Устройство для определения положения центра масс объекта

 

Использование, для определения центра масс объекта в земных условиях и условиях невесомости. Сущность: устройство срдержит 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 вйбровозбудителя, выполненного 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 кольцевые гнезда выполнены соосно. Электромагнит соединен последовательно с усилителем возбуждения и задающим генератором частоты. 3 ил. ч fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 01 М 1/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21).4868090/28 (22) 21.09.90 (46) 07.06.93. Бюл. М 21 (72) Н,Ф.Хильченко, В.Л.Кущ, B.À.Êîìàðîâ и А.В.Егоршев (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1350511, кл. G 01 M 1/.12, 1989.

Авторское свидетельство. СССР

М 1355879, кл. G 01 M 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. Кольцевйе отбортовки с втулками соосно образуют направляющие для штока вибровозбудителя, выполненноИзобретение 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 корпус 1 с площадкой 2 и ребрами жесткости 3. На пло„„.Я „„1820255 А1 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 генератором частоты. 3 ил.

00 щадке 2 выполнены узлы фиксации 4 опорЬ:) ных пружин 5 и кольцевая отбортовка 6, в которой запрессована фторопластовая втулка 7. Кольцевые отбортовки 6 с втулками (Л

7 соосно образуют направляющие для што- Ql 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; Вибровозбудитель выполнен в виде электромагнита 9 с подвижнымдвухполюсным якорем 10. Якорь 10 опирается с двух сторон на пружины 11.

Подвижный якорь 10 через шток 8 соединен с шаровой опорой 12. Шаровая опора 12

1820255

20 крепится 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) устанав- . ливают 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 P(t) от вибровозбудителя на платформу 13, Платформа начнет перемещаться вверх. Если центр масс объекта M 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 выра- ° жено на максимальном (по размерам платформы 13) удалении от точки приложения возбуждающей силы P(t), т.е. в точках креп. ления датчиков виброперемещений. Датчики виброперемещений зафиксируют величины перемещений характерных точек подвижной платформы 13. Аналогl19Ho 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 «олебаний 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 сравнения и 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 величинами перемещений. Затем, перемещая определенным образом контролируемый объект M вдоль этой оси от индикатора 15 с минимальной величиной виброперемещений в сторону индикатора 15 (точки А и В, фиг. 2) и максимальной величиной виброперемещений и контролируя непрерывно величины перемещений в этих двух точках, добиваются равенства величин виброперемещений (в конкретных точках установки индикаторов 15). При равенстве виброперемещений конкретных точек центр масс контролируемого объекта будет совпадать с направлением действия возбуждающей силы Р(1); а это исключит вредное раскачивание штока 8 вибровозбудителя.

Использование упругой системы, связанной через шаровую опору с вибровозбудителем колебаний, и инерционных свойств

30 исследуемого объекта позволит с большой точностью 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 основа50 ния, î т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения 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 и..основания, последовательно связанными с вибровозбудителем задающим генератором частоты и усилителем воз1820255 буждения, платформа выполнена в виде диска, а индикаторы, характеризующие отклонение от параллельности платформы и основания, — в виде датчиков виброперемещений и установлены жестко на платформе по окружности с равномерным угловым шагом.

1820255

1820255

Составитель В. Комаров

Тех ред M.Морге нтал Корректор П. Гереши

Редактор Т. Шубина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2024 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5