Способ определения координаты центра масс объекта Советский патент 1993 года по МПК G01M1/12 

Изобретение относится к области космонавтики, в частности, к способу определения положения центра масс неизвестного объекта в условиях отсутствия сил земного притяжения, преимущественно с неразнесенными массами, например, на орбите для последующих исследований данного объекта. . -

Целью предложенного способа, определения координаты центра масс объекта является повышение точности и расширение эксплуатационных возможностей.

Предлагаемый способ определения координаты центра масс объекта реализован следующим образом.

Объект контроля М устанавливают на .платформе S и закрепляют. Платформа S опирается на упругие элементы К (расположенные на максимальном удалении относительно точки приложения возбуждающей силы во избежание больших величин виброперемещений максимально удаленных от точки приложения возбуждающей силы точек платформы), которые имеют одинаковую величину жесткости С. Упругие элементы К выполнены количеством п и расположены симметрично точки О приложения возбуждающей силы P(t). Колебания платформы S вдоль линии действия силы P(t) осуществляются с заданной частотой, обеспечивающей стабилизацию величин виброперемещений всех точек платформы S в момент времени ti, относительно нейтрального (статического) положения платформы и ее контрольных точек. При установившемся перемещении платформы S определяют величины вибро- перемещений точек платформы ai, аа,.... ai, расположенных симметрично точки О, по количеству равных N, и из N точек определяют две (точки А и В, фиг. 1), лежащие .симметрично точки О (на оси. проходящей через точку О), величины виброперемеще00

го о ю

СП

о

ний которых соответственно равны амакс и амин. При условии расположения всех N точек на расстоянии I от точки О приложения возбуждающей силы P(t) координата X положения центра масс объекта (О1) в проёк- ции на плоскость платформы S вычисляется по формуле:

амакс 21 Змакс Эмин

где амакс- максимальная величина виброперемещений одной точки (точки А);

амин - минимальная величина виброперемещений другой точки (точки В);

21 - расстояние между двумя точками с максимальной и минимальной величиной виброперемещений (между точками А и В).

В случае, когда величина амин будет отрицательной, то есть, лежать в противофазе с амакс, необходимо, во избежание ошибок в определении координаты X, изменить характеристики возбуждения, например уменьшить частоту колебаний или увеличить жесткость динамической системы (пу- тем изменения жесткости пружин С), или включить в схему фазой нвертор.

Предлагаемый способ определения положения координаты центра масс объекта может быть реализован как в земных условиях, так и в условиях отсутствия сил земного тяготения, в частности в невесомости. В земных условиях величины виброперемещений подставляются в расчетную формулу с обратным знаком.

Использование предлагаемого способа наиболее эффективно в условиях невесомости, когда определение положения центра

0

5

0

5

0

5

масс объекта известными способами связано с техническими трудностями или практически невозможно.

Формула изобретения Способ определения координаты центра масс объекта, заключающийся в том, что объект устанавливают на подпружиненную к основанию платформу, регистрируют параметры, характеризующие отклонение от параллельности платформы и основания и по ним определяют координаты центра масс объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения эксплуатационных возможностей, объект закрепляют на платформе, возбуждают колебания платформы, в качестве параметров, характеризующих отклонение от параллельности, .регистрируют величину виброперемещений в N точках, расположенных симметрично относительно точки приложения возбуждающей силы, определяют точки с максимальной и минимальной величиной виброперемещений, а координату положения центра масс объекта относительно точки с максимальной величиной виброперемещений определяют по формуле

v . Знаке 21

амакс Ь Эмин

гдеамакс-максимальная величина виброперемещений одной точки;

амин - минимальная величина виброперемещений другой точки;

21 - расстояние между двумя точками с максимальной и минимальной величиной виброперемещений.

Использование: для определения центра масс объекта в условиях невесомости. Сущность: объект контроля устанавливают на платформе и закрепляют. Возбуждают колебания платформы и определяют величины виброперемещений в точках, равномерно и симметрично расположенных относительно точки приложения возбуждающей силы. Координату X положения центра масс объекта в проекции на плоскость платформы определяют по формуле: X л ) M3Kv п--, где атаке - максимальная веЭмакс т Змин /гичина виброперемещений одной из контролируемых точек, амин - минимальная величина виброперемещений другой из контролируемых точек, 21 - расстояние между двумя точками с максимальной и минимальной величиной виброперемещений. 1 ил.