RU2485466C1 - Method for determining mass and position of centre of mass of product, and device for its implementation - Google Patents
Method for determining mass and position of centre of mass of product, and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2485466C1 RU2485466C1 RU2011151309/28A RU2011151309A RU2485466C1 RU 2485466 C1 RU2485466 C1 RU 2485466C1 RU 2011151309/28 A RU2011151309/28 A RU 2011151309/28A RU 2011151309 A RU2011151309 A RU 2011151309A RU 2485466 C1 RU2485466 C1 RU 2485466C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adapter
- product
- axis
- inclination
- mass
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Balance (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована для определения массы и/или положения центра масс преимущественно крупногабаритных изделий.The group of inventions relates to mechanical engineering and can be used to determine the mass and / or position of the center of mass of predominantly large-sized products.
Известен способ определения массы и положения центра масс изделия, заключающийся в том, что изделие устанавливают на переходник, шарнирно установленный на трех опорах (одна боковая, вторая центральная и третья боковая опоры), и уравновешивают изделие с переходником путем приведения в состояние неустойчивого равновесия относительно оси наклона, проходящей через шарниры первых двух опор.A known method for determining the mass and position of the center of mass of the product, namely, that the product is mounted on an adapter pivotally mounted on three supports (one side, second central and third side supports), and balance the product with the adapter by bringing into an unstable equilibrium state relative to the axis tilt passing through the hinges of the first two supports.
(см. А.С. СССР №789692, кл. G01M 1/12, 1980) - наиболее близкий аналог для способа.(see AS USSR №789692, class G01M 1/12, 1980) - the closest analogue to the method.
В результате анализа известного способа необходимо отметить, что его недостатком является большая трудоемкость и сравнительно низкая производительность определения массы и положения центра масс крупногабаритных изделий, связанная с подбором для уравновешивания значительной массы гирь и необходимостью выполнения операции перемещения крупногабаритных изделий на переходнике.As a result of the analysis of the known method, it should be noted that its disadvantage is the high complexity and relatively low productivity of determining the mass and position of the center of mass of large-sized products, associated with the selection for balancing a significant mass of weights and the need to perform the operation of moving large-sized products on the adapter.
Известно устройство для определения массы и положения центра масс изделия, содержащее переходник для установки изделия, шарнирно соединенный с тремя опорами, две из которых снабжены силоизмерительными элементами, а третья имеет подвижную часть, выполненную с возможностью вертикального перемещения посредством привода.A device for determining the mass and position of the center of mass of the product, containing an adapter for installing the product, is pivotally connected to three supports, two of which are equipped with force measuring elements, and the third has a movable part made with the possibility of vertical movement by means of a drive.
(см. А.С. СССР №1781576, кл. G01M 1/12, 1992) - наиболее близкий аналог для устройства.(see AS USSR No. 1781576, class G01M 1/12, 1992) - the closest analogue for the device.
В результате анализа выполнения известного устройства необходимо отметить, что его недостатком является сравнительная сложность и ненадежность конструкции, так как оно представляет собой набор незакрепленных надежно друг с другом и с основанием различных элементов, включающих три силоизмерительных элемента, две подвижные каретки и переходник.As a result of the analysis of the implementation of the known device, it should be noted that its disadvantage is the comparative complexity and unreliability of the design, since it is a set of loosely attached to each other and with the base of various elements, including three load cells, two movable carriages and an adapter.
Техническим результатом заявленной группы изобретений является упрощение осуществления способа и повышение надежности конструкции устройства, а также уменьшение трудоемкости и повышение производительности определения массы и положения центра масс изделия.The technical result of the claimed group of inventions is to simplify the implementation of the method and increase the reliability of the design of the device, as well as reduce the complexity and increase the productivity of determining the mass and position of the center of mass of the product.
Указанный технический результат обеспечивается за счет того, что в способе определения массы и положения центра масс изделия, заключающемся в том, что изделие устанавливают на переходник, шарнирно установленный на трех опорах, и уравновешивают изделие с переходником путем приведения в состояние неустойчивого равновесия относительно оси наклона, проходящей через шарниры первых двух опор, новым является то, что изделие устанавливают на переходник с заведомым смещением от оси наклона, уравновешивание изделия с переходником производят путем наклона переходника с изделием с помощью привода третьей опоры при различных положениях изделия относительно оси наклона, при достижении состояния неустойчивого равновесия измеряют угол наклона переходника и производят измерение массы изделия с помощью силоизмерительных датчиков в составе первых двух опор, изделие устанавливают на переходник в трех положениях, в которых переход из одного в другое производят, например, поворотом изделия относительно оси, перпендикулярной плоскости, в которой находится ось наклона, в качестве начала отсчета угла наклона выбирают, например, горизонтальное положение переходника, а измерение угла наклона производят в положении переходника, при котором происходит его отрыв от третьей опоры.This technical result is achieved due to the fact that in the method for determining the mass and position of the center of mass of the product, namely, that the product is mounted on an adapter pivotally mounted on three supports, and balance the product with the adapter by bringing into an unstable state of equilibrium relative to the axis of inclination, passing through the hinges of the first two supports, new is that the product is installed on the adapter with a known offset from the axis of inclination, balancing the product with the adapter the inclination of the adapter with the product using the drive of the third support at different positions of the product relative to the axis of inclination, when the state of unstable equilibrium is reached, the angle of inclination of the adapter is measured and the mass of the product is measured using force sensors in the first two supports, the product is installed on the adapter in three positions, in which the transition from one to another is carried out, for example, by turning the product relative to the axis perpendicular to the plane in which the inclination axis is located, as the beginning and the reference tilt angle is selected, for example, the horizontal position of the adapter, and the inclination angle measurement is in the position of the adapter, at which there is its separation from the third bearing.
В устройстве для определения массы и положения центра масс изделия, содержащем переходник для установки изделия, шарнирно соединенный с тремя опорами, две из которых снабжены силоизмерительными элементами, а третья имеет подвижную часть, выполненную с возможностью вертикального перемещения посредством привода, новым является то, что устройство снабжено датчиком наклона переходника относительно оси, проходящей через шарниры первых двух опор, а на переходнике имеется поворотная платформа, ось поворота которой является скрещивающейся с осью наклона и отстоящей от нее на заданном расстоянии, ось поворота платформы и ось наклона платформы скрещиваются, например, под прямым углом, датчик наклона переходника может быть установлен соосно с осью наклона, силоизмерительные элементы могут быть выполнены в виде тензодатчиков.In the device for determining the mass and position of the center of mass of the product, containing an adapter for installing the product, pivotally connected to three supports, two of which are equipped with force measuring elements, and the third has a movable part made with the possibility of vertical movement by means of a drive, the new device equipped with a sensor for tilting the adapter relative to the axis passing through the hinges of the first two supports, and on the adapter there is a rotary platform, the axis of rotation of which is crossed with the axis of inclination and separated from it at a predetermined distance, the axis of rotation of the platform and the axis of inclination of the platform are crossed, for example, at a right angle, the inclination sensor of the adapter can be installed coaxially with the axis of inclination, load cells can be made in the form of load cells.
Совокупность отличительных признаков устройства и способа упрощает и повышает надежность конструкции устройства, уменьшает трудоемкость и повышает производительность определения массы и положения центра масс изделия.The set of distinctive features of the device and method simplifies and increases the reliability of the design of the device, reduces the complexity and increases the performance of determining the mass and position of the center of mass of the product.
Сущность заявленной группы изобретений иллюстрируется графическими материалами, на которых:The essence of the claimed group of inventions is illustrated by graphic materials on which:
- на фиг.1 - устройство с изделием в исходном положении;- figure 1 - device with the product in its original position;
- на фиг.2 - вид на устройство со стороны опор, оснащенных силоизмерительными элементами;- figure 2 is a view of the device from the side of supports equipped with load cells;
- на фиг.3 - устройство с изделием в наклонном положении;- figure 3 - device with the product in an inclined position;
- на фиг.4 - устройство, вид сверху;- figure 4 is a device, a top view;
- на фиг.5 - взаимное расположение систем координат изделия и устройства при уравновешенном состоянии изделия с переходником.- figure 5 - the relative position of the coordinate systems of the product and device in a balanced state of the product with an adapter.
Устройство содержит переходник 1 для установки изделия 2, соединенный шарнирами 3, 4 и 5 с тремя опорами 6, 7 и 8, две из которых, 6 и 7, снабжены силоизмерительными элементами 9 и 10, а третья опора 8 имеет подвижную часть 11, выполненную с возможностью вертикального перемещения посредством привода в составе опоры 8. Устройство снабжено датчиком 12 наклона переходника 1 относительно оси 13 наклона, проходящей через шарниры 3 и 4 первых двух опор. На переходнике 1 имеется поворотная платформа 15, ось 16 поворота которой является скрещивающейся с осью 13 наклона и отстоящей от нее на заданном расстоянии S. Расстояние S выбирается, с одной стороны, достаточно большим для уменьшения погрешностей измерения углов наклона, с другой стороны учитываются конструктивные особенности, вносящие ограничения на наклон крупногабаритных изделий. Расстояние L от оси 13 до верхней плоскости платформы 15 выбирается возможно меньшим, учитывая обеспечение достаточной прочности платформы. Ось 16 поворота платформы и ось 13 наклона платформы скрещиваются под прямым углом. Датчик 12 наклона переходника установлен на опоре 7 соосно с осью 13 наклона, подвижная часть 14 датчика 12 крепится к валу переходника 1, опирающемуся посредством шарнира 4 на опору 7. На подвижной части 11 опоры 8 закреплена скоба 17, в которой размещен шарнир 5. Силоизмерительные элементы 9 и 10 выполнены в виде тензодатчиков. Опоры 6, 7 и 8 закреплены на опорной плите основания 18.The device contains an
Способ определения массы и положения центра масс изделия посредством описанного выше устройства осуществляют следующим образом.The method of determining the mass and position of the center of mass of the product by means of the device described above is as follows.
Изделие 2 устанавливают на переходник 1, уравновешивают изделие с переходником путем приведения в состояние неустойчивого равновесия относительно оси 13 наклона, проходящей через шарниры 3 и 4 первых двух опор 6 и 7. Изделие устанавливают на переходник с заведомым смещением S от оси 13 наклона. Уравновешивание изделия с переходником производят путем наклона переходника с изделием с помощью привода третьей опоры 8 при различных положениях изделия относительно оси 13 наклона. При достижении состояния неустойчивого равновесия с помощью датчика 12 измеряют угол наклона переходника и производят измерение массы изделия с помощью силоизмерительных датчиков в составе первых двух опор. Изделие устанавливают на переходник в трех положениях, в которых переход из одного положения в другое производят поворотом изделия относительно оси 16, перпендикулярной плоскости, в которой находится ось 13 наклона. В качестве начала отсчета угла наклона выбирают горизонтальное положение переходника, показанное на фиг. 1, а измерение угла наклона производят в положении переходника, показанном на фиг. 3, при котором происходит его отрыв от третьей опоры.The product 2 is installed on the
Расчет массы М изделия производится по формуле:The calculation of the mass M of the product is made according to the formula:
где - суммарная масса переходника с изделием, измерение которой производится силоизмерительными датчиками 9 и 10, m - известная масса переходника.Where - the total mass of the adapter with the product, the measurement of which is made by
Для определения положения центра масс изделия используются три уравнения вертикальной плоскости равновесия, проходящей через ось 13 в системе координат изделия при трех различных равновесных состояниях изделия с переходником относительно оси 13 уравновешивания. Положение системы координат переходника Oxyz в начальном положении, переходника Oxαyαzα при наклоне на угол α, и системы координат изделия Oxиyиzи при наклоне показано на фиг.5.To determine the position of the center of mass of the product, three equations of the vertical equilibrium plane passing through the
Сначала изделие устанавливают на платформу переходника в первом положении так, как показано на фиг.1, после чего переходник наклоняют, как показано на фиг.3, и измеряют угол α1 наклона в первом равновесном состоянии. При этом система координат переходника Oxyz займет положение Oxα1yα1zα1. Затем переходник возвращают в начальное положение, поворачивают изделие вокруг оси 16, совпадающей с осью Оиxи на платформе переходника на 90° во второе положение так, что ось Оиyи принимает положение, в котором находилась ось Oиуи. После чего переходник наклоняют до достижения состояния равновесия и измеряют угол α2 наклона. Затем переходник возвращают в начальное положение, поворачивают изделие вокруг оси 16, совпадающей с осью Оиxи на платформе переходника на 180° от первоначального положения в третье положение так, что направление оси Оиyи становится противоположным первоначальному своему направлению. После чего переходник наклоняют до достижения состояния равновесия и измеряют угол α3 наклона. Далее решают систему трех уравнений, описывающих положение плоскости равновесия в системе координат изделия:First, the product is installed on the adapter platform in the first position as shown in Fig. 1, after which the adapter is tilted, as shown in Fig. 3, and the inclination angle α 1 is measured in the first equilibrium state. In this case, the coordinate system of the Oxyz adapter will occupy the position Ox α1 y α1 z α1 . Then, the adapter returns to the initial position, the product is rotated about an axis 16 coinciding with the axis O, and x and adapter platform 90 ° to the second position so that the axis O and y and adopts a position in which O was axis and y and. After that, the adapter is tilted to reach the equilibrium state and the angle α 2 of the slope is measured. Then, the adapter returns to the initial position, the product is rotated about an axis 16 coinciding with the axis O, and x and adapter platform 180 ° from the initial position to the third position so that the direction of the axis O and y and becomes opposite to its original direction. After that, the adapter is tilted until equilibrium is reached and the angle of inclination α 3 is measured. Next, they solve a system of three equations describing the position of the equilibrium plane in the product coordinate system:
из решения которой находят координаты суммарного центра масс переходника с изделием xиΣ, yиΣ, zиΣ. Для вычисления координат центра масс изделия решают систему уравнений, связывающую статические моменты массы переходника и изделия в системе координат изделия:from the solution of which the coordinates of the total center of mass of the adapter with the product x and Σ , y and Σ , z and Σ are found . To calculate the coordinates of the center of mass of the product solve the system of equations that connects the static moments of mass of the adapter and the product in the coordinate system of the product:
где: MΣ - суммарная масса переходника с изделием, xио, yио, zиo - известные координаты центра масс переходника, xцм, yцм, zцм, - искомые координаты центра масс изделия, определяющие положение центра масс в системе координат изделия.where: M Σ is the total mass of the adapter with the product, x io , y io , z and o are the known coordinates of the center of mass of the adapter, x cm , y cm , z cm , are the desired coordinates of the center of mass of the product, determining the position of the center of mass in the coordinate system of the product .
Заявленная группа изобретений упрощает и повышает надежность конструкции устройства, уменьшает трудоемкость и повышает производительность определения массы и положения центра масс изделия.The claimed group of inventions simplifies and increases the reliability of the design of the device, reduces the complexity and increases the performance of determining the mass and position of the center of mass of the product.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011151309/28A RU2485466C1 (en) | 2011-12-16 | 2011-12-16 | Method for determining mass and position of centre of mass of product, and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011151309/28A RU2485466C1 (en) | 2011-12-16 | 2011-12-16 | Method for determining mass and position of centre of mass of product, and device for its implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2485466C1 true RU2485466C1 (en) | 2013-06-20 |
Family
ID=48786443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011151309/28A RU2485466C1 (en) | 2011-12-16 | 2011-12-16 | Method for determining mass and position of centre of mass of product, and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2485466C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2579827C1 (en) * | 2015-02-26 | 2016-04-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" | Method of determining mass and position of centre of mass of article and device therefor |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU789692A1 (en) * | 1978-07-24 | 1980-12-23 | Предприятие П/Я В-2190 | Method of determining gravity centre coordinates |
SU1096508A1 (en) * | 1981-03-06 | 1984-06-07 | Предприятие П/Я В-8772 | Stand for determination of article mass and mass centre coordinates |
SU1097899A1 (en) * | 1983-02-03 | 1984-06-15 | Центральный Научно-Испытательный Полигон Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Строительного И Дорожного Машиностроения | Stand for determination of article moment of inertia and mass centre coordinates |
SU1128127A1 (en) * | 1983-07-22 | 1984-12-07 | Предприятие П/Я В-2190 | Device for determination of mass and three coordinates of article mass centre |
RU1781576C (en) * | 1989-11-13 | 1992-12-15 | Научно-исследовательский институт технологии машиностроения | Device for determination of coordinates of center of mass of article |
-
2011
- 2011-12-16 RU RU2011151309/28A patent/RU2485466C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU789692A1 (en) * | 1978-07-24 | 1980-12-23 | Предприятие П/Я В-2190 | Method of determining gravity centre coordinates |
SU1096508A1 (en) * | 1981-03-06 | 1984-06-07 | Предприятие П/Я В-8772 | Stand for determination of article mass and mass centre coordinates |
SU1097899A1 (en) * | 1983-02-03 | 1984-06-15 | Центральный Научно-Испытательный Полигон Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Строительного И Дорожного Машиностроения | Stand for determination of article moment of inertia and mass centre coordinates |
SU1128127A1 (en) * | 1983-07-22 | 1984-12-07 | Предприятие П/Я В-2190 | Device for determination of mass and three coordinates of article mass centre |
RU1781576C (en) * | 1989-11-13 | 1992-12-15 | Научно-исследовательский институт технологии машиностроения | Device for determination of coordinates of center of mass of article |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2579827C1 (en) * | 2015-02-26 | 2016-04-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" | Method of determining mass and position of centre of mass of article and device therefor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101413840B (en) | Device and method for measuring object mass center | |
CN107192501B (en) | A kind of marine propeller static balance testing device and method | |
CN205679359U (en) | A kind of aero-engine quality center of mass deflection angle measuring device | |
CN107340098B (en) | A kind of four-point method measurement quality, mass center and the inclined method of matter | |
CN101261171B (en) | Measuring mechanism for measuring object centroid position | |
CN104266793A (en) | Fully-balanced loading system of standard torquer | |
CN107064466A (en) | A kind of indoor sound carries the swollen coefficient determination experimental provision of salt marsh earth salt and method | |
CN101852641A (en) | Device for measuring and adjusting weight, center of gravity and rotary inertia of ship model | |
RU2013149279A (en) | METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING STATIC INSTABILITY | |
CN204228327U (en) | Standard torquer balances loading system entirely | |
RU2458328C1 (en) | Device for determining mass and position of centre of mass of item | |
RU2485466C1 (en) | Method for determining mass and position of centre of mass of product, and device for its implementation | |
CN206891656U (en) | Adjustable pitch propeller static balance measurement apparatus | |
CN201218765Y (en) | Measurement mechanism used for measuring mass center position of object | |
CN201666837U (en) | Balance shaft static balance calibrating device | |
JP2020003468A (en) | Method and system for determining offset of pressure bearing section of cylindrical body based on axial pressure | |
CN106248302A (en) | A kind of twin shaft air floating table Balame regulating device and balancing method thereof | |
CN104792361A (en) | Cone-cylinder shaped part centroid and centroidal deviation measuring device | |
RU2579827C1 (en) | Method of determining mass and position of centre of mass of article and device therefor | |
CN108007642B (en) | Irregular underwater vehicle floating center measuring device and method | |
KR20110092524A (en) | Static balancing measuring apparatus | |
CN104713680A (en) | Method for static imbalance test for inertial platform framework | |
CN102620891B (en) | Flexible measuring device for center of mass of cabinet and implementation method | |
CN207197712U (en) | The slight torque calibrating measuring device held based on elastic lifting | |
CN104833449B (en) | Electric locomotive pantagraph current collector Static Contact force measuring device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |