JP2011089958A - Method for measuring height of center of gravity - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物体の重心高さ測定方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring the height of the center of gravity of an object.
従来の重心高さ測定方法としては、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。この重心高さ測定方法では、昇降機及びロードセルを有する支持部によって車体(物体)が支持されており、まず、車体が水平に保持された後、ロードセルによって反力が測定される。続いて、昇降機が稼動されて車体が傾斜された後、ロードセルによって反力が測定される。そして、反力の変化量と昇降機の昇降量とに基づいて重心高さが演算される。このような重心高さ測定方法では、昇降機を作動させて車体を傾斜させる際、例えば反力方向が鉛直方向に保たれるように支持部を水平方向に移動させることで、測定精度の向上が図られている。
As a conventional method for measuring the height of the center of gravity, for example, the method described in
しかし、上記の重心高さ測定方法では、前述のように、物体を傾斜させる際に支持部を水平方向に移動させて反力方向を鉛直方向に保つことが要されるため、重心高さの測定に費やされる時間と労力が大きいという問題がある。 However, in the above-described center-of-gravity height measurement method, as described above, it is necessary to keep the reaction force direction in the vertical direction by moving the support portion in the horizontal direction when tilting the object. There is a problem that the time and labor spent for the measurement are large.
そこで、本発明は、費やされる時間と労力を低減することができる重心高さ測定方法を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the center-of-gravity height measuring method which can reduce time and an effort spent.
上記課題を達成するため、本発明に係る重心高さ測定方法は、物体を載せた支持はりを支持部で水平支持すると共に、支持部の反力を第1測定値として測定する第1測定工程と、支持はりを第1測定工程における状態に対し傾斜するように支持部で傾斜支持すると共に、支持部の反力を第2測定値として測定する第2測定工程と、第1測定工程で測定した第1測定値、及び第2測定工程で測定した第2測定値に基づいて、物体の重心高さを算出する算出工程と、を備え、算出工程では、第2測定工程で支持はりを傾斜支持した際に支持部の反力方向が第1測定工程で支持はりを水平支持した際の反力方向に対し傾斜する傾斜角度に関して、物体の重心高さを演算処理により補正することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the center of gravity height measuring method according to the present invention includes a first measuring step in which a support beam on which an object is placed is horizontally supported by a support portion and the reaction force of the support portion is measured as a first measurement value. The support beam is tilted and supported by the support portion so as to be inclined with respect to the state in the first measurement step, and the reaction force of the support portion is measured as the second measurement value, and the measurement is performed in the first measurement step. And a calculation step for calculating the height of the center of gravity of the object based on the first measurement value and the second measurement value measured in the second measurement step. In the calculation step, the support beam is inclined in the second measurement step. The height of the center of gravity of the object is corrected by calculation processing with respect to the inclination angle at which the reaction force direction of the support portion inclines with respect to the reaction force direction when the support beam is horizontally supported in the first measurement step. To do.
この重心高さ測定方法では、支持はりを傾斜支持した際における支持部の反力方向の傾斜角度に関して、重心高さを演算処理により補正している。すなわち、傾斜支持した際の反力方向が水平支持した際の反力方向と同じ方向に保たれるように、支持部を水平方向に移動させることが要されず、演算処理による補正で重心高さが精度よく求められることとなる。従って、本発明によれば、物体の重心高さを測定する際に費やされる時間と労力を低減することが可能となる。 In this center-of-gravity height measurement method, the center-of-gravity height is corrected by an arithmetic processing with respect to the inclination angle in the reaction force direction of the support portion when the support beam is inclined and supported. That is, it is not necessary to move the support portion in the horizontal direction so that the direction of the reaction force when tilting is supported is the same as the direction of the reaction force when horizontally supporting. Is required with high accuracy. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the time and labor spent when measuring the height of the center of gravity of an object.
ここで、費やされる時間と労力を低減するという上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、支持部は、支持はりにおいて一方側を吊下げ支持する第1吊り具と、支持はりにおいて一方側と物体に対して反対側の他方側を吊下げ支持する第2吊り具と、を含み、第1測定工程では、第1及び第2吊り具の少なくとも一方に取り付けられたロードセルによって第1測定値を測定し、第2測定工程では、第1及び第2吊り具の少なくとも一方を持ち上げる又は下げることによって支持はりを傾斜させると共に、ロードセルによって第2測定値を測定する構成が挙げられる。 Here, as a configuration that favorably achieves the above-described effect of reducing time and labor spent, specifically, the support portion includes a first hanging tool that supports one side of the support beam, and a support beam. A second suspender that suspends and supports the one side and the other side opposite to the object. In the first measurement step, the load cell is attached to at least one of the first and second suspenders. The measurement value is measured, and in the second measurement step, the support beam is tilted by lifting or lowering at least one of the first and second suspensions, and the second measurement value is measured by the load cell.
このとき、第2測定工程において物体を傾斜させる際の回転における水平な回転軸の方向をx軸方向とし、第1及び第2吊り具の長さは共通の所定長であり、x軸方向に対して垂直な投影面を定義し、第1吊り具による支持はりの支持点の投影面への投影は一点に重なり、該一点を第1支持点とし、第2吊り具による支持はりの支持点の投影面への投影は一点に重なり、該一点を第2支持点とし、第1支持点と第2支持点とを結ぶ線分を支持はり中心線とし、投影面上での支持はり中心線の垂直二等分線をz軸とし、支持はり中心線に対して物体と同じ側にz軸上に任意に定めた点を原点とし、原点をz軸と共有し支持はり中心線に沿う方向の軸をy軸とし、第1測定工程では、支持はり中心線は水平であり且つ支持部の反力方向は鉛直であり、算出工程では、物体及び支持はりの重心高さをz軸上の重心位置z´として下式(1),(2)によって算出し、該重心高さに基づいて物体の重心高さを求める場合がある。
但し、
a :支持はり中心線の長さ/2
W´:物体及び支持はりの重量
ζ :補正係数
ΔR:第1及び第2測定工程間での支持部の反力変化量
θ :前記第2測定工程における前記支持はり中心線の水平面に対する傾斜角度
h :前記支持はり中心線と前記原点との間の前記z軸方向距離
c :前記第1及び第2吊り具の所定長
y´:前記物体及び前記支持はりの前記y軸上の重心位置
At this time, the direction of the horizontal rotation axis in the rotation at the time of tilting the object in the second measurement step is the x-axis direction, and the lengths of the first and second suspension tools are a common predetermined length, and the x-axis direction is A projection plane that is perpendicular to the projection plane is defined, and the projection of the support point of the support beam by the first lifting device overlaps the projection surface, and this point is taken as the first support point, and the support point of the support beam by the second suspension device Projection onto the projection plane overlaps with one point, this point is the second support point, the line segment connecting the first support point and the second support point is the support beam centerline, and the support beam centerline on the projection plane The vertical bisector of the z axis is the z axis, the point arbitrarily defined on the z axis on the same side as the object with respect to the support beam center line is the origin, and the origin is shared with the z axis along the support beam center line In the first measurement step, the support beam center line is horizontal and the reaction force direction of the support portion is vertical. In the calculation step, the center of gravity height of the object and the support beam is calculated as the center of gravity position z ′ on the z-axis by the following equations (1) and (2), and the center of gravity height of the object is obtained based on the center of gravity height. There is a case.
However,
a: Length of support beam center line / 2
W ′: Weight of the object and the support beam ζ: Correction coefficient ΔR: Change amount of reaction force of the support portion between the first and second measurement steps θ: Angle of inclination of the support beam center line with respect to the horizontal plane in the second measurement step h: Z-axis direction distance between the support beam center line and the origin c: Predetermined length of the first and second hanger y ': Position of the center of gravity of the object and the support beam on the y-axis
また、費やされる時間と労力を低減するという上記作用効果を奏する構成として、具体的には、支持部は、支持はりにおいて一方側を吊下げ支持する吊り具と、支持はりにおいて一方側と物体に対して反対側の他方側を傾動可能に固定支持する傾動支持具と、を含み、第1測定工程では、吊り具及び傾動支持具の少なくとも一方に取り付けられたロードセルによって第1測定値を測定し、第2測定工程では、吊り具を持ち上げる又は下げることによって支持はりを傾斜させると共に、ロードセルによって第2測定値を測定する構成が挙げられる。 In addition, as a configuration that achieves the above-described effect of reducing time and labor spent, specifically, the support portion includes a suspension tool that supports one side of the support beam, and a support member that supports the one side and the object. And a tilting support that fixedly supports the other side opposite to the tilting support. In the first measurement step, the first measurement value is measured by a load cell attached to at least one of the suspension and the tilting support. In the second measurement step, there is a configuration in which the support beam is tilted by lifting or lowering the lifting tool and the second measurement value is measured by the load cell.
このとき、第2測定工程において物体を傾斜させる際の回転における水平な回転軸の方向をx軸方向とし、吊り具の長さは所定長であり、x軸方向に対して垂直な投影面を定義し、吊り具による支持はりの支持点の投影面への投影は一点に重なり、該一点を第1支持点とし、傾動支持具による支持はりの支持点の投影面への投影は一点に重なり、該一点を第2支持点とし、第1支持点と第2支持点とを結ぶ線分を支持はり中心線とし、投影面上での支持はり中心線の垂直二等分線をz軸とし、支持はり中心線に対して物体と同じ側にz軸上に任意に定めた点を原点とし、原点をz軸と共有し支持はり中心線に沿う方向の軸をy軸とし、第1測定工程では、支持はり中心線は水平であり且つ支持部の反力方向は鉛直であり、算出工程では、物体及び支持はりの重心高さをz軸上の重心位置z´として下式(3),(4)によって算出し、該重心高さに基づいて物体の重心高さを求める場合がある。
但し、
a :支持はり中心線の長さ/2
W´:物体及び支持はりの重量
ζ :補正係数
ΔR:第1及び第2測定工程間での支持部の反力変化量
θ :前記第2測定工程における前記支持はり中心線の水平面に対する傾斜角度
h :前記支持はり中心線と前記原点との間の前記z軸方向距離
c :前記吊り具の所定長
y´:前記物体及び前記支持はりの前記y軸上の重心位置
At this time, the direction of the horizontal rotation axis in the rotation when tilting the object in the second measurement step is the x-axis direction, the length of the suspension is a predetermined length, and the projection plane perpendicular to the x-axis direction is Defined, the projection of the support point of the support beam by the lifting tool overlaps with one point, and this one point is the first support point, and the projection of the support point of the support beam by the tilting support device overlaps with one point. The one support point is the second support point, the line segment connecting the first support point and the second support point is the support beam center line, and the perpendicular bisector of the support beam center line on the projection plane is the z-axis. The first measurement is performed by using the point arbitrarily defined on the z axis on the same side as the object with respect to the center axis of the support beam as the origin, and the axis in the direction along the support beam center line as the origin while sharing the origin with the z axis. In the process, the support beam center line is horizontal and the reaction force direction of the support part is vertical. The following expression height of the center of gravity of the fine supporting beam as the center-of-gravity position z'on the z axis (3), there is a case where the calculated seek height of the center of gravity of the object based on said heavy heart height by (4).
However,
a: Length of support beam center line / 2
W ′: Weight of the object and the support beam ζ: Correction coefficient ΔR: Change amount of reaction force of the support portion between the first and second measurement steps θ: Angle of inclination of the support beam center line with respect to the horizontal plane in the second measurement step h: Distance in the z-axis direction between the support beam center line and the origin c: Predetermined length of the hanger y ′: Position of the center of gravity of the object and the support beam on the y-axis
さらにまた、費やされる時間と労力を低減するという上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、支持部は、支持はりにおいて一方側を伸縮装置を介して傾動可能に固定支持する第1傾動支持具と、支持はりにおいて一方側と物体に対して反対側の他方側を傾動可能に固定支持する第2傾動支持具と、を含み、第1測定工程では、第1及び第2傾動支持具の少なくとも一方に取り付けられたロードセルによって第1測定値を測定し、第2測定工程では、伸縮装置を伸縮させることによって支持はりを傾斜させると共に、ロードセルによって第2測定値を測定する構成が挙げられる。 Furthermore, as a configuration that preferably exhibits the above-described effect of reducing time and labor spent, specifically, the support portion is fixedly supported so that one side of the support beam can be tilted via an expansion / contraction device. A tilt support, and a second tilt support that fixedly supports one side of the support beam and the other side opposite to the object so as to be tiltable. In the first measurement step, the first and second tilt supports The first measurement value is measured by a load cell attached to at least one of the tools, and in the second measurement step, the support beam is tilted by expanding and contracting the extension device, and the second measurement value is measured by the load cell. It is done.
このとき、第2測定工程において物体を傾斜させる際の回転における水平な回転軸の方向をx軸方向とし、x軸方向に対して垂直な投影面を定義し、第1傾動支持具による支持はりの支持点の投影面への投影は一点に重なり、該一点を第1支持点とし、第2傾動支持具による支持はりの支持点の投影面への投影は一点に重なり、該一点を第2支持点とし、第1支持点と第2支持点とを結ぶ線分を支持はり中心線とし、投影面上での支持はり中心線の垂直二等分線をz軸とし、支持はり中心線に対して物体と同じ側にz軸上に任意に定めた点を原点とし、原点をz軸と共有し支持はり中心線に沿う方向の軸をy軸とし、第1測定工程では、支持はり中心線は水平であり且つ支持部の反力方向は鉛直であり、算出工程では、物体及び支持はりの重心高さをz軸上の重心位置z´として下式(5),(6)によって算出し、該重心高さに基づいて物体の重心高さを求める場合がある。
但し、
a :支持はり中心線の長さ/2
W´:物体及び支持はりの重量
ζ :補正係数
ΔR:第1及び第2測定工程間での支持部の反力変化量
θ :前記第2測定工程における前記支持はり中心線の水平面に対する傾斜角度
h :前記支持はり中心線と前記原点との間の前記z軸方向距離
c :前記第1測定工程における前記伸縮装置の鉛直方向長さ
y´:前記物体及び前記支持はりの前記y軸上の重心位置
At this time, the direction of the horizontal rotation axis in the rotation when tilting the object in the second measurement step is defined as the x-axis direction, a projection plane perpendicular to the x-axis direction is defined, and the support beam by the first tilt support tool The projection of the support point on the projection plane overlaps with one point, the one point serves as the first support point, the projection of the support point of the support beam by the second tilting support tool onto the projection plane overlaps with one point, and the one point becomes the second point. As a support point, a line segment connecting the first support point and the second support point is a support beam center line, a perpendicular bisector of the support beam center line on the projection plane is az axis, and the support beam center line is On the other hand, a point arbitrarily defined on the z-axis on the same side as the object is the origin, the origin is shared with the z-axis, and the axis along the support beam center line is the y-axis. The line is horizontal and the reaction force direction of the support is vertical, and in the calculation process, the weight of the object and the support beam Lower expression level as the center-of-gravity position z'on z-axis (5), there is a case where the calculated seek height of the center of gravity of the object based on said heavy heart height by (6).
However,
a: Length of support beam center line / 2
W ′: Weight of the object and the support beam ζ: Correction coefficient ΔR: Change amount of reaction force of the support portion between the first and second measurement steps θ: Angle of inclination of the support beam center line with respect to the horizontal plane in the second measurement step h: distance in the z-axis direction between the support beam center line and the origin c: vertical length of the telescopic device in the first measurement step y ′: the object and the support beam on the y-axis Position of the center of gravity
本発明によれば、物体の重心高さを測定する際に費やされる時間と労力を低減することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce the time and labor spent when measuring the height of the center of gravity of an object.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、「前」「後」「左」「右」の語は、車体の前後方向、左右方向に対応するものである。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent element in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The terms “front”, “rear”, “left”, and “right” correspond to the front-rear direction and the left-right direction of the vehicle body.
まず、本発明の第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る重心高さ測定方法を実施する傾斜支持装置を後方から見たときの概略図である。本実施形態では、傾斜支持装置10を用い、車体(物体)Tを、図1(a)に示すように水平支持した状態から、図1(b)に示すように傾斜支持した状態へと車体Tの幅方向(左右方向)に傾斜させる。傾斜の際の回転における回転軸の方向(図1の紙面垂直方向、すなわち車体Tの前後方向)は、水平である。この回転軸の方向をx軸方向とする。図1は、傾斜支持装置10を後方から見たものであることから、x軸方向に対して垂直な1つの投影面を表している(後述の図6,7についても同様)。
First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic view of an inclined support device that performs the center-of-gravity height measurement method according to the first embodiment when viewed from the rear. In the present embodiment, the vehicle body (object) T is used from the state where it is horizontally supported as shown in FIG. 1A to the state where it is inclined and supported as shown in FIG. Inclined in the width direction (left-right direction) of T. The direction of the rotation axis in the rotation at the time of tilting (the direction perpendicular to the plane of FIG. 1, that is, the front-rear direction of the vehicle body T) is horizontal. The direction of this rotation axis is the x-axis direction. Since FIG. 1 is a view of the
この傾斜支持装置10を用い、本実施形態では、車体Tを水平支持したときの反力(第1測定値)R0と、車体Tを傾斜支持したときの反力(第2測定値)Rと、をそれぞれ測定する。そして、これら反力R0,Rの変化に基づく演算処理によって車体Tにおける重心の上下方向位置、すなわち、車体Tの重心高さを算出する。そこで、まず、傾斜支持装置10について説明する。
In this embodiment, using the
傾斜支持装置10は、いわゆる両吊り支持方式のものであり、車体Tの左側及び右側の双方を吊り下げるように支持する。この傾斜支持装置10は、車体Tを載置して支持する一対の支持はり12,12と、支持はり12をロードセル13を介して吊下する吊り具14と、吊り具14を吊り上げ又は下げるジャッキ15と、を備えている。
The
車体Tは、電車等の鉄道車両の構造体であり、乗客を収容する空間を内部に有する箱型形状をなしている。支持はり12,12は、左右方向に延在する梁部材である。これら支持はり12,12は、車体Tの枕梁に対応する位置に当接する当接部21,21をそれぞれ有しており、この当接部21を介して車体Tを支持する。
The vehicle body T is a structure of a railway vehicle such as a train, and has a box shape having a space for accommodating passengers therein. The support beams 12 and 12 are beam members extending in the left-right direction. These support beams 12 and 12 have
吊り具14は、ジャッキ15に対して支持はり12を吊下するものであり、ここでは、棒状の部材(ボルト等)が用いられている。吊り具14は、その長さが所定長c(例えば、約1060mm)とされている。ここでは、吊り具14は、4セット用いられており、支持はり12,12の両端部にそれぞれ接続されている。具体的には、吊り具14の下端が、前後方向(紙面垂直方向)を軸とする支持はりピン16を介して、支持はり12の両端部に取り付けられている。これにより、吊り具14にあっては、支持はりピン16を支持点として、支持はり12を支持はりピン16の軸回りに回転可能(傾動可能)に吊下し、車体Tを前方の左右両端側及び後方の左右両端側で4点支持する。
The hanging
一対の支持はり12,12は同一に作られていることから、後述のようにジャッキ15を適切に調整すれば、左端側の吊り具14lによる支持はり12,12の支持点(支持はりピン16l,16l)の上記投影面への投影は、一点(すなわち、第1支持点)に重なり、右端側の吊具14rによる支持はり12,12の支持点(支持はりピン16r,16r)の上記投影面への投影は、一点(すなわち、第2支持点)に重なる。なお、図1は上記投影面を表すから、図1において、点16lは第1支持点をも表し、点16rは第2支持点をも表す。第1支持点と第2支持点とを結ぶ線分を、支持はり中心線Aと称する。
Since the pair of support beams 12 and 12 are made the same, if the
一方、各吊り具14の上端は、例えばボールジョイント等の吊りピン17を介してジャッキ15に回転可能(傾動可能)に取り付けられている。左右方向に隣接する支持はりピン16l,16r間の直線距離、及び左右方向に隣接する吊りピン17l,17r間の直線距離は、所定距離a(例えば、1800mm)の2倍である距離2aとされている。なお、支持はりピン16l,16rは左右方向に隣接している(すなわち、図1が表す上記投影面に平行な同一平面上にある)から、支持はり中心線Aの長さも2aである。
On the other hand, the upper end of each
ロードセル13は、各吊り具14にそれぞれ取り付けられている。このロードセル13は、吊り具14のそれぞれに作用する張力(軸力)を、車体Tによる反力として測定する。
The
図2(a)は、図1の傾斜支持装置のコンピュータを示すブロック図である。図2(a)に示すように、ロードセル13には、データロガー27を介してコンピュータ18が接続されている。データロガー27は、ロードセル13で計測された反力をデジタル化してコンピュータ18に送信する。
FIG. 2A is a block diagram showing a computer of the tilt support apparatus of FIG. As shown in FIG. 2A, a
コンピュータ18は、データロガー27から受信した反力に基づいて演算処理を行い、車体T及び支持はり12の全体(車体T及び支持はり12を含む構造体)の重心高さである重心高さz´(以下、単に「重心高さz´」ともいう)を算出し、車体Tの重心高さを算出する。また、このコンピュータ18は、表示部を有しており、算出した車体Tの重心高さを表示部に表示する。
The
図1(a)に戻り、ジャッキ15は、鉛直方向に吊りピン17を移動させて吊り具14の上端を鉛直方向に吊り上げ又は下げる。つまり、ジャッキ15が適宜動作されることで、支持はり12が左右方向(車体Tのロール方向)に傾動されることになる(図1(b)参照)。
Returning to FIG. 1A, the
図2(b)は、図1の傾斜支持装置の制御盤を示すブロック図である。図2(b)に示すように、ジャッキ15には、制御盤19が接続されている。制御盤19は、ジャッキ15の動作を制御するためのものである。この制御盤19は、ジャッキ15を適宜動作させ、支持はり12を左右方向に所望に傾動させる。
FIG. 2B is a block diagram showing a control panel of the tilt support apparatus of FIG. As shown in FIG. 2B, a
なお、図1に示すように、本実施形態においては、上記投影面上での支持はり中心線Aの垂直二等分線(すなわち、上下方向)をz軸とし、支持はり中心線Aに対して車体Tと同じ側にz軸上に任意に定め得る点の1つであってz軸が床板20の平面と交わる点を、原点Oに定める。これと共に、原点Oをz軸と共有し支持はり中心線Aに沿う方向(すなわち、左右方向)の軸をy軸として車体Tの重心高さを測定している(以下、同じ)。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the vertical bisector (that is, the vertical direction) of the support beam center line A on the projection plane is defined as the z axis, and the support beam center line A is Thus, one of the points that can be arbitrarily determined on the z-axis on the same side as the vehicle body T, and the point where the z-axis intersects the plane of the
このような傾斜支持装置10を用いた重心高さ測定方法では、まず、図1(a)に示すように、制御盤19を操作することで、支持はり中心線Aが水平となるようジャッキ15を調整しつつ、支持はり12を吊り具14で水平支持する(水平支持状態:図3のS1)。この水平支持状態では、吊り具14に作用する反力R0の方向が鉛直方向となっている。
In the method of measuring the height of the center of gravity using such an
次に、この水平支持状態にてロードセル13により反力R0を測定する(S2)。ここでは、車体Tの左側に位置する2つのロードセル13l,13lによる反力R0の和を反力R13 0とし、右側に位置する2つのロードセル13r,13rによる反力R0の和を反力R24 0としている。つまり、測定された反力R0を右側と左側とで分けている。
Next, the reaction force R0 is measured by the
次に、測定した反力R0に基づいて、下式(7),(8)により、車体T及び支持はり12の重量W´と、車体T及び支持はり12のy軸上(左右方向)の重心位置y´とを算出する(S3)。
次に、図1(b)に示すように、制御盤19を操作することで、支持はり中心線Aが水平面に対し傾斜角θで傾斜するよう(水平支持状態に対し傾斜するよう)ジャッキ15の少なくとも一方を調整しつつ、支持はり12を吊り具14で傾斜支持する(傾斜支持状態:S4)。換言すると、左右方向に隣接する支持はりピン16l,16rを繋ぐ方向と水平方向との間の角度が傾斜角θとなるように、ジャッキ15を制御して車体Tを左右方向に傾斜させる。
Next, as shown in FIG. 1B, by operating the
このとき、ジャッキ15にあっては、吊りピン17を水平方向に移動させずに鉛直方向に上げ下げするのみであることから、吊りピン17l,17r間の水平距離は、常に距離2aとされている。一方、支持はりピン16l,16r間の水平距離は、傾斜角θに伴って変化するため、距離2acosθとなる。また、車体Tの左側に位置する吊り具14lは、鉛直方向に対して傾斜角φ13で傾斜し、車体Tの右側に位置する吊り具14rは、鉛直方向に対して傾斜角φ24で傾斜する。つまり、吊り具14l,14rの反力方向が傾斜角φ13,φ24でそれぞれ傾斜する。
At this time, in the
次に、この傾斜支持状態にてロードセル13により反力Rを測定する(S5)。ここでは、上記S2と同様に、左側のロードセル13l,13lによる反力Rの和を反力R13とし、右側のロードセル13r,13rによる反力Rの和を反力R24としている。つまり、測定された反力Rを右側と左側とで分けている。
Next, the reaction force R is measured by the
次に、上記S2にて測定した反力R0及び上記S5にて測定した反力Rに基づいて、z軸上の重心位置z´(以下、「重心高さz´」ともいう)をコンピュータ18で算出する。具体的には、まず、上記S2,S5で測定した反力R0,Rに基づいて、下式(9)〜(11)により、水平支持状態と傾斜支持状態との間での反力R0,Rの変化量の平均値である反力変化量ΔRを算出する(S6)。
なお、上記S6では、ロードセル13lにおける反力R0,Rの変化量を反力変化量R13 *とし、ロードセル13rにおける反力R0,Rの変化量を反力変化量R24 *としている。上記S2にて測定されたロードセル13の反力R0をゼロとする場合(つまり、いわゆるゼロリセットを行う場合)、上記S5では、反力変化量R13 *,R24 *が直接求められるため、上式(9),(10)の演算を不要にできる。
In the above-S6, the
そして、吊り具14l,14rが傾斜角φ13,φ24で傾斜することに応じて(すなわち、傾斜角φ13,φ24に関して)補正されてなる下式(35),(36)に従って、上記S6にて算出した反力変化量ΔRに基づき重心高さz´を算出する(S7)。ここで、下式(35),(36)の導出について、具体的に説明する。
Then, according to the following expressions (35) and (36) corrected according to the inclination of the
図1(b)に示すように、傾斜支持状態においてのy−z平面内での鉛直方向及び水平方向の力の釣り合い、並びにx軸回りのモーメントの釣り合いにより、下式(12)〜(14)を導出する。
但し、
h :支持はり中心線Aと原点Oとの間のz軸方向距離
As shown in FIG. 1 (b), the following formulas (12) to (14) are obtained by balancing the forces in the vertical and horizontal directions in the yz plane in the inclined support state, and by balancing the moments about the x axis. ) Is derived.
However,
h: Distance in the z-axis direction between the support beam center line A and the origin O
続いて、上式(14)を変形して下式(15)を求め,さらに変形して下式(16)を求める。
続いて、上式(16)に上式(13)を代入して下式(17)を求め、これに上式(12)を代入して下式(18)を求める。
続いて、傾斜角φ13,φ24を微小とみなすことができるため、上式(18)においてcosφ13=cosφ24≒1と近似し、下式(19)の関係を導出する。
この上式(19)に、上式(9)〜(11)を代入して下式(20)を求め,これを変形して下式(21)を求める。
続いて、上式(21)に上式(8)を代入して重心位置y´を消去する。その結果、下式(22)が導出されることとなる。
この上式(22)において、最後の項は、傾斜角φ13に起因する(すなわち、傾斜支持によって反力方向が変化することによる)成分であり、従来、ジャッキ15を操作することで吊りピン17を水平方向に移動させて、傾斜角φ13が0となるよう機械的に補正をしている。これに対し、本実施形態では、反力R13及び傾斜角sinφ13を演算処理によって算出し、傾斜角φ13の成分を含まないよう重心高さz´を演算処理により補正している。
In the above equation (22), the last term is a component resulting from the inclination angle φ 13 (that is, due to the reaction force direction changing due to the inclination support). Conventionally, the suspension pin is operated by operating the
すなわち、まず、反力R13 0,R24 0,R13,R24、及び反力変化量R13 *,R24 *の間に成立する関係から、下式(23)〜(25)の関係を求める。なお、下式(24)では、cosφ13=cosφ24≒1とする近似を適用している。
反力R13については、上式(8),(23)に基づき下式(26)を求め、これに上式(9)を代入し、下式(27)を求める。また、上式(11),(25)により下式(28)を求める。そして、下式(28)を用い、下式(27)から下式(29)を導出する。これにより、反力R13が、重心位置y´と重量W´と反力変化量ΔRとから求められることとなる。
一方、傾斜角sinφ13については、上式(13)に上式(24)を用いて下式(30)を求める。この下式(30)を、傾斜支持状態で幾何学的に成立する下式(31)に代入することで、下式(32)を求める。そして、さらに上式(29)を代入することで、下式(33)を導出する。これにより、傾斜角sinφ13についても、重心位置y´と重量W´と反力変化量ΔRとから求められることとなる。
従って、上式(29),(33)を上式(22)に代入することで、傾斜角φ13を含まない重心高さz´の演算式として、下式(34)を導出することができる。
これにより、重心高さz´を補正するための係数として補正係数ζを求める下式(36)が導出されると共に、この補正係数ζを用いて傾斜角φ13,φ24に関して補正された重心高さz´を求める下式(35)が導出されることとなる。この下式(35)においては、ζΔRは、重心高さ測定における反力変化量ΔRに対する補正量とみなすことができる。
ところで、上式(35)は、(1+ζ)ΔRがtanθに比例し、その比例定数mが(z´+h)W´/2aであることを意味している。よって、比例定数mを用いると、上式(35)が下式(37)に変換される。そこで、本実施形態では、以下のようにして重心高さz´を算出してもよい。
すなわち、傾斜角θ=0°〜約10°の範囲で上記S4,5を複数回繰り返し実施し、反力変化量ΔRを複数測定して補正係数ζを複数算出する。続いて、図4に示すように、横軸をtanθとし縦軸を(1+ζ)ΔRとするグラフ上にて、かかる測定毎にプロットする。そして、これらプロット点Pについて最小自乗法を適用し、プロット点が通る直線Lの比例定数mを算出する。この比例定数mを上式(37)に代入することで、重心高さz´を算出してもよい。 That is, S4 and S5 are repeated a plurality of times in the range of the inclination angle θ = 0 ° to about 10 °, a plurality of reaction force change amounts ΔR are measured, and a plurality of correction coefficients ζ are calculated. Subsequently, as shown in FIG. 4, the measurement is plotted for each measurement on a graph in which the horizontal axis is tan θ and the vertical axis is (1 + ζ) ΔR. Then, the least square method is applied to these plot points P to calculate the proportionality constant m of the straight line L through which the plot points pass. The center of gravity height z ′ may be calculated by substituting this proportionality constant m into the above equation (37).
そして最後に、予め測定した支持はり12の重量及び重心高さに基づいて、重心高さz´から車体Tの重心高さを算出する。
Finally, the center of gravity height of the vehicle body T is calculated from the center of gravity height z ′ based on the weight and height of the center of gravity of the
以上、本実施形態では、支持はり12を傾斜支持したときに反力方向が支持はり12を水平支持した際の反力方向に対し傾斜する傾斜角度である傾斜角φ13,φ24に関して、車体Tの重心高さを演算処理により補正し算出する。つまり、反力方向が鉛直方向に保たれるよう(傾斜支持状態での反力方向が水平支持状態での反力方向と同じになるよう)吊りピン17を水平方向に移動させることが要されず、演算処理による補正のみでもって車体Tの重心高さを高精度に導出可能となる。
As described above, in the present embodiment, regarding the tilt angles φ 13 and φ 24 that are tilt angles with which the reaction force direction is tilted with respect to the reaction force direction when the
従って、本実施形態によれば、車体Tの重心高さを測定する際に費やされる時間と労力を低減することが可能となる。その結果、傾斜支持装置10の水平移動機構を省略することができる。また、吊り具14を極端に長くして傾斜角φ13,φ24の影響を抑制するという必要もなく、ひいては、吊り具14が長いことで車体Tの制振性が悪化するのを防止できる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce time and labor spent when measuring the height of the center of gravity of the vehicle body T. As a result, the horizontal movement mechanism of the
また、本実施形態では、上述したように、いわゆる両吊り方式で重心高さz´を測定している。よって、重量W´及び重心位置y´を別途の装置を用いずに算出することができる。また、両吊り方式の場合、吊り具14l,14rが共に鉛直方向に対して傾斜することから、吊り具14l,14rのそれぞれ単独でみると、後述の片吊り方式に比べて傾斜角φが小さくなる。よって、傾斜角φ13,φ24に関する上記近似の精度が高まり、車体Tの重心高さを一層高精度に求めることができる。
In this embodiment, as described above, the center-of-gravity height z ′ is measured by a so-called both-hanging method. Therefore, the weight W ′ and the gravity center position y ′ can be calculated without using a separate device. In the case of the double suspension system, the
また、本実施形態では、上述したように、ロードセル13を吊り具14に設けている。そのため、ロードセル13の荷重測定方向(ここでは、吊り具14の軸線方向)と交差する方向の荷重である横荷重がロードセル13に作用され難い。よって、横荷重による誤差、破損及び劣化を防止することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、上述したように、車体Tを直接支持せずに、車体Tが載置された支持はり12を支持することから、車体Tの重心高さを測定する際に車体Tが損傷するのを抑制することが可能となる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、鉄道車両については、他の車両と異なり、出荷する1編成の列車を構成する種別の異なる車両のそれぞれについて重心高さ測定を実施する場合があることから、費やされる時間と労力を低減する本実施形態の上記効果は顕著である。 Also, for rail vehicles, unlike other vehicles, the center-of-gravity height may be measured for each of the different types of vehicles that make up a single train to be shipped, reducing time and effort spent. The effect of this embodiment is remarkable.
なお、本実施形態では、上式(36)に示すように、補正係数ζが1に対して小さな量の自乗項(つまり、(y´/a−2ΔR/W´)2)を有していることから、この自乗項を省略する近似を適用することで、補正係数ζを下式(38)で表してもよい。
また、本実施形態では、吊り具14を4セット用いて前方の左右両側及び後方の左右両側にて車体Tを4点支持したが、車体Tを3点支持してもよく、車体Tを5点以上で支持してもよく、要は、測定された反力R0,Rを右側と左側とで分けて演算できればよい。
Further, in the present embodiment, four sets of the
さらに、本実施形態では、支持はり12として左右方向に延在する梁部材を車体Tの前後に一対用いたが、単一の平板状の枠組み構造としてもよく、また、3本以上用いてもよく、要は、全体として3点以上の支持点(支持はりピン16)を有していればよい(以下の実施形態にて同じ)。但し、支持はり12は、車体Tを積載したときのたわみが過大にならないように、十分な剛性を有することが好ましい。
Furthermore, in this embodiment, a pair of beam members extending in the left-right direction as the
なお、支持はりピン16l及び支持はりピン16rがそれぞれ図1の投影面上で一点に重なるようにするため、また、特に4点以上の多点支持の場合に傾斜支持状態で車体が捩れるのを防止するため、支持はりピン16の全てが同一平面上に位置するようにジャッキ15を適切に調整して支持はり12を支持することが好ましい。
The support beam pin 16l and the
ちなみに、本実施形態においては、左側又は右側の何れか一方の吊り具14にのみロードセル13を設けてもよく、例えば、図5に示すように、左側の吊り具14lにのみロードセル13lを設けてもよい。この場合、まず、「車体T及び支持はり12」の重量W´と、「車体T及び支持はり12」の左右方向の重心位置y´とを、他の装置等によって予め求める。続いて、水平支持状態とし、ロードセル13lによって反力R0を測定する。このときに測定されたロードセル13lの反力R0をゼロとする(ゼロリセット)。続いて、傾斜支持状態とし、ロードセル13lによって、水平支持状態と傾斜支持状態との間での反力R0,Rの変化量である反力変化量ΔRを測定する。そして、上式(35),(36)により、重心高さz´を算出する。
Incidentally, in this embodiment, the
ここで、本実施形態の重心高さ測定方法による車体Tの重心高さを、従来の重心高さ測定方法による車体Tの重心高さと比較検討した。その結果を下表1に示す。なお、ここでの従来の重心高さ測定方法としては、傾斜支持状態にて反力方向が鉛直方向に保たれるよう吊りピン17を水平方向にスライドさせる移動機構を有する傾斜支持装置を用い、スライドさせて重心高さを測定する場合と、スライドさせないで重心高さを測定する場合との2つの場合で重心高さを測定した。また、傾斜支持状態の傾斜角θは0°〜約10°とした。
Here, the center-of-gravity height of the vehicle body T according to the center-of-gravity height measurement method of the present embodiment was compared with the center-of-gravity height of the vehicle body T according to the conventional center-of-gravity height measurement method. The results are shown in Table 1 below. In addition, as a conventional center-of-gravity height measurement method here, an inclined support device having a moving mechanism that slides the
下表1に示すように、本実施形態では、傾斜支持状態に吊りピン17をスライドさせる従来の重心高さ測定方法と同様な精度で、重心高さを精度よく測定できることがわかる。また、従来の重心高さ測定方法においては、本実施形態のように傾斜支持状態に吊りピン17をスライドしないで測定すると、測定される重心高さは約36mm(約6.3%)も低く求められてしまうことがわかる。ちなみに、ここでは、本実施形態により算出された補正係数ζは4.56%となっている。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第1実施形態と異なる点について主に説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the description of the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
図6は、第2実施形態に係る重心高さ測定方法を実施する傾斜支持装置を後方から見たときの概略図である。図6(a)に示すように、本実施形態の傾斜支持装置30は、いわゆる片吊り支持方式のものであり、車体Tの左右方向一方側を吊り下げるように支持すると共に、左右方向他方側を傾動可能となるよう固定支持する。
FIG. 6 is a schematic view of an inclined support device that performs the center-of-gravity height measurement method according to the second embodiment when viewed from the rear. As shown in FIG. 6A, the
傾斜支持装置30は、支持はり12の他端部(ここでは、右側端部)に支持はりピン16rを介して取り付けられた支持具(傾動支持具)31を備えている。支持具31は、前後方向に2箇所に設けられており、水平方向及び鉛直方向に移動不能な状態で支持はり12の右側端部を回転可能に支持する。また、支持具31は、地面等のベース面33にロードセル32を介して固定されている。これにより、支持具31は、支持はりピン16rを支持点として、支持はり12の右側端部を支持はりピン16の軸回りに回転可能に固定支持する。
The
ロードセル32は、支持具31の下面側にそれぞれ取り付けられている。このロードセル32は、支持具31から鉛直方向に印加された荷重を、車体Tの反力として測定する。
The
このような傾斜支持装置30を用いた重心高さ測定方法では、まず、例えば他の装置による測定や設計値に基づく演算等により、車体T及び支持はり12の重量W´と、車体T及び支持はり12のy軸上(左右方向)の重心位置y´と、を予め求める。
In the center-of-gravity height measurement method using such an
次に、支持はり中心線Aが水平となるようジャッキ15を調整して支持はり12を水平支持し、この水平支持状態で、ロードセル32により反力R0を測定する。続いて、図6(b)に示すように、支持はり中心線Aが水平面に対し傾斜角θで傾斜するようジャッキ15を調整し、支持はり12を傾斜支持する。この傾斜支持状態で、ロードセル32により反力Rを測定する。なお、ここでの反力R0,Rは、2つのロードセル32,32の合計を示している。傾斜支持状態では、吊り具14l(つまり、反力Rの反力方向)が鉛直方向に対して傾斜角φで傾斜している。
Next, the
次に、測定した反力R0,Rに基づいて、水平支持状態と傾斜支持状態との間での反力R0,Rの変化量である反力変化量ΔRを下式(39)により算出する。そして、下式(46),(47)に従って、重心高さz´を算出する。そして最後に、予め測定した支持はり12の重量及び重心高さに基づいて、重心高さz´から車体Tの重心高さを算出する。ここで、下式(46),(47)の導出について、具体的に説明する。
図5(b)に示すように、傾斜支持状態におけるy−z平面内でのx軸回りのモーメントの釣り合いにより下式(40)を導出し、これを整理して下式(41)を求める。
続いて、重心位置y´は(1−2R0/W´)・aと表せるため、上式(39)から下式(42)を導出する。
続いて、上式(42)を上式(41)に代入することで、下式(43)を求め、これを変形して下式(44)を導出する。
ここで、傾斜角φについては、下式(45)の関係が成り立つ。よって、この下式(45)を上式(44)に適用する。これにより、重心高さz´を補正するための係数としての補正係数ζを求める下式(47)が導出されると共に、この補正係数ζを用いて傾斜角φに関して補正された重心高さz´を求める下式(46)が導出されることとなる。
なお、傾斜角φは微小とみなすことができるため、tanφ≒sinφ=2a(1−cosθ)/cの関係が成り立つ。よって、この関係を上式(44)に適用することで、上式(47)の他の形として、下式(48)を導出してもよい。
以上、本実施形態においても、支持はり12を傾斜支持したときの反力方向の傾斜角φに関して、車体Tの重心高さを演算処理により補正し算出する。よって、上記第1実施形態と同様な効果、すなわち、車体Tの重心高さを測定する際に費やされる時間と労力を低減するという効果を奏する。
As described above, also in this embodiment, the height of the center of gravity of the vehicle body T is corrected and calculated with respect to the inclination angle φ in the reaction force direction when the
また、本実施形態では、上述したように、傾斜角φを微小とみなして演算することができると共に、上式(45)が成り立つことから、傾斜角φに関する近似を省略して上式(46),(47)を導くことも可能となっている。この点において、本実施形態は、車体Tの重心高さを一層高精度に測定できるものといえる。 Further, in the present embodiment, as described above, the calculation can be performed by regarding the inclination angle φ as being minute, and since the above equation (45) holds, the approximation regarding the inclination angle φ is omitted and the above equation (46) is satisfied. ), (47) can also be derived. In this respect, it can be said that the present embodiment can measure the height of the center of gravity of the vehicle body T with higher accuracy.
なお、本実施形態では、ロードセル32を支持具31に設けて該支持具31における反力を測定したが、ロードセル32を吊り具14lに設けて該吊り具14lにおける反力を測定する場合もある。この場合、傾斜角φがcosφ=1とみなせる程度に小さいことを適用し、上式(44)を得ることができる。さらに、この場合、ロードセル32に横荷重が加わり難くなるため、横荷重による誤差、破損及び劣化を防止することができる。
In the present embodiment, the
ちなみに、支持具31側と吊り具14l側との双方にロードセル32をそれぞれ設けてもよく、この場合には、他の装置を用いずに上記第1実施形態と同様にして(上記S1〜S3)、重量W´及び重心位置y´を算出できる。
Incidentally, the
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第2実施形態と異なる点について主に説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the description of the present embodiment, differences from the second embodiment will be mainly described.
図7は、第3実施形態に係る重心高さ測定方法を実施する傾斜支持装置を後方から見たときの概略図である。図7(a)に示すように、本実施形態の傾斜支持装置40は、いわゆる片持上げ支持方式のものであり、車体Tの左右方向一方側を持ち上げ又は下げ可能となるよう支持すると共に、左右方向他方側を傾動可能となるよう支持する。
FIG. 7 is a schematic view of an inclined support device that performs the center-of-gravity height measurement method according to the third embodiment when viewed from the rear. As shown in FIG. 7 (a), the
傾斜支持装置40は、油圧シリンダ(伸縮装置)41と、支持具(傾動支持具)42と、を備えている。油圧シリンダ41は、長尺状を呈し、その長手方向に伸縮可能に構成されており、前後方向2箇所に設けられている。油圧シリンダ41の上端部は、支持はりピン16lを介して支持はり12,12の一端部(ここでは、左側端部)のそれぞれに取り付けられている。これにより、油圧シリンダ41は、その長手方向に伸縮することで、支持はり12の左側端部を下から持ち上げ又は下げつつ、該左側端部に対し支持はりピン16lの軸回りに相対回転する。また、この油圧シリンダ41には、上記制御盤19が接続されており、制御盤19が操作されることで、油圧シリンダ41が適宜伸縮される。
The
支持具42は、前後方向2箇所に設けられており、支持はり12,12の一端部のそれぞれを油圧シリンダ41を介して回転可能に固定支持する。具体的には、支持具42は、前後方向に延びるピン43を介して、油圧シリンダ41の下端部に取り付けられていると共に、地面等のベース面44に固定されている。これにより、支持具42は、油圧シリンダ41の下端部をピン43の軸回りに回転可能に固定支持し、その結果、支持はり12の左側端部をピン43の軸回りに回転可能に固定支持する。
The
このような傾斜支持装置40を用いた重心高さ測定方法では、まず、例えば他の装置による測定や設計値に基づく演算等により、重量W´と重心位置y´とを予め求める。次に、支持はり中心線Aが水平となるよう油圧シリンダ41の伸縮を調整して支持はり12を水平支持し、この水平支持状態でロードセル32により反力R0を測定する。続いて、図7(b)に示すように、支持はり中心線Aが水平面に対し傾斜角θで傾斜するよう油圧シリンダ41の伸縮を調整し、支持はり12を傾斜支持する。
In the center-of-gravity height measurement method using such an
この傾斜支持状態で、ロードセル32により反力Rを測定する。なお、ここでの反力R0,Rは、2つのロードセル32,32の合計を示している。傾斜支持状態では、油圧シリンダ41の長手方向(つまり、反力Rの反力方向)が鉛直方向に対して傾斜角φで傾斜している。
In this inclined support state, the reaction force R is measured by the
次に、測定した反力R0,Rに基づいて、水平支持状態と傾斜支持状態との間での反力R0,Rの変化量である反力変化量ΔRを上式(39)により算出する。そして、下式(54),(55)に従って、重心高さz´を算出する。そして最後に、予め測定した支持はり12の重量及び重心高さに基づいて、重心高さz´から車体Tの重心高さを算出する。ここで、下式(54),(55)の導出について、具体的に説明する。
Next, based on the measured reaction forces R 0 and R, a reaction force change amount ΔR, which is a change amount of the reaction forces R 0 and R between the horizontal support state and the inclined support state, is expressed by the above equation (39). calculate. Then, the center-of-gravity height z ′ is calculated according to the following equations (54) and (55). Finally, the center of gravity height of the vehicle body T is calculated from the center of gravity height z ′ based on the weight and height of the center of gravity of the
図7(b)に示すように、傾斜支持状態におけるy−z平面内でのx軸回りのモーメントの釣り合いにより下式(49)を導出し、これを整理して下式(50)を求める。
続いて、上式(42)を上式(50)に代入することで、下式(51)を求め、これを変形して下式(52)を導出する。
ここで、傾斜角φについては、下式(53)の関係が成り立つ。よって、この下式(53)を上式(52)に適用する。これにより、重心高さz´を補正するための係数としての補正係数ζを求める下式(55)が導出されると共に、この補正係数ζを用いて傾斜角φに関して補正された重心高さz´を求める下式(54)が導出されることとなる。
以上、本実施形態においても、支持はり12を傾斜支持したときの反力方向の傾斜角φに関して、車体Tの重心高さを演算処理により補正し算出する。よって、上記第1実施形態と同様な効果、すなわち、車体Tの重心高さを測定する際に費やされる時間と労力を低減するという効果を奏する。
As described above, also in this embodiment, the height of the center of gravity of the vehicle body T is corrected and calculated with respect to the inclination angle φ in the reaction force direction when the
なお、本実施形態では、ロードセル32を支持具42側(例えば、油圧シリンダ41と支持具42との間、油圧シリンダ41と支持はり12との間)に設けて支持具42側の反力を測定する場合もある。この場合、傾斜角φがcosφ=1とみなせる程度に小さいことを適用し、上式(52)を得ることができる。さらに、この場合、ロードセル32に横荷重が加わり難くなるため、横荷重による誤差、破損及び劣化を防止することができる。
In the present embodiment, the
ちなみに、支持具31側と支持具42側との双方にロードセル32をそれぞれ設けてもよく、この場合には、他の装置を用いずに上記第1実施形態と同様にして(上記S1〜S3)、重量W´及び重心位置y´を算出できる。
Incidentally, the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、上記第1,2実施形態では、吊り具14の上端を鉛直方向に吊り上げ又は下げるものとしてジャッキ15を用いたが、これに代えて、クレーン等を用いてもよい。つまり、吊り具14の上端(吊りピン17)を垂直方向に移動させることができれば、ジャッキ15に代えて種々のものを用いてもよい。同様に、上記第3実施形態では、支持はり12を持ち上げ又は下げるもの(伸縮装置)として油圧シリンダ41を用いたが、これに代えて、電動シリンダ、リニアアクチュエータ等を用いてもよい。つまり、吊り具14の下端を支持具42のピン43に、上端を支持はり12のピン16に回転可能に結合して、ピン16,16間の水平方向距離を変えることができれば、油圧シリンダ41に代えて種々のものを用いてもよい。
For example, in the first and second embodiments, the
また、上記1,2実施形態では、吊り具14としてボルト等の棒状の部材を用いたが、これに限定されず、ワイヤ、チェーン、ロープ等を用いてもよく、吊り具14としては、棒状、線状若しくは帯状のもの等が用いることができる。また、上記実施形態は、鉄道車両の車体Tの重心高さを測定したが、トラック、ダンプ、トレーラ、バン等の車体の重心高さを測定してもよく、台車やコンテナ等の重心高さを測定してもよく、要は、物体の重心高さを測定すればよい。
Moreover, in the said 1 and 2 embodiment, although rod-shaped members, such as a bolt, were used as the hanging
12…支持はり、13,13l,13r,32…ロードセル、14,14l,14r…吊り具(支持部,第1吊り具,第2吊り具)、20…床板、31,42…支持具(支持部,第1傾動支持具,第2傾動支持具)、41…油圧シリンダ(伸縮装置)、R0…反力(第1測定値)、R…反力(第2測定値)、T…車体(物体)、φ,φ13,φ24…傾斜角(支持部の反力方向の傾斜角度)。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記支持はりを前記第1測定工程における状態に対し傾斜するように前記支持部で傾斜支持すると共に、前記支持部の反力を第2測定値として測定する第2測定工程と、
前記第1測定工程で測定した前記第1測定値、及び前記第2測定工程で測定した前記第2測定値に基づいて、前記物体の重心高さを算出する算出工程と、を備え、
前記算出工程では、前記第2測定工程で前記支持はりを傾斜支持した際に前記支持部の反力方向が前記第1測定工程で前記支持はりを水平支持した際の反力方向に対し傾斜する傾斜角度に関して、前記物体の重心高さを演算処理により補正することを特徴とする重心高さ測定方法。 A first measurement step of horizontally supporting a support beam on which an object is placed with a support portion and measuring a reaction force of the support portion as a first measurement value;
A second measuring step in which the support beam is inclined and supported by the support portion so as to be inclined with respect to the state in the first measurement step, and a reaction force of the support portion is measured as a second measurement value;
A calculation step of calculating the height of the center of gravity of the object based on the first measurement value measured in the first measurement step and the second measurement value measured in the second measurement step;
In the calculation step, when the support beam is inclinedly supported in the second measurement step, the reaction force direction of the support portion is inclined with respect to the reaction force direction when the support beam is horizontally supported in the first measurement step. A center-of-gravity height measurement method, wherein the center-of-gravity height of the object is corrected by an arithmetic processing with respect to an inclination angle.
前記第1測定工程では、前記第1及び第2吊り具の少なくとも一方に取り付けられたロードセルによって前記第1測定値を測定し、
前記第2測定工程では、前記第1及び第2吊り具の少なくとも一方を持ち上げる又は下げることによって前記支持はりを傾斜させると共に、前記ロードセルによって第2測定値を測定することを特徴とする請求項1記載の重心高さ測定方法。 The support portion includes a first suspension tool that supports one side of the support beam in a suspended manner, and a second suspension tool that supports the one side of the support beam and the other side opposite to the object. Including,
In the first measurement step, the first measurement value is measured by a load cell attached to at least one of the first and second suspension tools,
2. In the second measurement step, the support beam is tilted by lifting or lowering at least one of the first and second suspensions, and the second measurement value is measured by the load cell. The center of gravity height measurement method described.
前記第1及び第2吊り具の長さは共通の所定長であり、
前記x軸方向に対して垂直な投影面を定義し、
前記第1吊り具による前記支持はりの支持点の前記投影面への投影は一点に重なり、該一点を第1支持点とし、
前記第2吊り具による前記支持はりの支持点の前記投影面への投影は一点に重なり、該一点を第2支持点とし、
前記第1支持点と前記第2支持点とを結ぶ線分を支持はり中心線とし、
前記投影面上での前記支持はり中心線の垂直二等分線をz軸とし、
前記支持はり中心線に対して前記物体と同じ側に前記z軸上に任意に定めた点を原点とし、
前記原点を前記z軸と共有し前記支持はり中心線に沿う方向の軸をy軸とし、
前記第1測定工程では、前記支持はり中心線は水平であり且つ前記支持部の反力方向は鉛直であり、
前記算出工程では、前記物体及び支持はりの重心高さを前記z軸上の重心位置z´として下式(1),(2)によって算出し、該重心高さに基づいて前記物体の重心高さを求めることを特徴とする請求項2記載の重心高さ測定方法。
但し、
a :前記支持はり中心線の長さ/2
W´:前記物体及び前記支持はりの重量
ζ :補正係数
ΔR:前記第1及び第2測定工程間での前記支持部の反力変化量
θ :前記第2測定工程における前記支持はり中心線の水平面に対する傾斜角度
h :前記支持はり中心線と前記原点との間の前記z軸方向距離
c :前記第1及び第2吊り具の所定長
y´:前記物体及び前記支持はりの前記y軸上の重心位置 In the second measurement step, the direction of the horizontal rotation axis in the rotation when tilting the object is the x-axis direction,
The lengths of the first and second suspension tools are a common predetermined length,
Defining a projection plane perpendicular to the x-axis direction;
Projection of the support point of the support beam on the projection plane by the first hanging tool overlaps one point, and the one point is set as a first support point,
Projection of the support point of the support beam on the projection plane by the second lifting tool overlaps one point, and the one point is set as a second support point,
A line segment connecting the first support point and the second support point is a support beam center line,
The vertical bisector of the support beam center line on the projection plane is the z-axis,
A point arbitrarily determined on the z axis on the same side as the object with respect to the support beam center line is an origin,
The origin is shared with the z-axis, and the axis along the support beam center line is the y-axis,
In the first measurement step, the support beam center line is horizontal and the reaction force direction of the support portion is vertical,
In the calculating step, the center of gravity height of the object and the support beam is calculated as the center of gravity position z ′ on the z-axis by the following equations (1) and (2), and the center of gravity height of the object is calculated based on the center of gravity height. The center-of-gravity height measurement method according to claim 2, wherein the height is obtained.
However,
a: Length of the support beam center line / 2
W ′: Weight of the object and the support beam ζ: Correction coefficient ΔR: Change amount of reaction force of the support part between the first and second measurement steps θ: The center line of the support beam in the second measurement step Inclination angle with respect to horizontal plane h: Distance in the z-axis direction between the support beam center line and the origin c: Predetermined length of the first and second suspensions y ′: On the y-axis of the object and the support beam Center of gravity position
前記第1測定工程では、前記吊り具及び前記傾動支持具の少なくとも一方に取り付けられたロードセルによって前記第1測定値を測定し、
前記第2測定工程では、前記吊り具を持ち上げる又は下げることによって前記支持はりを傾斜させると共に、前記ロードセルによって前記第2測定値を測定することを特徴とする請求項1記載の重心高さ測定方法。 The support portion is a suspension tool that supports one side of the support beam in a suspended manner, and a tilt support device that fixedly supports the one side of the support beam and the other side opposite to the object so as to be tiltable. Including
In the first measurement step, the first measurement value is measured by a load cell attached to at least one of the hanging tool and the tilting support tool,
2. The center-of-gravity height measurement method according to claim 1, wherein in the second measurement step, the support beam is tilted by lifting or lowering the lifting tool, and the second measurement value is measured by the load cell. .
前記吊り具の長さは所定長であり、
前記x軸方向に対して垂直な投影面を定義し、
前記吊り具による前記支持はりの支持点の前記投影面への投影は一点に重なり、該一点を第1支持点とし、
前記傾動支持具による前記支持はりの支持点の前記投影面への投影は一点に重なり、該一点を第2支持点とし、
前記第1支持点と前記第2支持点とを結ぶ線分を支持はり中心線とし、
前記投影面上での前記支持はり中心線の垂直二等分線をz軸とし、
前記支持はり中心線に対して前記物体と同じ側に前記z軸上に任意に定めた点を原点とし、
前記原点を前記z軸と共有し前記支持はり中心線に沿う方向の軸をy軸とし、
前記第1測定工程では、前記支持はり中心線は水平であり且つ前記支持部の反力方向は鉛直であり、
前記算出工程では、前記物体及び支持はりの重心高さを前記z軸上の重心位置z´として下式(3),(4)によって算出し、該重心高さに基づいて前記物体の重心高さを求めることを特徴とする請求項4記載の重心高さ測定方法。
但し、
a :前記支持はり中心線の長さ/2
W´:前記物体及び前記支持はりの重量
ζ :補正係数
ΔR:前記第1及び第2測定工程間での前記支持部の反力変化量
θ :前記第2測定工程における前記支持はり中心線の水平面に対する傾斜角度
h :前記支持はり中心線と前記原点との間の前記z軸方向距離
c :前記吊り具の所定長
y´:前記物体及び前記支持はりの前記y軸上の重心位置 In the second measurement step, the direction of the horizontal rotation axis in the rotation when tilting the object is the x-axis direction,
The length of the hanging tool is a predetermined length,
Defining a projection plane perpendicular to the x-axis direction;
Projection of the support point of the support beam by the lifting tool onto the projection plane overlaps one point, and the one point is a first support point,
Projection of the support point of the support beam by the tilting support tool onto the projection plane overlaps one point, and the one point is set as a second support point,
A line segment connecting the first support point and the second support point is a support beam center line,
The vertical bisector of the support beam center line on the projection plane is the z-axis,
A point arbitrarily determined on the z axis on the same side as the object with respect to the support beam center line is an origin,
The origin is shared with the z-axis, and the axis along the support beam center line is the y-axis,
In the first measurement step, the support beam center line is horizontal and the reaction force direction of the support portion is vertical,
In the calculating step, the center of gravity height of the object and the support beam is calculated as the center of gravity position z ′ on the z-axis by the following equations (3) and (4), and the center of gravity height of the object is calculated based on the center of gravity height. The center-of-gravity height measurement method according to claim 4, wherein the height is obtained.
However,
a: Length of the support beam center line / 2
W ′: Weight of the object and the support beam ζ: Correction coefficient ΔR: Change amount of reaction force of the support portion between the first and second measurement processes θ: The center line of the support beam in the second measurement process Inclination angle with respect to a horizontal plane h: Z-axis direction distance between the support beam center line and the origin c: Predetermined length of the hanger y ': Position of the center of gravity of the object and the support beam on the y axis
前記第1測定工程では、前記第1及び第2傾動支持具の少なくとも一方に取り付けられたロードセルによって前記第1測定値を測定し、
前記第2測定工程では、前記伸縮装置を伸縮させることによって前記支持はりを傾斜させると共に、前記ロードセルによって前記第2測定値を測定することを特徴とする請求項1記載の重心高さ測定方法。 The support portion includes a first tilting support that fixes and supports one side of the support beam via a telescopic device so as to be tiltable, and tilts the one side of the support beam and the other side opposite to the object. A second tilting support that can be fixedly supported;
In the first measurement step, the first measurement value is measured by a load cell attached to at least one of the first and second tilting supports,
2. The center-of-gravity height measurement method according to claim 1, wherein, in the second measurement step, the support beam is tilted by extending and contracting the extension device, and the second measurement value is measured by the load cell.
前記x軸方向に対して垂直な投影面を定義し、
前記第1傾動支持具による前記支持はりの支持点の前記投影面への投影は一点に重なり、該一点を第1支持点とし、
前記第2傾動支持具による前記支持はりの支持点の前記投影面への投影は一点に重なり、該一点を第2支持点とし、
前記第1支持点と前記第2支持点とを結ぶ線分を支持はり中心線とし、
前記投影面上での前記支持はり中心線の垂直二等分線をz軸とし、
前記支持はり中心線に対して前記物体と同じ側に前記z軸上に任意に定めた点を原点とし、
前記原点を前記z軸と共有し前記支持はり中心線に沿う方向の軸をy軸とし、
前記第1測定工程では、前記支持はり中心線は水平であり且つ前記支持部の反力方向は鉛直であり、
前記算出工程では、前記物体及び支持はりの重心高さを前記z軸上の重心位置z´として下式(5),(6)によって算出し、該重心高さに基づいて前記物体の重心高さを求めることを特徴とする請求項6記載の重心高さ測定方法。
但し、
a :前記支持はり中心線の長さ/2
W´:前記物体及び前記支持はりの重量
ζ :補正係数
ΔR:前記第1及び第2測定工程間での前記支持部の反力変化量
θ :前記第2測定工程における前記支持はり中心線の水平面に対する傾斜角度
h :前記支持はり中心線と前記原点との間の前記z軸方向距離
c :前記第1測定工程における前記伸縮装置の鉛直方向長さ
y´:前記物体及び前記支持はりの前記y軸上の重心位置 In the second measurement step, the direction of the horizontal rotation axis in the rotation when tilting the object is the x-axis direction,
Defining a projection plane perpendicular to the x-axis direction;
Projection of the support point of the support beam by the first tilting support tool onto the projection plane overlaps one point, and the one point is set as a first support point,
Projection of the support point of the support beam by the second tilting support tool onto the projection plane overlaps one point, and the one point is set as a second support point,
A line segment connecting the first support point and the second support point is a support beam center line,
The vertical bisector of the support beam center line on the projection plane is the z-axis,
A point arbitrarily determined on the z axis on the same side as the object with respect to the support beam center line is an origin,
The origin is shared with the z-axis, and the axis along the support beam center line is the y-axis,
In the first measurement step, the support beam center line is horizontal and the reaction force direction of the support portion is vertical,
In the calculating step, the center of gravity height of the object and the support beam is calculated as the center of gravity position z ′ on the z axis by the following equations (5) and (6), and the center of gravity height of the object is calculated based on the center of gravity height. The center-of-gravity height measurement method according to claim 6, wherein the height is obtained.
However,
a: Length of the support beam center line / 2
W ′: Weight of the object and the support beam ζ: Correction coefficient ΔR: Change amount of reaction force of the support portion between the first and second measurement processes θ: The center line of the support beam in the second measurement process Inclination angle with respect to a horizontal plane h: Z-axis direction distance between the support beam center line and the origin c: Vertical length of the telescopic device in the first measurement step y ′: The object and the support beam Center of gravity position on the y-axis
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