Способ определения положения центра масс объекта

 

Использование: в машиностроении для определения положения центра масс неизвестного объекта.. Сущность: объект устанавливают на платформе, подпружиненной к основанию, и закрепляют его, Возбуждают колебания платформы и регистрируют величину виброперемещений в точках, расположенных симметрично точке приложения возбуждающей силы. Определяют направление, в котором разность величин виброперемещений двух точек максимальная , и изменяют положение объекта вдоль этого направления в сторону точки с максимальной величиной вибролеремещений до ликвидации отклонения от параллельности платформы и основания, возникающей при расположении центра масс объекта над точкой приложения возбуждающей силы. 1 ил.

СОК)3 СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 М 1/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4849137/28 (22) 09,07.90 (46) 15.02,93. Бюл. N 6 (72) В.А.Комаров, В.Л.Кущ, Н.Ф.Хильченко и .В.Егоршев (об) Авторское свидетельство СССР

hl. 1350511, кл. G 01 M 1/12, 1989.

Авторское свидетельство СССР (ф 1355879, кл. G 01 М 1/12, 1985. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕИЯ ЦЕНТРА МАСС ОБЪЕКТА

7) Использование: в машиностроении для определения положения центра масс неизвестного объекта„Сущность. объект устаИзобретение относится к машиностроению, в частности к способам для определения положения центра масс неизвестного объекта, и может быть использовано применительно к области космонавтики, например, на орбите для исследований данного оръекта, Известен способ определения центра масс обьекта, предусматривающий измерение углов наклона изделия и перемещений крайних, относительно точки подвески, точек изделия. Но этим способом нельзя воспрльзовэться в условиях отсутствия земного тяготения (в условиях микрогравитации).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа. является способ определения координаты центра масс обьекта, заключающийся в том, что объект устанавливают на подпружинен„„Я2 „„1795317 А1 навливают нэ платформе, подпружиненной к основанию, и закрепляют его, Возбуждают колебания платформы и регистрируют величину виброперемещений в точках, расположенных симметрично точке приложения возбуждающей силы. Определяют направление, в котором разность величин виброперемещений двух точек максимальная, и изменяют положение объекта вдоль этого направления в сторону точки с максимальной величиной виброперемещений до ликвидации отклонения от параллельности платформы и основания, возникающей при расположении центра масс обьекта над точкой приложения возбуждающей силы, 1 ил, ную к основанию платформу. регистрируют параметры, характеризующие отклонение от параллельности платформы и основания, и по ним определяют положение центра масс объекта, Однако известный способ определени положения центра масс обьекта, выбранный в качестве прототипа, имеет следующие недостатки. Им нельзя воспользоваться в условиях отсутствия земного тяготения, когда обьект (тело) не обладает весом, а так же сложностью осуществления способа в условиях невесомости.

Целью изобретения является повышение точности и расширение эксплуатационных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения положения центра масс объекта. заключающемся в

1795317 том, что объект устанавливают на подпружиненную к основанию платформу регистрируют параметры, характеризующие отклонение от параллельности платформы и основания, и по ним определяют положение центра масс обьекта, обьект закрепляют на платформе, возбуждают колебания платформы, s качестве параметров, характеризующих отклонение от параллельности регистрируют величину виброперемещений в и точках, расположенных симметрично относительно точки приложения возбуждающей силы, определяют направление, в котором разность величин виброперемещений двух точек максимальная, изменяют положение величиной виброперемещений до ликвидации отклонения от параллельности платформы и основания, возникающий при расположении центра масс обьекта над точкой приложения возбуждающей силы, На чертеже изображена схема определения центра масс объекта по изменению величин виброперемещений при изменении положения объекта на подпружиненной платформе.

Предлагаемый способ определения положения центра масс объекта реализован следующим образом.

Объект контроля устанавливают на платформе и закрепляют. Платформа опирается на m упругих элементов, имеющих одинаковую жесткость С (С1 = С2 ... Ci), расположенных симметрично относительно точки О, к которой прикладывается возбуждающая сила P(t). При этом возбуждаются колебания платформы с заданной частотой в направлении оси Х. При установившихся колебаниях платформы последовательно измеряют величину виброперемещений во всех п контрольных точках, находящихся на одинаковом расстоянии I от точки О приложения возбуждающей силы P(t). Очевидно, что относительно точки О будет только две точки п1 и пг (А и В). в котором величины виброперемещений будут наиболее различаться, а разность их будет максимальной.

Это будет в случае, когда центр масс M объекта не лежит на оси Х (фиг.1,а}, а находится на некотором удалении от нее, а, следовательно и от точки О приложения возбуждаФормула изобретения

Способ определения положения центра масс объекта, заключающийся в том, что объект устанавливают на подпружиненную к основанию платформу, регистрируют параметры, характеризующие отклонение от ющей силы P(t). При этом условии величины виброперемещений à < и а двух точек А и В, находящихся на расстоянии I (при 11 = М от. точки О. будут различными, например, а1»

5 )» а2 (фиг.1,а).

При перемещении объекта контроля вдоль конкретного направления от точки А в сторону точки В на величину hJ (фиг.1,б), величины виброперемещений а и а2 изме10 нятся на определенную величину, а их соотношение будет а1 > az.

При последующем перемещении объекта контроля вдоль направления (оси) AOB a сторону точки В на величину hl (фиг,1,в), 15 величины виброперемещений а1 и ар вновь изменятся и станут, например, а = а2. В этом случае, при принятыхусловиях(С1= Сг и! = Iz), точки А и В сместились при колебаниях платформы на одинаковые величины. А

20 это возможно только при условии, когда линия действия возбуждающей силы P(t) проходит через точку, соответствующую центру масс М контролируемого объекта. Расположение центра масс объекта на оси Х, совпа25 дающей по направлению с линией действия возбуждающей силы P(t) будет вызывать только вертикальное плоско-параллельное (поступательное) смещение платформы с закрепленным на ней объектом контроля. При

З0 этом все упругие элементы будут сжиматься на одинаковую величину, а инерционные силы всех и точек будут равны между собой.

Таким образом, путем последовательных перемещений объекта по платформе в направлении оси AOB искусственно совмещаются известная координата (точка О приложения возбуждающей силы P(t)) и координата центра масс М этого объекта, лежащая на оси Х.

Предлагаемый способ определения положения центра масс объекта может быть реализован как в земных условиях, так и в условиях отсутствия гравитации. Использо45 вание данного способа наиболее эффективно в условиях невесомости, когда другими известными способами определить положение центра масс (в проекции на плоскость платформы) не представляется возможным.

50 параллельности платформы и основания, и по ним определяют положение центра масс обьекта, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности и расширения эксплуатационных возможностей, объект закрепляют на платформе. возбуждают ко1795317

Составитель В.Комаров

Техред M.Mîðråíòàë Корректор С.Шекмар

Редактор В.Фельдман

Заказ 424 Тираж Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 лебания платформы, в качестве параметров, характеризующих отклонение от параллельности, регистрируют величину виброперемещений в п точках, расположенных сИмметрично относительно точки приложения возбуждающей силы, определяют направление, в котором разность величины виброперемещений двух точек максимальна, изменяют положение объекта вдоль этого направления в сторону точки с максимальной величиной виброперемещений до ликвидации отклонения от параллельности платформы и основания, возникающей при расположении центра масс объекта над точкой приложения возбуждающей силы.