СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ЦЕНТРА МАССЫ ОБЪЕКТА Российский патент 1997 года по МПК G01G19/14 

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для определения положения центра масс различных изделий.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ определения координат центра массы объекта, заключающийся в шарнирном соединении объекта одной точкой с первой опорой, а другой точкой через динамометр со второй опорой, установке объекта в горизонтальное положение и измерении весовой нагрузки [1]
Данный способ обеспечивает определение только одной координаты массы объекта, что ограничивает область его применения.

Целью изобретения является повышение эффективности за счет определения координат центра массы объекта произвольной формы.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, заключающемся в шарнирном соединении объекта одной точкой с первой опорой, а другой точкой - через динамометр со второй опорой, установке объекта в горизонтальное положение и измерении весовой нагрузки, первую опору закрепляют неподвижно, наклоняют объект относительно этой опоры, измеряют угол его наклона и весовую нагрузку наклонного объекта, а координаты центра массы определяют по формуле:

где X горизонтальная координата центра массы;
Y вертикальная координата центра массы;
α - угол наклона объекта;
L_x расстояние между опорами по горизонтали;
L_y расстояние между опорами по вертикали;
R весовая нагрузка при горизонтальном положении объекта;
R' весовая нагрузка при наклонном положении объекта;
если неподвижная опора соответственно ниже и выше второй опоры.

На фиг. 1 изображен объект в момент определения весовой нагрузки при горизонтальном его положении; на фиг. 2 объект в момент определения весовой нагрузки при наклоне его на угол α.

Способ определения координат центра массы объекта осуществляется следующим образом.

Объект 1 двумя точками шарнирно соединяют с опорами, причем с опорой, например, в виде грузоподъемного устройства 2 соединяют через динамометр 3. Вторую опору 4 закрепляют неподвижно. Устанавливают объект в горизонтальное положение, снимая показания динамометра 3, определяют весовую нагрузку R. Затем грузоподъемным устройством 2 устанавливают объект в наклонное на заданный угол a положение. Снимают показания динамометра 3, определяя весовую нагрузку при наклонном положении объекта.

Координаты центра масс вычисляют по формуле:

где X горизонтальная координата центра массы;
Y вертикальная координата центра массы;
L_x расстояние между опорами по горизонтали;
L_y расстояние между опорами по вертикали;
α - угол наклона объекта, рекомендуется в пределах 10-45^o;
G вес объекта;
R весовая нагрузка, действующая на перемещаемую опорную точку при горизонтальном положении объекта;
R' весовая нагрузка, действующая на перемещаемую опорную точку при наклонном на угол α положении объекта;
для случая, когда перемещаемая опорная точка объекта расположена выше опорной точки поворота;
для случая, когда перемещаемая опорная точка объекта расположена ниже опорной точки поворота.

Если вертикальная координата центра масс Y имеет знак "+", то центр масс расположен выше опорной точки поворота, если вертикальная координата центра масс Y имеет знак "-", то центр масс расположен ниже точки поворота.

Сущность изобретения: объект 1 шарнирно соединяют одной точкой с первой опорой 4, а другой точкой - через динамометр 3 со второй опорой, например грузоприемным устройством 2. Первую опору 4 закрепляют неподвижно. Устанавливают объект сначала в горизонтальное положение, а затем его наклоняют относительно первой опоры 4. Измеряют весовые нагрузки в горизонтальном и наклонном положениях, а координаты центра массы определяют по расчетным формулам. 2 ил.

Способ определения координат центра массы объекта, заключающийся в шарнирном соединении объекта одной точкой с первой опорой, а другой точкой - через динамометр с второй опорой, установке объекта в горизонтальное положение и измерении весовой нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет определения координат центра массы объекта произвольной формы, первую опору закрепляют неподвижно, наклоняют объект относительно этой опоры, измеряют угол его наклона и весовую нагрузку наклоненного объекта, а координаты центра массы определяют по формулам


где X горизонтальная координата центра массы;
y вертикальная координата центра массы;
α -угол наклона объекта (рекомендуется в пределах 10 45^o);
L_x расстояние между опорами по горизонтали при горизонтальном положении объекта;
L_y расстояние между опорами по вертикали при горизонтальном положении объекта;
G вес объекта;
R весовая нагрузка при горизонтальном положении объекта;
R' весовая нагрузка при наклонном положении объекта;
для случая, когда неподвижная опора ниже второй опоры;
для случая, когда неподвижная опора выше второй опоры.