Устройство для определения центра тяжести изделий

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<н875227

Союз Советских

Социалмстмческнх

Республик

Ф

« (61 ) Допол н и тельное к а вт. с вид- ву (51)М. Кл.

G 01 М 1/12 (22) Заявлено 04.02.80 (21) 2878090/25 28 с присоединением заявки ¹ (28) Приоритет—

Гооударствеииый комитет по делам иэобретеиий и открытий

Опубликовано 23.10 81. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 23.10.81 (53) УДК 6201. .05:531.24 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Галин, В. К. Довыденко, В. А, Цыганков, А. Я. Шенфельд, Н. А. Безрядин, Е. И. Ден иков и Ю. К. Соколов

: (J,":

) 1 ,F (71) Заявитель с l,1.с-., иг: -. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения координаты центра тяжести протяженных изделий.

Известно устройство для определения центра тяжести изделий, содержащее карданную подвеску с грузонриемной платформой и установленные на подвеске уравновешивающие груи зы и электроприводы для перемещения грузов (1).

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет определять центр протяженных изделий.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения центра тяжести изделий, содержащее основание, установленные на нем два весоизмерительные узла, выполненные каждый в виде пружинных весов, и кинематически связанную с узлами грузоприемную раму для изделия (2).

Недостатком известного устройства является то, что в нем применен принцип непосредственных измерений опорных реакций с помощью весов. механического типа, вследствие чего оно имеет невысокую точность и быстродействие,. а также ограниченный диапазон измерения.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено механизмом циклического арретирования, выполненным в виде двух пневмогидравлических цилиндров с поршнями и штоками, а каждый весоизмерительный узел выполнен в виде рамки, кинематически связанной с одним из штоков с возможностью ее перемещения .в вертикальном направлении, установленных на основании двух промежуточных коромысел, взаимодействующих с рамкой, измерительного коромысла и двух разгрузочных рычагов, взаимодействующих между собой и, соответственно, с измерительным коромыслом и обоими промежуточными коромыслами, и закрепленного на измерительном коромысле шагового злектропривода с ходовым винтом и гайкой.

На чертеже представлено схематическое иэображение устройства.

875227

Устройство содержит основание 1,,установленные на нем два весоизмерительных узла, выполненные каждый в виде рамки 2, уста: новленных на основании 1 двух промежуточ ных коромысел 3 и 4, взаимодействующих с рамкой 2, измерительного коромысла 5 и двух разгрузочных рычагов 6 и 7, взаимодействующих между собой и, соответственно, с обоими, промежуточными коромыслами 3 и 4 и измерительным коромыслом 5, и закрепленного на измерительном коромысле шагового электропривода 8 с ходовым винтом 9 и гайкой 10.

Устройство содержит также механизм циклического арретирования, выполненный в виде двух пневмогидравлических цилиндров 11 и 12, шарнирно установленных на основании

1, с поршнями 13 и 14 и штоками 15 и 16, направленными горизонтально. Рамка каждого весоизмерительного узла кинематически связана с одним из штоков 15 и 16 с возможностью ее перемещения в вертикальноМ направлении.

Грузоприемная рама 17 для изделия 18 снабжена упорной стойкой 19, призмами 20 и 21 и установлена этими призмами на обе рамки весоизмерительных узлов.

Устройство содержит также установленные на измерительных коромыслах противовесы

22 и 23 и узлы 24 и 25 для регулировки чувствительности и нулевой точки, а также установленные на основании успокоители 26 и 27, релейно-исполнительный узел 28, предназначенный для управления цилиндрами 11 и 12.

Устройство содержит также электронные измерительно-преобразовательные блоки: нуль-ин дикаторы 29 и 30, определяющие величину и знак раэбаланса измерительных коромысел, блоки 31 и 32 для формирования и счета тактовых импульсов, входы которых подключены к нуль-индикаторам 29 и 30, а выходы — к шаговым электроприводам 8, блоки

33 и 34 для определения усредненных значений опорных реакций, входы которых подключены к блокам 31 и 32, и счетно-решающий блок 35, входы которого подключены к блокам 33 и 34, а выход — к релейноисполнительному узлу 28.

Расстояние 1 между призмами 20 и 21, а также расстояние L между призмой 20 и упорной стойкой 19 являются заранее заданными с высокой точностью величинами. Расстояние Х между стойкой 19 и точкой 0 (центром тяжести изделия) является измеряемой величиной.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении при отсутствии на грузоприемной раме 17 изделия 18 рамки 2 с помогцью механизмов циклического арретирования разарретируются и производится начальное уравновешивание измерительных коромысел 5 с помощью узлов 24 и 25 регулировки начальной точки, а также посредством включения шаговых электроприводов 8, перемещающих гайки 10 до тех пор, пока показания нуль-индикаторов 29 и 30 не будут равны нулю. Одновременно с помощью узлов 24 и о 25 ведется настройка измерительных коромысел на требуемую чувствительность.

После проведения указанных подготовительных операций производится сброс показаний блоков формирования и счета тактовых импульсов 31 н 32, определяющих угол поворота шаговых электроприводов и величину начальных смещений гаек 10, т.е. производится сброс памяти блоков 31 и 32 и блоков 33 и 34 усреднения реакций.

При установке на раме 17 иэделия 18 с координатой центра тяжести Х и массой М на опорных рамках 2 возникают дополнительные нагрузки и опорные реакции определяются по уравнениям

25 (L, +Х)М(Ь a =O (1)

М%=Р1 „ (Ц где — ускорение свободного падения.

Из уравнений (1) и (2) значение коорди- ° наты Х равно

Ь„ i3) ч+

При разарретировании рамок 2 нагрузки, пропорциональные реакциях Q Я передаются

41 Я, на измерительные коромысла 5, разбалансируя последние и создавая на нуль-индикаторах 29 и 30 сигналы разбаланса, которые rioдаются в блоки формирования и счета тактовых импульсов 31 и 32. Эти блоки форми4о руют тактовые импульсы для шаговых электроприводов, перемещающих гайки до тех лор, пока измерительные коромысла не займут исходное (нулевое) положение, а также ведут подсчет числа тактовых импульсов r11и и 2, соответственно, для каждого из весоиэмерительных узлов. Количество импульсов Г1

1 и пч, поданных в электроприводы до получения положения равновесия измерительных коромысел 5 являются мерами соответствующих уравновешивающих моментов и опорных реакций Й и . ЯР К„И,,; (4) = K и грузов-гаек и длинойА0.„дЕ одного шага привода 8, при- чем для симметричных (одинаковых) весоиэме875227 6 . некий (1) — (3) производит подсчет значений координаты Х, а также массы »)

П, +П +- 1ст ЙС

Л рнтельных узлов K и Кг равны между . собой.

При циклической подаче команд с выхода счетно-решающего блока 35 на релейно-исполнительный узел 28 последний включает в работу механизм циклического арретирования, который последовательно, например, 3 — 5 раз поднимает и опускает рамки 2, удерживая их в "разарретированном" положении заданное время 7<>> При этом за счет небольших встряхиваний всех коромысел и разгру зочных рычагов из-за наличия сил сухого трения образуются вариацииЬЯ1,- ЬЯ41 в измеренных значениях опорных реакций Я„и

Я .. 3a периоды времени T > (время

"разарретирования") электроприводы отрабатывают появившиеся вариации Ь R ° и АЯ >

11 с а также вызываемые ими соответствующие разбалансы измерительных коромысел 5, приводя последние в исходные положения равновесия. Поскольку за время "арретирования"

Т>> электропривод отключается, то полученные значения вариаций ЬЯ ° и ЬЯ . рав6 ны и= т 1, (И Я 1= K,ЬП (7) где 5 rl.<,. н до, ; — количества тактовых импульсов; поданных в приводы для "отработки" вариаций hR« ARg, опорных реакций, причем числа дй., и д Г1 ° имеют положитель1Ф . "1 ные или отрицательные значения в зависимости от направления вращения приводов.

Блоки усреднения 33 и 34 производят усреднение значений вариаций ЬЯ1 и ЬЯ сло11 жение их с результатами измерения опорных реакций Я1 и Яо и ввод полученных значений k1 и Q|2 в счетно-решающий блок 35 где дополнительно N — число "разарретирований" и измерений вариаций дЯ -и дЯ .в

11 Ъ одной серии, Й ),3; Я„,.н 2,.Я, — алгебраические суммы тактовых импульсов при отработке ЬЯ1„и дй ; .

Выходные значенияЯ1 и Я1ст опорных реакций из блоков 33 и 34 поступают в блок 35, который, согласно алгоритмам урав10

Градуировка устройства .ведется посредством установки на раму 17 изделия с заданным положением центра тяжести и с известной массой.

Так. как в устройстве применен механизм циклического арретирования, а весоизмерительные узлы содержат систему коромысел и уравновешивающий злектропривод, то при работе устройства достигается существенное повышение точности, быстродействия, а также расширение диапазона измерений.

Формула изобретения

Устройство для определения центра тяжести из. делий, содержащее основание, установленные на нем два весоизмерительные узла, и кинематически связанную с узлами грузоприемную раму для изделия, о т л и ч а ю щ е е с я . тем, что, с целью повышения точности и быст30 роде йствия, оно снабжено механизмом циклического арретирования, выполненным в виде двух пневмогидравлических цилиндров с поршнями и штоками, а каждый весоиэмерительный узел выполнен в виде рамки, кинематически связанной с одним из штоков с возможностью ее перемещения в вертикаль, ном направлении, установленных на основании двух промежуточных коромысел, взаимодействующих с рамкой, измерительного коромысла и двух разгрузочных рычагов, вэаимодей40 ствующих между собой и, соответственно, с измерительным коромыслом и обоими промежуточными коромыслами, и закрепленного на измерительном коромысле шагового электропривода с ходовым винтом и гайкои.

4> Источники информации, принятые во внимание при. экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 567107, кл. G 01 М 1/12, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заяв50 ке М 2552244/25-28, Кл. G 01 М 1/12, 1977 (прототип).

875227

Составитель В. Туляков

Техред А.Савка

Редактор В. Еремеева

Заказ 9321/66

Филиал ПЛП "Патент™, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 910

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор У. Пономаренко

Подписное