RU2593644C2 - Stand for determining mass and coordinates of centre of mass of article - Google Patents

Stand for determining mass and coordinates of centre of mass of article Download PDF

Info

Publication number
RU2593644C2
RU2593644C2 RU2012147151/28A RU2012147151A RU2593644C2 RU 2593644 C2 RU2593644 C2 RU 2593644C2 RU 2012147151/28 A RU2012147151/28 A RU 2012147151/28A RU 2012147151 A RU2012147151 A RU 2012147151A RU 2593644 C2 RU2593644 C2 RU 2593644C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
supports
mass
spherical
platform scales
stand
Prior art date
Application number
RU2012147151/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012147151A (en
Inventor
Сергей Викторович Ромащенко
Владимир Анатольевич Дементьев
Дмитрий Владимирович Скоков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" filed Critical Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority to RU2012147151/28A priority Critical patent/RU2593644C2/en
Publication of RU2012147151A publication Critical patent/RU2012147151A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2593644C2 publication Critical patent/RU2593644C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Display Racks (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to measurement equipment, particularly for measurement of weight characteristics of articles of aircraft and aerospace engineering areas. Test bench consists of table equipped with three mounting spherical supports. Position of spherical support on table can be changed depending on length of measured item. Rotary supports are fixed on table containing rotary device with electric drives. In coordination and installation of article on bench in seats of rotary supports spherical pins are installed. Spherical pins are intended for installation in sockets, when measuring their coordinates with laser coordinate measurement system. Fixation of rotary supports in extreme positions at turn through preset angle is performed by electric interlocking with disconnection of electric or mechanical stop at failure of previous one. Inclination angle value is determined by angle sensors built in struts with platform scales. Post with platform scales is supplied and is able to move along table with subsequent fixation at specified distance. Post with platform scales weighs article and determines reaction of forces acting on support. Post with platform scales has base with supports and rotary wheel for its movement along floor, and can be adjusted in height. Measurement test bench is controlled by computer.
EFFECT: technical result consists in improvement of accuracy of measurements, possibility of adjusting dimensions of bench table by permutation of supports for required size, possibility of storage of stand in disassembled form and short bench preparation for operation.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области измерений массовых характеристик изделий авиационной и космической областей машиностроения.The invention relates to the field of measuring the mass characteristics of aircraft and space engineering fields.

Из уровня техники известно устройство (заявка RU №2009148994 А), на котором координаты центра масс изделия определяются по показаниям тензодатчиков, закрепленных на грузовой платформе или непосредственно на теле изделия. Для измерения вертикальной координаты на таком устройстве необходимо переустановить изделие с поворотом на угол 90° вокруг продольной оси, что приведет к увеличению трудоемкости процесса измерения.The prior art device (application RU No. 2009148994 A), on which the coordinates of the center of mass of the product are determined by the testimony of load cells mounted on a loading platform or directly on the body of the product. To measure the vertical coordinate on such a device, it is necessary to reinstall the product with a rotation of 90 ° around the longitudinal axis, which will increase the complexity of the measurement process.

Также известен стенд (патент RU №2313775 С1) для определения положения центра масс, недостатком которого является необходимость поворота изделия на угол 90° для получения значения третьей координаты, что приводит к сужению области применения данной конструкции в случае недопустимости поворота изделия на такой угол.Also known stand (patent RU No. 2313775 C1) for determining the position of the center of mass, the disadvantage of which is the need to rotate the product through an angle of 90 ° to obtain the value of the third coordinate, which leads to a narrowing of the scope of this design in case of inadmissibility of rotation of the product at such an angle.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является стенд для измерения массы, координат центра масс и тензора инерции изделия (патент RU №2368880 С1). Устройство содержит раму, к которой крепится изделие, динамометры, датчики, пружины, станину, динамометрическую платформу с установленным на ней узлом поворота рамы, ось которого соединена с датчиком угла, устройством задания колебаний, состоящим из подвижных внутренней, внешней и нижней рам. Динамометрическая платформа посредством четырех вертикальных и двух горизонтальных динамометров соединена с внутренней рамой устройства задания колебаний. Внутренняя, внешняя и нижняя рамы соединены между собой и станиной шарнирами, установленными на кронштейнах, и системой горизонтальных пружин, соединенных с рамами при помощи консолей. При этом оси пар шарниров соединены с осями датчиков угла и ориентированы вдоль ортогональных координатных осей OX, OY, OZ, а оси пружин соответствующей рамы развернуты на 90° относительно осей шарниров. Три независимые колебательные системы стенда позволяют задавать колебание изделию по трем взаимно перпендикулярным осям, а наличие динамометрической платформы - измерять моменты, действующие на изделие относительно трех осей. Собственные частоты колебаний, начальные отклонения колебательных систем от положения равновесия и величины моментов входят в виде простых зависимостей в уравнения измерения и полностью определяют тензор инерции изделия. Технический результат заключается в возможности проведения измерений параметров изделия на стенде, не прибегая к повороту его на угол 90°, исключая рассогласование осей координат, и повышении точности и достоверности измерений.Closest to the claimed technical solution for the technical nature and the technical result achieved is a stand for measuring mass, coordinates of the center of mass and the inertia tensor of the product (patent RU No. 2368880 C1). The device comprises a frame to which the product is attached, dynamometers, sensors, springs, a bed, a dynamometer platform with a frame rotation unit mounted on it, the axis of which is connected to an angle sensor, an oscillation setting device consisting of movable internal, external and lower frames. The dynamometer platform is connected through four vertical and two horizontal dynamometers to the inner frame of the oscillation setting device. The inner, outer and lower frames are interconnected with the frame by hinges mounted on brackets and a system of horizontal springs connected to the frames using consoles. The axes of the hinge pairs are connected to the axes of the angle sensors and are oriented along the orthogonal coordinate axes OX, OY, OZ, and the axes of the springs of the corresponding frame are rotated 90 ° relative to the axes of the hinges. Three independent oscillatory systems of the stand allow you to set the oscillation of the product along three mutually perpendicular axes, and the presence of a dynamometric platform - to measure the moments acting on the product relative to three axes. The natural frequencies of oscillations, the initial deviations of the oscillatory systems from the equilibrium position and the magnitudes of the moments are included in the form of simple dependences in the measurement equations and completely determine the inertia tensor of the product. The technical result consists in the possibility of measuring the parameters of the product on the stand, without resorting to turning it through an angle of 90 °, eliminating the mismatch of the coordinate axes, and increasing the accuracy and reliability of measurements.

Стенд имеет два режима измерений: статический и динамический. Так как тензор инерции определять в нашем случае нет необходимости, рассмотрим подробнее статический режим.The stand has two measurement modes: static and dynamic. Since the inertia tensor is not necessary to determine in our case, we consider the static mode in more detail.

В статическом режиме измеряются масса и координаты центра масс изделия. При помощи динамометрической платформы измеряются три составляющих момента вдоль соответствующих осей и общая масса. При измерении вертикальной координаты предлагается поворачивать изделие на некоторый допустимый угол при помощи узла поворота и одновременным измерением этого угла датчиком угла.In static mode, the mass and coordinates of the center of mass of the product are measured. Using a dynamometer platform, three components of the moment are measured along the corresponding axes and the total mass. When measuring the vertical coordinate, it is proposed to rotate the product by some allowable angle using the rotation unit and at the same time measure this angle by the angle sensor.

Описанный способ принят за прототип изобретения.The described method is adopted as a prototype of the invention.

Одним из недостатков данного устройства является отсутствие регулировки размеров динамометрического стола в зависимости от габаритных размеров измеряемого изделия.One of the disadvantages of this device is the lack of adjustment of the dimensions of the dynamometer table depending on the overall dimensions of the measured product.

Кроме того, динамометрическая платформа устанавливается на четыре вертикальных и два горизонтальных динамометра, что вносит большую долю погрешности в результат измерений по сравнению с использованием меньшего количества динамометрических устройств.In addition, the dynamometer platform is mounted on four vertical and two horizontal dynamometers, which introduces a greater share of the error in the measurement result compared to using fewer dynamometer devices.

Также выше рассмотренная конструкция не позволяет быстро развернуть стенд для выполнения измерений и хранить его в компактном виде из-за больших габаритных размеров в случае использования стенда для измерений крупногабаритных изделий большой массы.Also, the above construction does not allow you to quickly deploy the stand for measurements and store it in a compact form due to the large overall dimensions in the case of using the stand for measuring large-sized large-sized products.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключаются в достижении высокой точности измерения массы и положения центра масс, возможности регулировки стола стенда под габаритные размеры измеряемых изделий и возможности быстрого развертывания и хранения в компактном виде.The problem to which the claimed invention is directed, is to achieve high accuracy of measuring the mass and position of the center of mass, the ability to adjust the bench table for the overall dimensions of the measured products and the ability to quickly deploy and store in a compact form.

Поставленная задача решается за счет того, что в стенде для измерения массы и координат центра масс, содержащем стол, установочные сферические опоры, поворотные опоры со сферическими пальцами, датчики угла, стойки с платформенными весами, поворотные опоры со сферическими пальцами, датчики угла, согласно изобретению стол опирается на опоры стоек с платформенными весами, причем есть возможность регулировки положения одной опоры стоек с платформенными весами относительно стола стенда, а установочные сферические опоры, в зависимости от длины измеряемого изделия, установлены с возможностью изменения положения на длинной ветви стола и определения на основании их положения координат центра масс изделия, при этом стол имеет возможность быстрого демонтажа с опор с платформенными весами при установке стенда на хранение.The problem is solved due to the fact that in the stand for measuring mass and coordinates of the center of mass containing a table, mounting spherical bearings, rotary bearings with spherical fingers, angle sensors, racks with platform scales, rotary supports with spherical fingers, angle sensors, according to the invention the table rests on the supports of racks with platform scales, and it is possible to adjust the position of one support of racks with platform scales relative to the bench table, and the mounting spherical supports, depending on the length the measured product are installed with the possibility of changing the position on the long branch of the table and determining, based on their position, the coordinates of the center of mass of the product, while the table has the ability to quickly dismantle from supports with platform scales when installing the stand for storage.

Достигаемый технический результат заключается в использовании всего трех стоек с платформенными весами, что приводит к увеличению точности измерений, возможности регулировки размеров стола стенда перестановкой опор под требуемый размер, возможности хранения стенда в разобранном виде и непродолжительной подготовки стенда к работе.The technical result achieved is the use of only three racks with platform scales, which leads to an increase in measurement accuracy, the possibility of adjusting the size of the bench table by rearranging the supports to the required size, the possibility of storing the stand unassembled and short-term preparation of the stand for work.

Изобретение поясняется чертежом, который не охватывает и тем более не ограничивает весь объем притязаний данного технического решения, а является лишь иллюстрирующим материалом частного случая выполнения.The invention is illustrated by the drawing, which does not cover and, moreover, does not limit the entire scope of the claims of this technical solution, but is only illustrative material of a particular case of execution.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Стенд состоит из стола 1, снабженного тремя установочными сферическими опорами 2. Положение сферической опоры 2 на длинной ветви стола 1 можно менять в зависимости от длины измеряемого изделия. На столе 1 закреплены поворотные опоры 3 и 4, содержащие поворотные устройства с электроприводами.The stand consists of a table 1, equipped with three mounting spherical supports 2. The position of the spherical support 2 on the long branch of table 1 can be changed depending on the length of the measured product. On the table 1, rotary supports 3 and 4 are fixed, containing rotary devices with electric drives.

При координации и установке изделия на стенде в гнезда поворотных опор 3, 4 устанавливают сферические пальцы 5. Сферические пальцы 5 предназначены для установки в гнезда, при измерении их координат лазерной координатно-измерительной системой.When coordinating and installing the product on the stand, spherical fingers 5 are installed in the sockets of the pivot bearings 3, 4. Spherical fingers 5 are designed to be installed in the sockets when measuring their coordinates with a laser coordinate measuring system.

Фиксация поворотных опор 3, 4 в крайних положениях при повороте на заданный угол осуществляется электрической блокировкой с отключением электропривода или механическим упором при отказе предыдущей. Значение угла наклона определяется датчиком угла 7, встроенным в поворотную опору 3, 4.The rotation bearings 3, 4 are fixed in the extreme positions when turning through a predetermined angle by an electric lock with the drive switched off or by a mechanical stop in case of failure of the previous one. The value of the angle of inclination is determined by the angle sensor 7, built into the rotary support 3, 4.

Поворотная опора 4 является подводимой и имеет возможность перемещаться вдоль длинной ветви стола 1 с последующей фиксацией на заданном расстоянии.The swivel bearing 4 is supplied and has the ability to move along the long branches of the table 1 with subsequent fixation at a given distance.

Координаты сферических опор 2 определяются лазерной координатно-измерительной системой.The coordinates of the spherical bearings 2 are determined by a laser coordinate measuring system.

Координаты определяются с погрешностью от 30 до 40 мкм, вносятся в базу данных компьютера и используются при вычислении координат центра масс изделия.The coordinates are determined with an error of 30 to 40 microns, entered into the computer database and are used to calculate the coordinates of the center of mass of the product.

Стойки с платформенными весами 6 предназначены для взвешивания изделия и определения сил реакций, действующих на опоры. Стойка с платформенными весами 6 имеет основание с опорами и поворотные колеса для перемещения ее по полу, имеет возможность регулировки по высоте.Racks with platform scales 6 are designed to weigh the product and determine the reaction forces acting on the supports. The rack with platform scales 6 has a base with supports and swivel wheels to move it on the floor, has the ability to adjust in height.

Для определения трех координат центра масс изделие устанавливается в горизонтальном положении и взвешивается на трех высокоточных весах, установленных в стойках с платформенными весами 6. Координаты центра масс (x, y) рассчитываются относительно начала координат на основании теоремы о сложении двух параллельных сил, направленных в одну сторону. Для определения координаты по оси z изделие поворачивается на допустимый угол поворотом опор 3, 4 в автоматическом режиме и повторяются процедуры взвешивания и расчета.To determine the three coordinates of the center of mass, the product is installed in a horizontal position and weighed on three high-precision scales mounted in racks with platform scales 6. The coordinates of the center of mass (x, y) are calculated relative to the origin based on the theorem on the addition of two parallel forces directed into one side. To determine the coordinate along the z axis, the product is rotated by an allowable angle by turning the supports 3, 4 in automatic mode and the weighing and calculation procedures are repeated.

На поворотные опоры 3, 4 устанавливается и закрепляется оснастка для закрепления измеряемого изделия.On the rotary supports 3, 4, snap-in is installed and fixed to fix the measured product.

Стенд для измерения массы и координат центра масс управляется с помощью компьютера и работает в режимах:The stand for measuring mass and coordinates of the center of mass is controlled by a computer and works in the following modes:

- одновременный подъем (опускание) трех весов, установленных в стойки;- simultaneous lifting (lowering) of three weights installed in racks;

- расчет массы изделия;- calculation of the mass of the product;

- поворот изделия на угол на допустимый угол;- rotation of the product by an angle by an allowable angle;

- расчет трех координат центра масс.- calculation of the three coordinates of the center of mass.

При хранении стол 1 демонтируется со стоек с платформенными весами 6 и упаковывается в тару.During storage, table 1 is removed from the racks with platform weights 6 and packaged in containers.

Таким образом, заявленная конструкция стенда позволяет выполнять измерение массы и положения центра масс с высокой точностью, возможностью регулировки стола стенда под габаритные размеры измеряемых изделий и быстрого развертывания и хранения в компактном виде.Thus, the claimed design of the stand allows you to measure the mass and position of the center of mass with high accuracy, the ability to adjust the bench table for the overall dimensions of the measured products and quick deployment and storage in a compact form.

Claims (1)

Стенд для измерения массы и координат центра масс, содержащий стол, установочные сферические опоры, стойки с платформенными весами, поворотные опоры со сферическими пальцами, датчики угла, отличающийся тем, что стол опирается на опоры стоек с платформенными весами, причем есть возможность регулировки положения одной опоры стоек с платформенными весами относительно стола стенда, а установочные сферические опоры, в зависимости от длины измеряемого изделия, установлены с возможностью изменения положения на длинной ветви стола и определения на основании их положения координат центра масс изделия, при этом стол имеет возможность быстрого демонтажа с опор с платформенными весами при установке стенда на хранение. A stand for measuring mass and coordinates of the center of mass, containing a table, mounting spherical supports, racks with platform scales, rotary supports with spherical fingers, angle sensors, characterized in that the table rests on the supports of racks with platform scales, and it is possible to adjust the position of one support racks with platform scales relative to the bench table, and mounting spherical supports, depending on the length of the measured product, are installed with the possibility of changing position on the long branch of the table and determined based on their position of the coordinates of the center of mass of the product, while the table has the ability to quickly dismantle from supports with platform scales when installing the stand for storage.
RU2012147151/28A 2012-11-06 2012-11-06 Stand for determining mass and coordinates of centre of mass of article RU2593644C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147151/28A RU2593644C2 (en) 2012-11-06 2012-11-06 Stand for determining mass and coordinates of centre of mass of article

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147151/28A RU2593644C2 (en) 2012-11-06 2012-11-06 Stand for determining mass and coordinates of centre of mass of article

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012147151A RU2012147151A (en) 2014-05-20
RU2593644C2 true RU2593644C2 (en) 2016-08-10

Family

ID=50695341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012147151/28A RU2593644C2 (en) 2012-11-06 2012-11-06 Stand for determining mass and coordinates of centre of mass of article

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2593644C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2770896C1 (en) * 2021-09-13 2022-04-25 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Method for determining the coordinates of the center of mass of the product

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113063546A (en) * 2021-03-26 2021-07-02 河南科技大学 Method, device and system for measuring movement locus of mass center of bearing retainer

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4949799A (en) * 1986-02-03 1990-08-21 Wernimont T August Electronic weighing structure
RU2313775C1 (en) * 2006-03-15 2007-12-27 ФГОУ ВПО "Оренбургский государственный аграрный университет" Laboratory bench for measuring of mass, coordinates of the center of the mass and the powers influencing an object
RU2368880C1 (en) * 2008-05-29 2009-09-27 Российская Федерация,от имени которой выступает государственный заказчик - Федеральное агентство по промышленности (Роспром) Test bench for measurement of mass, coordinates of center of masses and tensor of item inertia
CN103353374A (en) * 2013-07-10 2013-10-16 北京卫星环境工程研究所 3*3 type three-point dynamometric center-of-mass table system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4949799A (en) * 1986-02-03 1990-08-21 Wernimont T August Electronic weighing structure
RU2313775C1 (en) * 2006-03-15 2007-12-27 ФГОУ ВПО "Оренбургский государственный аграрный университет" Laboratory bench for measuring of mass, coordinates of the center of the mass and the powers influencing an object
RU2368880C1 (en) * 2008-05-29 2009-09-27 Российская Федерация,от имени которой выступает государственный заказчик - Федеральное агентство по промышленности (Роспром) Test bench for measurement of mass, coordinates of center of masses and tensor of item inertia
CN103353374A (en) * 2013-07-10 2013-10-16 北京卫星环境工程研究所 3*3 type three-point dynamometric center-of-mass table system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2770896C1 (en) * 2021-09-13 2022-04-25 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Method for determining the coordinates of the center of mass of the product

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012147151A (en) 2014-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9880066B2 (en) Transducer calibration apparatus
RU2434213C1 (en) Stand for measuring mass, centre of mass coordinates and inertia tensor of articles
CN105403361B (en) A kind of skin Nano satellite center mass measuring device
CN106092399B (en) Spaceflight micro thruster impulse measuring table based on torsion balance
CN205642735U (en) Center mass measuring device
CN106153254B (en) A kind of quality center of mass measurement in a closed series vehicle and measurement method
CN104568105A (en) Weighing cell with a device for correcting eccentric load errors and method for correcting eccentric load errors
CN104614148B (en) Mobile testing device applied to wind field characteristic wind tunnel test of terrain model
RU2593644C2 (en) Stand for determining mass and coordinates of centre of mass of article
RU2368880C1 (en) Test bench for measurement of mass, coordinates of center of masses and tensor of item inertia
CN107255509B (en) A kind of mass property measuring system of four-point method
CN106338325B (en) A kind of skin Nano satellite quality, mass center and rotary inertia integrated measurer
CN208588502U (en) A kind of bullet arrow quality center of mass rotary inertia testboard
CN102620887A (en) Device for testing quality characteristic of component
KR20110092524A (en) Static balancing measuring apparatus
RU2525629C1 (en) Bench to measure mass and coordinates of centre of mass of items
CN106248302A (en) A kind of twin shaft air floating table Balame regulating device and balancing method thereof
CN110375838A (en) A kind of electronic balance and its application method
RU2637721C1 (en) Method for graduating multicomponent force and torque sensors and device for its implementation
RU2797387C1 (en) Stand for measuring the mass, coordinates of the centers of mass and moments of inertia of products
RU2562445C2 (en) Test bench for measurement of stato-dynamic characteristics of physical objects
CN209485608U (en) A kind of structure measurement device
CN204854943U (en) Foldable closed -loop control's electronic price computing scale calibrating device
RU2579827C1 (en) Method of determining mass and position of centre of mass of article and device therefor
JP5977983B2 (en) Mass measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191107