、被検体上に所要の位置を正確に指示することができ る。

【００１５】 尚、上記した実施例において、投射されたレーザ光に従って測定者が表面にマ ークしたが、感光剤を被検体表面に塗布したり感光紙を被検体表面に貼りつけて て自動的にマークする様にしても良い。熱転写技術を用いて同様に処理しても良 い。更にはレーザ光の光量を強めて直接被検体上にマークさせても良く、更には レーザ光に代えて紫外線照射、ノズル噴射、ボールを当てて痕跡を付けるなどし ても良い。

【００１６】

【考案の効果】

請求項１項にあっては、物体のｘ，ｙ，ｚ軸からなる３次元上の重心位置を測 定する装置であって、被測定物体をｘ軸とｙ軸上の対向する位置でそれぞれｘ軸 とｙ軸回りとに揺動自在に支持する支持手段と、及び前記ｘ軸とｙ軸のうちのい ずれかの軸と同一の軸線上において、それと直交するｚ軸（鉛直）方向に上下動 自在に配置されると共に、前記被測定物体の面上に該ｚ軸方向上の任意の点また は線をマークするマーキング手段とからなる如く構成したので、簡易な構成であ りながら被検体を測定位置に容易において短時間で重心位置を測定できると共に 、直接被測定物上に書き込むことができるので、精度が向上する。

【００１７】 請求項２項記載の装置にあっては、前記マーキング手段が、レーザ光を用いる ものである如く構成したので、被測定物上に正確に所要位置を示すことができる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る３次元重心測定装置の斜視図で
ある。

【図２】図１装置の上面図である。

【図３】図１装置の正面図である。

【図４】図１装置の側面図である。

【図５】被検体のピンポイント位置と測定動作を示す説
明図である。

【図６】従来技術の測定動作を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ ３次元重心測定装置 １２ フレーム １６ スライダ １８，２０ 突起 ２４ 穴（ピンポイント） ２８ レーザ光発射体

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体のｘ，ｙ，ｚ軸からなる３次元上の
   重心位置を測定する装置であって、 ａ．被測定物体をｘ軸とｙ軸上の対向する位置でそれぞ
   れｘ軸とｙ軸回りとに揺動自在に支持する支持手段と、 及び ｂ．前記ｘ軸とｙ軸のうちのいずれかの軸と同一の軸線
   上において、それと直交するｚ軸（鉛直）方向に上下動
   自在に配置されると共に、前記被測定物体の面上に該ｚ
   軸方向上の任意の点または線をマークするマーキング手
   段と、 からなることを特徴とする３次元重心測定装置。
2. 【請求項２】 前記マーキング手段が、レーザ光を用い
   るものであることを特徴とする請求項１項記載の３次元
   重心測定装置。