Устройство для определения положения центра масс объекта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1820255 М 1 1 О ОБРЕТЕНИЯ САН ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР )Ф 1350511, кл. 6 01 М 1/12, 1989.Авторское свидетельство. СССР В 1355879, кл. 6 01 М 1/12, 1985.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЦЕНТРА МАСС ОБЪЕКТА (57) Использование: для определения центра масс объекта в земных условиях и условиях невесомости. Сущность; .устройство содержит корпус с площадкой и ребрами жесткости. На площадке выполнены узлы фиксации опорных пружин и кольцевая отбортовка, в которой запрессована фторопластовая втулка, Кольцевые отбортовки с втулками соосно образуют направляющие для штока вибровозбудителя, выполненноЬ ратором частоты. 3 ил. Изобретение относится к.измерениям, в частности к устройствам для определения центра масс объекта, и может быть использовано в условиях невесомости,Целью изобретения является повышение точности и расширение эксплуатационных воэможностей.На фиг, 1 показано предлагаемое устройство, поперечный разрез, в двух проекциях; на фиг. 2 - принципиальная схема устройства; на фиг. 3 - блок-схема устройства для определения положения центра масс объекта.Устройство содержит корпусщадкой 2 и ребрами жесткости 3 1 с пло. На плоГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) го в виде электромагнита с подвижным двухполюсным якорем. Якорь опирается с двух сторон на пружины, Подвижный якорь через шток соединен с шаровой опорой, Последняя крепится к подвижной платформе; выполненной в форме диска, в ее геометрическом центре, На платформе выполнены кольцевые гнезда, предназначенные для фиксации опорных пружин от поперечных перемещений в местах контакта с опорными поверхностями. На максимальном удалении от геометрического центра платформы по окружности с равномерным шагом закреплены датчики виброперемещений, выходы которых соединены с . блоком сравнения, выполненным на базе микроЭВМ. Узлы фиксации пружин и коль- цевые гнезда выполнены соосно. Электромагнит соединен последовательно с усилителем возбуждения и задающим генещадке 2 выполнены узлы фиксации 4 опорИ ных пружин 5 и кольцевая отбортовка 6, в которой запрессована фторопластовая втулка 7. Кольцевые отбортовки 6 с втулками И 7 соосно образуют направляющие для што- (Я ка 8 вибровозбудителя. Поверхность штока 8 выполнена полированной и образует.совместно с фторопластовой втулкой 7 трущуюся пару в виде подшипника скольжения с минимальным коэффициентом трения; Вибро- .возбудитель выполнен в виде электромагнита 9 с подвижным двухполюсным якорем 10, Якорь 10 опирается с двух сторон на пружины 11. Подвижный якорь 10 через шток 8 соединен с шаровой опорой 12. Шаровая опора 12крепится к подвижной платформе 13, выполненной в форме диска, в ее геометрическом центре. На платформе 13 выполнены кольцевые гнезда 14, предназначенные для фиксации опорных пружин 5 от поперечных перемещений в местах контакта с опорными поверхностями, На максимальном удалении от геометрического центра платформы 13 по окружности с равномерным угловым шагом закреплены индикаторы 15 в виде датчиков виброперемещений, выходы кото- рых соединены с блоком 16 сравнения и визуализации (см. фиг. 3), выполнены на базе микроЭВМ, Узлы фиксации 4 пружин 5 и кольцевые гнезда 14, выполнены соосно, Электромагнит 9 соединен последовательно с усилителем возбуждения 17 и задающим генератором частоты 18 (фиг, 3).Устройство работает следующим образом.Объект контроля М (см. фиг, 2) устанавливают на подвижную опору 13 и жестко закрепляют его. Затем с помощью задающего генератора частоты 18 через усилитель возбуждения 17 сигнал подается на обмотки электромагнита 9. Созданное катушкой по.следнего электромагнитное поле воздействует на подвижный двухполюсный якорь 10, который перемещается, например, вверх, сжав верхнюю. пружину 11, накапливая в ней энергию обратного, хода. Одновременно с перемещением якоря 10 шток 8, закрепленный на якоре, через шаровую опору 12 передает импульс Р(1) от вибровозбудителя на платформу 13, Платформа начнет перемещаться вверх. Если центр масс объекта М не находится на оси х, совпадающей с осью подвижного шока 8, величины перемещений точек платформы 13 вследствие различия величин инерционных сил будут также различньйли, Особенно ярко это будет выражено на максимальном (по размерам платформы 13) удалении от точки приложения возбуждающей силы Р(1),т.е. в точках крепления датчиков виброперемещений. Датчики виброперемещений зафиксируют величины перемещений характерных точек подвижной лафор 13, Ааоо фик,сируются величины перемещений при движении платформы 13, связанной со штоком 8, вниз (в. нашем случае), Таким образом, подбирая задающим генератором 18 частоту колебаний, добиваются стабильности колебаний платформы 13 относительно точки О (см. фиг.2, шаровой опоры - фиг, 1). Очевйдно, что относительно этой точки будут максимальная и минимальная величины перемещений двух других точек, диаметрально противоположных, максимально от нее удаленных, в нашем случае индикаторов 15. Проводя с помощью блока 16 сравненияи визуализации(см. фиг. 3) последовательно обзор величин виброперемещений всех индикаторов 15, определяют координаты тех индикаторов, у которых параметры перемещений будут максимальными и минимальными. На основании результатов обзора.параметров определяют ось, соединяющую датчики с максимальной и минимальной ве личинами перемещений. Затем, перемещаяопределенным образом контролируемый объект М вдоль этой оси от индикатора 15 с минимальной величиной виброперемещений в сторону индикатора 15 (точки А и В, 15 фиг, 2) и максимальной величиной виброперемещений и контролируя непрерывно величины перемещений в этих двух точках, добиваются равенства величин виброперемещений (в конкретных точках установки 20 индикаторов 15). При равенстве виброперемещений конкретных точек центр масс контролируемого объекта будет совпадать с направлением действия возбуждающей силы Р(1); а это исключит вредное раскачива ние штока 8 вибровозбудителя. Использование упругой системы, связанной через шаровую опору с вибровозбудителем колебаний, и инерционных свойств 30 исследуемого объекта позволит с большойточностью и достаточно просто определять центр масс неизвестных объектов, соизмеримых с массой базовых объектов, на которых устанавливается заявляемое 35 устройство. Наличие в устройстве задающе-:го генератора и блока сравнения позволит соответственно выбрать оптимальный уро; вень и частоту возбуждения и повысить точ- .ность в определении оси объекта контроля, на которой находится центр масс. В результате этого повышается точность и производительность измерений, осуществляется автоматизация и роцесса измерений.Формула изобретения 45 Устройство для определения положе. ния центра масс объекта, содержащее основание, подпружиненную к нему платформу и индикаторы, характеризующие отклонение от параллельности платформы и основа ния, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности и расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено вибровозбудителем, связанным посредством шаровой опоры с платформой, блоком 55 сравнения и визуализации, связанным входом с выходами индикаторов, характеризующих отклонение от параллельности платформы иоснования, последовательно связанными с вибровозбудителем задающим генератором частоты и усилителем воз1820255 В 8 буждения, платформа выполнена в виде диска, а индикаторы, характеризующие отклонение от параллельности платформы и основания, - в виде датчиков виброперемещений и установлены жестко на платформе поокружности с равномерным угловым шагом.1820255 оставитель В, Комаровехред М.Моргентал Корректор П. Гереши би ктор Заказ 2024 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101