具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1～图5所示，一种大型无人机重量重心测量工装，包括吊梁1、可拆卸式固定在吊梁1上侧的吊梁转接件3以及固定在吊梁1下侧的多个机体固定件2；所述机体固定件2上设置有多个固定螺钉4，所述固定螺钉4的杆部末端向下活动贯穿机体固定件2；所述吊梁转接件3上设置有主吊孔5。

本发明所设计的工装使用时，将其放置在大型无人机的一侧，优选地其轴线与无人机飞行方向一致，且位于机身上侧；然后用固定螺钉与无人机机身上的对应的孔位进行固定。通过起吊主吊孔5，结合吊挂绳上的称重传感器即可获得无人机与工装组合体的重量，然后减去工装的重力即可获得无人机自身的重量。

本发明设计的工装结构简单、制造成本低。通过吊挂方式来称量无人机，其不受限于无人机的体积，在仅需加强工装强度、吊挂绳强度的基础上，其可用于称量各种尺寸、形状的无人机，提升了无人机称量的方便性。

同时，基于此工装可以采用重力悬挂法来找寻无人机的重心，能提升无人机，特别是大型无人机重心确定的方便性、低成本性。

实施例2

如图1～图5所示，一种大型无人机重量重心测量工装，包括吊梁1、可拆卸式固定在吊梁1上侧的吊梁转接件3以及固定在吊梁1下侧的多个机体固定件2；所述机体固定件2上设置有多个固定螺钉4，所述固定螺钉4的杆部末端向下活动贯穿机体固定件2；所述吊梁转接件3上设置有主吊孔5。

其中，所述吊梁转接件3通过主紧固结构可拆卸式固定在吊梁1上，所述主紧固结构包括主螺栓6、主螺母7和设置在吊梁1上的螺栓过孔8，所述主螺栓6的杆部末端贯穿吊梁转接件3以及螺栓过孔8后与主螺母7螺纹连接。

进一步地，所述吊梁转接件3为U形结构，其开口朝下，且吊梁1上侧插入其开口中，所述主螺栓6的杆部末端贯穿吊梁转接件3的一侧、螺栓过孔8以及吊梁转接件3的另一侧后与主螺母7螺纹连接；

吊梁转接件3的顶部中间部位外凸成主耳板9，所述主吊孔5设置在主耳板9上。

进一步地，在所述螺栓过孔8中同轴安装有向心关节轴承10，所述向心关节轴承10的内孔与主螺栓6的光杆部配合。

进一步地，如图4所示，在所述主螺栓6位于向心关节轴承10和主螺母7之间设置有套设在主螺栓6上的套筒11，所述套筒11的一端与向心关节轴承10内圈抵接，其另一端通过主平垫圈12与主螺母7抵接。向心关节轴承10远离套筒11的一端优选地抵接在主螺栓6的轴肩上，本发明不仅通过主螺母7、主平垫圈12、套筒11以及主螺栓6的轴肩对向心关节轴承10进行轴向定位，还通过上述部件将吊梁转接件固定在吊梁9上，一部件多功能使用。向心关节轴承10的设置，以使吊梁转接件和吊梁9可在一定角度范围内作倾斜运动，即调心运动，以便于在吊梁转接件上的孔体和吊梁9上的螺栓过孔8同心度较小时，仍能正常安装、工作。

起吊时，将吊挂绳穿设在主吊孔5上。称重时，可以只配一个吊梁转接件3；测量重心时，可以采用一个吊梁转接件3，每吊挂完一个位置，则将其更换到下一个位置进行吊挂；也可以根据吊挂的位置数量配置对应数量的吊梁转接件3，例如需要吊挂三次时，如图3所示。

进一步地，所述机体固定件2的底面内凹成轴线平行于吊梁1轴线的圆柱弧形面，在圆柱弧形面上贴合有垫片14；

所述机体固定件2底部的两侧沿吊梁1径向向外延伸成侧外延部13，所述固定螺钉4的杆部末端向下依次活动贯穿侧外延部13和垫片14。

圆柱弧形面的设置用于更大工装与机体的接触面，提升无人机起吊时与工装的同步性。垫片14的设置消除了工装与机体之间的间隙，提升了工装与机体刚性连接为一体的稳定性。

进一步地，所述机体固定件2通过侧连接结构固定在吊梁1上，所述侧连接结构包括侧螺栓15、侧螺母16、侧弹簧垫圈17、侧平垫18、设置在吊梁1上的侧螺栓过孔19以及设置在机体固定件2的顶部的供吊梁1插入的安装槽20，如图5所示；

所述侧螺栓15的杆部末端依次穿过侧弹簧垫圈17、机体固定件2的一侧、侧螺栓过孔19、机体固定件2的另一侧以及侧平垫18后与侧螺母16螺纹连接。

为了避免出现由于加工及装配误差而引起固定螺钉4无法装配的情况，优选地将侧螺栓过孔设置成腰型孔，其最长径平行于吊梁轴线；优选地，机体固定件2上与侧螺栓配合的孔为腰型孔，其最长径垂直于吊梁轴线。这样可以沿着吊梁的轴线方向、竖向方向调节机体固定件的位置，以使其与实际的装配位置一致，提升本发明装配的便利性。

进一步地，在所述吊梁1下侧的中间部位设置有中固定件21，所述中固定件21底部的两侧沿吊梁1径向向外延伸成中外延部，其顶部的两侧沿着吊梁的轴线向外延伸成耳板，六角螺钉22的杆部末端穿过耳板后与吊梁1螺纹连接；

中间固定件21的底面内凹成轴线平行于吊梁1轴线的圆柱弧形面，在圆柱弧形面上贴合有垫片14，中螺钉22的杆部末端向下依次活动贯穿中外延部和垫片14。

中外延部上设置有固定螺钉4，固定螺钉4的杆部末端向下活动贯穿中外延部以及垫片14后与机体连接。

为了保证无人机与工装安装后的相对位置在机体固定件处以及中间固定件21处，这各个不同的挂点保持一致性，优选地中间固定件21通过销钉进行定位在吊梁1下侧，再用六角螺钉22进行固定。

同时，为了减重，优选地在吊梁上设计了减重孔23，在满足工装使用性能的前提下，最大程度的进行了减重设计。

综上，本发明中的工装的设计，基于腰圆孔消除了零件加工和装配误差，便于装配以及后续与无人机机体的固连，提升了操作便利性；并进行了最大限度的减重，满足使用要求的同时，完成了零件的集成。

实施例3

一种大型无人机重量测量方法，包括如下内容：先确定上述工装的重力；然后将此工装放置在大型无人机上方，然后将固定螺钉4与无人机上的螺纹孔螺纹连接；接着起吊工装，将大型无人机吊起，然后根据起吊的拉力值减去工装的重力得到大型无人机的重力。

实施例4

一种大型无人机重心测量方法，包括如下内容：

S1、确定上述工装的重量、重心位置以及吊梁转接件3在吊梁上的三处固定位置中主吊孔5的位置，三处主吊孔位置依次为B点、C点和D点，将工装简化成矩形结构，B点、C点和D点位于此矩形结构上同一轴线上，如图6～8所示；优选地直接通过吊挂绳上的称重传感器即可获得工装和无人机组合体的重量，再除去工装重量即可得到无人机自身的重量；

S2、将工装放置在大型无人机上方，然后将固定螺钉4与无人机上的螺纹孔螺纹连接，以将工装与机身刚性连接，形成无人机与工装组合体；

S3、在无人机与工装组合体上设定原点A、过点A且平行于工装轴线的直线为X轴、垂直于此X轴的竖直向上的直线为Y轴建立平面坐标系XAY，优选地采用激光跟踪仪对机身加强框上的固定点A进行坐标定位；

S4、根据S1中确定的工装的重心位置(x₁,y₁)、三处主吊孔：B点、C点和D点位置，将其转换到平面坐标系XAY中，确定工装的重心坐标、B点、C点和D点的坐标，优选地，直接通过激光跟踪仪分别定位B、C、D点的相对A点的位置坐标；

S5、分别由吊梁转接件3在吊梁上的B点、C点和D点起吊无人机与工装组合体，并获得各个起吊状态下吊绳与工装轴线之间的夹角，夹角依次为α、β和γ，优选地由旋转编码器测定吊绳与工装间的夹角α、β、γ；

S6、根据各个起吊状态下的主吊孔5坐标以及对应的吊绳与工装轴线之间的夹角，确定各个吊绳所在虚拟直线在平面坐标系XAY中的直线方程，B点、C点和D点对应的虚拟直线依次为L_B、L_C、L_D：

基于直线方程y＝kx+b，其中k为夹角的正切值，将B点、C点和D点的坐标值(x,y)带入直线方程，则可以分别求得虚拟直线L_B、L_C、L_D的b值，继而确定各个虚拟直线的k值和b值，明确各个虚拟直线的直线方程，如图9所示；

S7、基于各个吊绳所在虚拟直线的直线方程求两两虚拟直线相交的交点坐标，将各个交点沿顺时针或者逆时针依次连接形成一个三角，基于三角形的结合中心计算公式，即可确定此三角形的几何中心坐标(△EFG的几何中心坐标为三个顶点坐标的算术平均值)，此几何中心坐标即为无人机与工装组合体的重心位置(x₂,y₂)；求解方式为：将三条虚拟直线的直线方程两两联立，可以得到虚拟直线L_C与虚拟直线L_B之间交点E的坐标、虚拟直线L_c与虚拟直线L_D之间交点F的坐标、虚拟直线L_B与虚拟直线L_D之间交点G的坐标；

S8、根据工装重心和重量、无人机和工装组合体的重心和无人机的重量即可计算出无人机的实际重心，计算方式如下：

令吊挂工装的重量为M_g；

吊挂工装的重心坐标为(x₁，y₁)；

测试计算后工装和无人机的重心坐标为(x₂，y₂)；

无人机的重量为M_f，

无人机的实际重心为(x₃，y₃)。

因为工装、无人机以及工装和无人机的组合体这三个部件的三个重心在一条直线上，见图10，故由吊挂工装的重心和组合体的重心可以得到直线方程，直线方程为：

又M_g(x₂-x₁)＝M_f(x₃-x₁-x₂+x₁)，

可得

将x₃代入直线方程，可以求出y₃，

故得到无人机的实际重心(x₃，y₃)。

本发明利用设计的工装及激光跟踪仪、旋转编码器和称重传感器等，悬挂三处吊点，形成三条相交的虚拟的直线，通过相交直线形成的三角形中心及工装理论重心即可计算出无人机重心。可通过增加悬挂点来提升测量精度。

本发明所设计的这种大型无人机重心测量方法，其无需采用造价高、测量复杂、操作难度大的测量装置；本发明直接基于吊梁并结合重力悬挂法即可获得无人机自身的重心；本发明在保证测量精度的同时，简化了测量工装和测试流程、降低了测量成本。

本发明运用于大型无人机，解决了大型无人机重量重心测量不便的技术问题，并基于上述计算方式，提高了悬挂法测量重心的精度，计算简单，适用性广泛。