Устройство для определения центра тяжести тел Советский патент 1979 года по МПК G01M1/12 

Изобретение огносигсй к усгройсгвам для определения центра тяжести тел, особенно тел сложной конфигурации и неоднородной структуры, как например радиотехнические электронные приборы, ;установки и пр. ; Известен ряд устройств различной конструкции, позволяющих определять центр тяжести тел. Одни из известных устройств основаны на аналитическом вычислении центра тяжести по замеренным координатам , другие - на непосредственном отсчете j. Наиболее близким к данному изобретению техническим решением является устройство, имеющее раму-основание, снабженную поворотным столом, жестко укрепленную на горизонтальном валу, ось которого лежит в плоскости рамы З . Это устройство позволяет за одну установку определить три координаты центра тяжести исследуемого тела, но его положение дальше можно определить только расчетным путем. Еще одним из недо- .ртатков этого устройства является то, что перед началом измерения необходимо EUDKдый раз предварительно определять цеитр тяжести самого измерительного устройства, и, кроме того, измерение характеризуется недостаточной точностью из-за того, что составной частью конструкции устройства являются динамометры, кото- рые вносят допопиитепьную погрешность в результаты измерения. Целью изобретения является упроше|Иие конструкции устройства. Это достигается тем, что в уруройст|Ве для определения центра тя)ке@ти теп iсложной конфигурации, содержащем раму, укрепленную на горизонтально распояочкенном валу, Вращающемся в опорах, ось которого лежит в плоскости рамы, на противоположных поверхностях рамы паралельно одна другой укреплены плиты одинакового веса, связанные со средством, обеспечивающим их синхронное перемещение в противоположные стороны в направлении, перпендикулярном оси веша. На веркней ппиге поворотно относительно оси, перп8ндикул5фной ее поверхносги, установлен стол, на который нанесена координатная сетка, а к опоре вала прикреплен флажо с противовесом для отсчета координаты центра тяжести. На валу установлен фиксатор положения равновесия. На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на 4я1г. Ij на фиг. 3 и 4 - пришпш работы уст ройства. На раме 1, укрепленной на валу 2 при помощи шарикоподшипников 3, помещены плиты одинакового веса: верхняя 4 и ниж няя плита-балансир 5, которые можно перемещать по раме 1 в направлении, перпендикулярном оси вала, причем плиты пе ремещаются в противоположных направлениях на равные расстояния относительно оси симметрии. Такая кинематика конструкции устройства позволяет исключить вес плит при определении центра тяжести тела. Действительно, координата центра тяжести при перемещении двух плит одинакового веса на расстояние X относительно оси симметрии определяется из соотнощения5Pi-Xi Р/ХО- ЛХ)-Р (X -л) у г -1. V D . -к А р -«. р г- t f 2 Т.е. не изменится и при определении коор динат центра тяжести в расчет принимать ся не будет. К плите 4 и плите-балансиру 5 жестк прикреплены рейки 6 и 7 соответственно, которые соединены с рамой 1 конструкти ным соединением ласточкин хвост , что дает возможность плитам 4 и 5 перемещаться по раме 1, причем такое конструктивное соединение наиболее приемлемо дая относительно тяжелых тел, а при определении.центр а тяжести легких теп TaiKoe соединение может быть выполнено на шарикоподшипниках. Вся эта конструкция помещена в корпус 8, в котором укреплен свободно вращающийся вал 2 таким образом, что верхняя плита 4 будет находиться над стенками корпуса, либо вал 3 может быть укреплен на опорах. На-валу 2 жестко укреплена шестерня, которая входит в зацепление с рейками 6 и 7, Дальше будет рассмотрен первый вариант. На валу 2 укреплена рукоятка 9, при помощи которой осуществляют вращение вала 2i Подвижно на валу 2 укреплен фиксатор 10, который проходит в отверс тие корпуса 8 и входит в специальное гнездо 11 рамы 1. К стенке корпуса 8 прикреплен флажок 12с противовесом, который независимо, от положения корпуса будет занимать вертикальное положение. При помощи флажка 12 производят отсчет координат по координатной сетке 13, нанесенной на плиту 4. Для удобств определения координат центра тяжести на плите 4 можно поворотно укрепить стол 14 таким образом, чтобы его можно бьшр Поворачивать вокруг оси, перпендикулярной его плоскости, в этом случае шкала 13 будет нанесена на стол 14, но суммарный вес плиты 4 и стола 14 по-прежнему должен быть равен весу плитьГ 5. Центр тяжести тела определяют следующим образом. Тело 15 (фиг. 4), например прибор, помещают на плиту 4 и совмещают одну из сторон прибора с координатной сетки 13. Плита 4 наклоняется на некоторый угол (при этом фиксатор 1О выведен из гнезда 11) до соприкосновения с корпусом 8. Вращением рукоятки 9 поворачивают вал 2 и жестко закрепленную на нем шестерню, (жощли зубьями смещает относительно рамы 1 рейки 6 и 7 в разные стороны, при этом рейки 6 и 7 движутся по пазам рамы 1 вместе с плитами 4 и 5. Поворот рукоятки 9 проаолжают до тех пор, пока центр тяжести тела 15 не пересечет вертикальной плоен KOCTH, проходящей через вал 2. В этот момент рама 1 повернется на подшипниках 3 относительно вала 2 и займет гориасжтальное положение, этот момент регистрируется фиксатором 10. Затем флажком 12 отмечают расстояние на координатной сетке, на которое переместилась плита 4, например, в сантиметрах. Затем тело 15 поворачивают на любой другой угол или в случае, когда определяют центр тяжести прибора, удобнее поворачивать его на 90 , так как плоскости прибора расположены под углом 90 одна к другой, и снова находят линию, проходящую через центр тйжести. Пересечение линий дает сведения о положении центра тяжести в плоскости. Ппя пространственного определения положения центра тяжести прибор ставят на другую плоскость, перпендикулярную предыдущей, и определяют положение центра тяжести в этой плоскости. Пересечение двух перпендикуляров к этим плоскостям в точках координат найденного центра тяжести дае его пространственное расположение. Предлагаемое устройство просто по конструкции, позволяет непосредственно в линейных размерах определять положение центра тяжести тела, удобно в эксплуатации и в зависимости от величины исследуемого тела может быть выполнено в настольном варианте. Формула изобретения Устройство для определения центра тяжести тел сложной конфигурации, содержащее раму, укрепленную на горизонтально расположенном валу, вращающемся в опорах, ось которого лежит в плоскости рамы отличающееся тем, что, с цель упрощения конструкции, на оротивоположHWX поверхностях рамы параллельно -Одна другой укреплены плиты одинакового веса

f2 11 6 2

W

6 1 связанные со средством обеспечивающим их синхронное перемещение в против.оположные стороны в направлении, перпендикулярном оси вала, 2,Устройство по п, 1, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что на верхней плите поворотно относительно оси, перпендикулярной ее поверхности, установлен стол, на который нанесена координатная сетка, а к опоре вала прикреплен флажок с противовесом для отсчета координаты центра тяжести. 3.Устройство по п. 1, о т л и ч а Ют щ е е с я тем, что на валу установлен фиксатор положения равновесия. Источники информации, принятые вб внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство № 246142, кл, Q-01 tnl/12, 1968. 2,Авторское свидетельство № 8О915, кл, Q О1 hil/12, 1949/ 3,Авторское свидетельство № 246153, кл, Gr О1 m 1/12, 1968,

7J

/

Ч Ч ЧЧЧ11чЧЧЧУ УЧЧЧУЧ Яч КЧ Ч ЧЧЧЧЧЧ ЧУАЧЧЧ ЧУчЧ ЧЧЧЧ

fyy/777.

/wy/x/y/yz vi

A-f(

ff т

L

I

i

iZZ

x/yyy/y yyyjf /x//y-f

AN

8 /

1

I /

/