DE4018558A1

DE4018558A1 - Measuring forces and torques on static and moving objects - using movement device and force sensors mounted on interconnected octads structures contg. force sensors and longitudinal movement devices

Info

Publication number: DE4018558A1
Application number: DE4018558A
Authority: DE
Inventors: Michael Prof Dipl I Schoenherr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-06-09
Filing date: 1990-06-09
Publication date: 1991-12-12
Anticipated expiration: 2010-06-10
Also published as: DE9007523U1; DE4018558C2

Abstract

The arrangement for measuring forces and torques on static and moving objects consists of a movement device which can be fixed, a force measurement device and fixing arrangements for the object and the device. The arrangement can be mounted in a wind tunnel or on a measurement vehicle. Two octade structures (01,02) are structurally joined together at three nodes. Force sensors (k) are integrated into rods connecting nodes in one structure. Longitudinal motion devices (L) are built into rods connecting nodes in the other structure. The movement device and object are mounted on one or more octade planes (A,B,Z1,Z2). USE/ADVANTAGE - Forces and torques are measured fully in all 6 components with elimination of errors, e.g. those caused by friction effects, and over wide range of applications.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.

In verschiedenen Bereichen der Technik sind die Kräfte und Momente ruhender und bewegter Objekte zu messen. Als typi sches Beispiel hierfür diene die Messung der Kräfte und Mo mente ruhender und bewegter Flugobjekte im Windkanal. Dazu stehen sogenannte "Meßwaagen" zur Verfügung, z. B. "Pyramiden waagen" (Deutsches Patentamt, Offenlegungsschrift 29 26 213). Die bekannten Meßwaagen haben jedoch unter anderem einen oder mehrere der folgenden Nachteile:In different areas of technology are the forces and Measure moments of still and moving objects. As typi The example of this is the measurement of forces and mo elements of still and moving flying objects in the wind tunnel. To So-called "measuring scales" are available, e.g. B. "Pyramids waagen "(German Patent Office, laid-open specification 29 26 213). However, the known measuring scales have, among other things, one or several of the following disadvantages:

- The forces and moments of the test objects are not full constantly recorded in all 6 components, friction influences, Force shunts and static over-determinations to falsifications.
- A guided movement of the objects in all 6 freedoms degrees of movement are not completely possible.
- The power transmission between the force measuring device and the movement device and between the test object and Device is structurally unfavorable, so that difficult ge built, less rigid and vibration-prone devices exist that cause both high costs and ver result in poorer measurement quality.
- The suitability for different applications, e.g. B. for Measurement in free flow on the one hand and in the bottom effect on the other hand, is deficient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsge mäßen Einrichtung die genannten Nachteile durch die kennzeich nenden Merkmale der Ansprüche zu beheben, sowie weitere Vor teile und Einsatzbereiche zu ermöglichen.The invention has for its object in a genus According to the device the disadvantages mentioned Fixing the features of the claims, as well as other before parts and areas of application.

Die fachwerkartige Verbindung der zwei Oktaeder-Fachwerke 0 ₁ und 0 ₂ zu einem einheitlichen Gesamtfachwerk gestattet die einheitliche Kraftmessung und Bewegungserzeugung in den je weils natürlich vorgegebenen 6 Komponenten der Kraft und der Bewegung: In den 6 Stäben, welche sich zwischen den Oktaeder- Ebenen Z₁ und A befinden, werden die 6 Kraftkomponenten gemes sen, und in den 6 Stäben, welche sich zwischen den Oktaeder- Ebenen Z₂ und 8 befinden, werden durch Längenänderung die 6 Frei heitsgrade der Bewegung erzeugt. Die einheitliche Kraftmes sung und Bewegungserzeugung in den zwei statisch bestimmten Oktaederfachwerken bedeuten genauest mögliche Kraftmessung und Bewegungserzeugung einerseits und größte Festigkeit und Steifigkeit andererseits bei geringstmöglichem Aufwand. Infolge der Geometrie eines Oktaeders entstehen auf den Okta eder-Ebenen A, B, Z₁, Z₂ im Dreieck angeordnete Knoten, welche die Lage der genannten Ebenen fixieren. Hierdurch sind diese Ebenen geeignet sowohl zur momentenfesten Verankerung der ganzen Vorrichtung als auch zur momentenfesten Aufnahme der Objekte, insbesondere zur Befestigung schwerster Prüfobjekte, z. B. kompletter Original-Flugzeuge.The truss-like connection of the two octahedron trusses 0 ₁ and 0 ₂ to a uniform overall truss allows uniform force measurement and movement generation in the 6 components of force and movement which are naturally given in each case: in the 6 bars which are located between the octahedron planes Z ₁ and A, the 6 force components are measured, and in the 6 bars, which are located between the octahedral levels Z ₂ and 8 , the 6 degrees of freedom of movement are generated by changing the length. The uniform force measurement and movement generation in the two statically determined octahedral frameworks mean the most precise possible force measurement and movement generation on the one hand and maximum strength and rigidity on the other hand with the least possible effort. As a result of the geometry of an octahedron, triangles are arranged on the octahedron planes A, B, Z ₁ , Z ₂ , which fix the position of the planes mentioned. As a result, these levels are suitable both for anchoring the entire device in a torque-proof manner and for receiving the objects with a torque proof, in particular for attaching the heaviest test objects, e.g. B. complete original aircraft.

Eine Ausgestaltung der Erfindung vermeidet ein Zwischenfach werk, indem die Oktaeder-Fachwerke 0 ₁ und 0 ₂ ohne weitere Stä be direkt an den Knoten ihrer Oktaeder-Ebenen Z₁ und Z₂ mitei nander fachwerkartig zu einem Gesamtfachwerk verbunden sind. Hierdurch wird eine besonders kurze, einfache und steife Vor richtung erzielt. Auch eine kurze Bauform des Oktaeder-Fach werks 0 ₁ ergibt sich dann, wenn nach einer weiteren Ausgestal tung der Erfindung die Stäbe 1, 3, 5 oder 2, 4, 6 senkrecht auf der Oktaeder-Ebene Z₁ stehen und gleiche Länge haben. Es ist dann möglich, daß als Kraftmesser dienende, beidseitig gelen kig gelagerte Kraftmeßdosen die Länge der genannten senkrecht stehenden Stäbe bilden, so daß die zur Oktaeder-Ebene Z₁ senk rechte Ausdehnung des Oktaeder-Fachwerks 0 ₁ nur etwas mehr als die Höhe einer Kraftmeßdose beträgt. Eine besonders ein fache Ausgestaltung der Erfindung besteht dann, wenn die Stäbe 1, 2, 3, 4, 5, 6 gleiche Länge haben, denn dann läßt sich das Okta eder-Fachwerk 0 ₁ einerseits aus identischen Teilen aufbauen, andererseits kann durch den Betrag der gewählten Stablänge eine Anpassung der vom Prüfobjekt erzeugten Kräfte und Momente an den Meßbereich der Kraftmesser K erfolgen.An embodiment of the invention avoids an intermediate truss by the octahedron trusses 0 ₁ and 0 _{2 are} connected directly to the nodes of their octahedron planes Z ₁ and Z ₂ with a truss structure to form an overall truss. As a result, a particularly short, simple and stiff direction is achieved. Also a short design of the octahedral framework 0 ₁ results if, according to a further embodiment of the invention, the rods 1 , 3 , 5 or 2 , 4 , 6 are perpendicular to the octahedral plane Z ₁ and have the same length. It is then possible that serving as a dynamometer, bilaterally gelen kig mounted load cells form the length of the aforementioned vertical rods, so that the perpendicular to the octahedral plane Z ₁ perpendicular expansion of the octahedral framework 0 ₁ only slightly more than the height of a load cell is. A particularly one-fold embodiment of the invention exists when the rods 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 have the same length, because then the octahedron framework 0 _{1 can be constructed} on the one hand from identical parts, and on the other hand by the amount the selected rod length is adapted to the forces and moments generated by the test object to the measuring range of the dynamometer K.

Es ist nicht immer nötig, die jeweils drei Knoten der Okta eder-Ebenen A, B, Z₁, Z₂ durch in diesen Ebenen verlaufende Stäbe oder Balken der Vorrichtung miteinander zu verbinden, viel mehr kann die Verbindungsaufgabe auch von den Objekten selbst übernommen werden, wie es eine weitere Ausgestaltung der Erfin dung vorsieht.It is not always necessary to connect the three nodes of the octahedron planes A, B, Z ₁ , Z ₂ to one another by means of rods or bars of the device running in these planes, rather the connection task can also be performed by the objects themselves as it provides for a further embodiment of the invention.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung werden an einer oder mehreren der Oktaeder-Ebenen A, B, Z₁, Z₂ strömungsbeein flussende Objekte, z. B. aerodynamische Leitflächen befestigt. Diese können z. B. zur Abschirmung der Vorrichtung vor Stör einflüssen dienen, oder als Leitflächen zur Erzeugung eines aerodynamischen Bodeneffekts.According to another embodiment of the invention at one or more of the octahedral planes A, B, Z _1, Z ₂ impressive flow-influencing properties, such. B. aerodynamic vanes attached. These can e.g. B. serve to shield the device from interference, or as baffles for generating an aerodynamic ground effect.

Eine typische Ausgestaltung der Erfindung besteht dann, wenn die Vorrichtung an der Oktaeder-Ebene B verankert ist - z. B. am Boden eines Windkanals, und wenn an der Oktaeder-Ebene A das Prüfobjekt, z. B. ein Flugzeug befestigt ist. In diesem Fall ist es nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, wenn Objekte, welche die Bewegung messen und aufzeichnen, z. B. Wegmesser, Winkelmesser, Beschleunigungs messer, Kameras an der Oktaeder-Ebene Z₁ befestigt sind, denn dann befinden sie sich in bester Meßposition, nah am Prüf objekt und mitbewegt, jedoch noch unterhalb der Kraftmesser K, so daß die an diesen Objekten wirkenden Kräfte und Momente keinen verfälschenden Einfluß auf die Kräfte und Momente der Prüfobjekte ausüben können.A typical embodiment of the invention exists when the device is anchored to the octahedron plane B - e.g. B. at the bottom of a wind tunnel, and when the test object, e.g. B. an airplane is attached. In this case, according to a further embodiment of the invention, it is advantageous if objects that measure and record the movement, for. B. odometer, protractor, accelerometer, cameras are attached to the octahedron plane Z ₁ , because then they are in the best measuring position, close to the test object and moved, but still below the dynamometer K, so that those acting on these objects Forces and moments cannot have a falsifying influence on the forces and moments of the test objects.

Die Oktaeder-Ebenen A, B, Z₁, Z₂ werden jeweils durch drei Knoten in Position gehalten. Dieses Knoten-Dreieck eignet sich nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zur Veranke rung von Tragarmen, welche entlang der Winkelhalbierenden des Knoten- Dreiecks verlaufen, und auf welchen Objekte befestigt sind. Solche Tragarme leiten die Kräfte und Momente auch sperriger Objekte statisch günstig in die Struktur der Vor richtung ein. Auch wenn die Tragarme das Knoten-Dreieck, auf dem sie befestigt sind, unter der Kraft der Objekte verformen, so bleiben doch die Knoten selbst in ihrer Lage unverändert, so daß die Bewegungslage und die Messung der Kräfte und Momente unverfälscht bleiben.The octahedron planes A, B, Z ₁ , Z ₂ are each held in position by three nodes. According to a further embodiment of the invention, this knot triangle is suitable for anchoring support arms which run along the bisector of the knot triangle and on which objects are fastened. Such support arms conduct the forces and moments even bulky objects statically favorable in the structure of the device. Even if the support arms deform the knot triangle on which they are fastened under the force of the objects, the knots themselves remain unchanged in their position, so that the position of movement and the measurement of forces and moments remain unadulterated.

Die letzte beschriebene Ausgestaltung der Erfindung betrifft ihren Einsatz zur Messung der Kräfte und Momente von Prüfobjekten im Bodeneffekt nach Anspruch 11. Das Knoten-Dreieck der Oktaeder- Ebene Z₁ ist hier ein gleichseitiges Dreieck, wobei auf ihm ent lang aller seiner Winkelhalbierenden strahlenförmig nach außen weglaufende Tragarme befestigt sind.Werden konzentrisch zum Mit telpunkt dieses Knoten-Dreiecks auf den Tragarmen Trapez-Paneele befestigt, so ergibt sich eine regelmäßige Sechseckfläche belie biger Ausdehnung. Diese simuliert durch ihre Nähe zum Prüfobjekt den Bodeneffekt, ohne daß die an ihr wirkenden Kräfte und Momen te die Kraftmesser K beeinflussen, so daß die Messung der Kräfte und Momente des Prüfobjekts unverfälscht bleibt. Die Sechseck fläche simuliert jedoch nicht nur den potentialtheoretischen Bodeneffekt nach dem Spiegelungsprinzip der Aerodynamik. Eine Schrägstellung oder Drehbewegung der Sechseckfläche erzeugt näm lich überdies einen Gradienten der auf das Prüfobjekt einwirken den Anströmgeschwindigkeit, wie er beim natürlichen Wind in Boden nähe auftritt. Damit erlaubt die Vorrichtung die bisher nicht mögliche naturgetreue Untersuchung von Schiffsegeln, Windener gieanlagen und Gebäudemodellen.The last described embodiment of the invention relates to its use for measuring the forces and moments of test objects in the ground effect according to claim 11. The knot-triangle of the octahedron plane Z ₁ is an equilateral triangle, with all its bisectors along its length radiating outward If trapezoidal panels are attached concentrically to the center point of this triangle, the result is a regular hexagonal area of any size. Due to its proximity to the test object, this simulates the ground effect without the forces and moments acting on it influencing the dynamometer K, so that the measurement of the forces and moments of the test object remains unadulterated. However, the hexagon surface not only simulates the potential-theoretical ground effect based on the mirroring principle of aerodynamics. An inclination or rotary movement of the hexagonal surface also creates a gradient that affects the flow velocity on the test object, as occurs in the natural wind near the ground. The device thus enables the previously unattainable examination of ship sails, wind energy systems and building models.

Die Erfindung ist nicht nur einsetzbar für Strömungsuntersuchun gen im Windkanal oder auf einem Meßfahrzeug, sondern überall, wo Kräfte und Momente unter Bewegung erzeugt und gemessen werden, z. B. in der Produktionstechnik. Ein weites Einsatzfeld könnte der Erfindung auch daraus erwachsen, daß sie zur experimentellen Bestimmung der Trägheitsmomente und des Schwingungsverhaltens kompletter Systeme eingesetzt wird.The invention can not only be used for flow analysis conditions in the wind tunnel or on a measuring vehicle, but everywhere, where forces and moments are generated and measured while moving, e.g. B. in production technology. The could be a wide field of application Invention also arise from the fact that it is experimental Determination of the moments of inertia and the vibration behavior complete systems is used.

Verschiedene Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend an hand der Abbildungen besprochen. Es zeigenVarious embodiments of the invention are set out below discussed using the illustrations. Show it

Fig. 1 Die Vorrichtung mit Zwischenfachwerk Z. Fig. 1 The device with intermediate truss Z.

Fig. 2 Die Vorrichtung ohne Zwischenfachwerk. Fig. 2 The device without an intermediate framework.

Fig. 3 Die Vorrichtung mit senkrecht zur Oktaeder-Ebene Z₁ ver laufenden Stäben, sowie mit Tragarmen zur Befestigung eines Flugzeugs. Fig. 3 The device with perpendicular to the octahedral plane Z ₁ ver running bars, and with support arms for attaching an aircraft.

Fig. 4 Die Vorrichtung auf einem Meßwagen mit Sechseckfläche zur Simulation des Bodeneffekts. Fig. 4 The device on a measuring car with a hexagonal surface to simulate the ground effect.

In Fig. 1 ist das Oktaeder-Fachwerk 0 ₁ mit dem Oktaeder-Fach werk 0 ₂ durch das Zwischenfachwerk Z verbunden, welches hier ebenfalls als Oktaeder-Fachwerk ausgebildet ist. Das Zwischen fachwerk Z verbindet die Knoten IV, V, VI von 0 ₁ mit den Knoten VII, VIII, IX von 0 ₂ fachwerkartig, so daß eine äußerst feste und steife Verbindung besteht. Im Oktaeder-Fachwerk 0 ₁ sind die einander gegenüberliegenden Oktaeder-Ebenen Z₁ und A durch die an ihren Enden gelenkig gelagerten Stäbe 1 bis 6 mitei nander verbunden, wobei in diese Stäbe Kraftmesser K, hier als Kraftmeßdosen dargestellt, eingebaut sind. Die Oktaeder- Ebene A, welche durch die Knoten I, II, III definiert ist, hat mit der Oktaeder-Ebene Z₁ eine statisch bestimmte Verbindung, wobei alle Kräfte dieser Verbindung über die Stäbe 1 bis 6 ge messen werden. Sind also Prüfobjekte auf der Oktaeder-Ebene A befestigt, so werden deren Kräfte und Momente gegenüber der Oktaeder-Ebene Z₁ vollständig und mit höchster Genauigkeit er faßt. Dieselbe Aussage gilt auch dann, wenn die Prüfobjekte auf der Oktaeder-Ebene B befestigt sind, und die Vorrichtung z. B. an der Oktaeder-Ebene A verankert ist, auch dann ist die Kraftüber tragung zwischen den Oktaeder-Ebenen A und B statisch bestimmt, und die Kräfte werden vollständig gemessen. Das Oktaeder-Fach werk 0 ₂ ist analog aufgebaut wie 0 ₁, wobei die 6 Stäbe von den Knoten X, XI, XII der Oktaeder-Ebene B zu den Knoten VII, VIII, IX der Oktaeder-Ebene Z₂ verlaufen. In diese 6 Stäbe sind Longitudi nalbeweger L eingebaut, hier als elektromotorische Spindelan triebe dargestellt. Mit den 6 Longitudinalbewegern lassen sich durch die frei wählbare Längeneinstellung der 6 Stäbe wie beim Flugsimulator beliebige Lage- und Bewegungszustände erzeugen.In Fig. 1 the octahedron truss is 0 ₁ with the octahedron truss 0 ₂ through the intermediate truss Z connected, which is also formed here as octahedral framework. The intermediate truss Z connects the nodes IV, V, VI of 0 ₁ with the nodes VII, VIII, IX of 0 ₂ truss-like, so that there is an extremely strong and rigid connection. In the octahedron truss 0 ₁ , the opposing octahedron planes Z ₁ and A are connected to one another by the rods 1 to 6 , which are articulated at their ends, force gauges K, shown here as load cells, being built into these rods. The octahedron plane A, which is defined by the nodes I, II, III, has a statically determined connection with the octahedron plane Z ₁ , all the forces of this connection being measured via rods 1 to 6 . So if test objects are attached to the octahedron plane A, their forces and moments with respect to the octahedron plane Z _{1 are recorded} completely and with the greatest accuracy. The same statement applies even if the test objects are attached to the octahedron level B and the device z. B. is anchored to the octahedron plane A, even then the force transmission between the octahedron planes A and B is determined statically, and the forces are measured completely. The octahedron framework 0 ₂ is constructed analogously to 0 ₁ , the 6 bars running from the nodes X, XI, XII of the octahedron plane B to the nodes VII, VIII, IX of the octahedron plane Z ₂ . Longitudinal lenghers L are built into these 6 rods, shown here as electromotive spindle drives. With the 6 longitudinal movers, any position and movement states can be generated by the freely selectable length adjustment of the 6 rods as with the flight simulator.

Fig. 2 zeigt die Ausgestaltung der Erfindung, wenn das Zwischen fachwerk Z ganz weggelassen wird, so daß die zwei Oktaeder-Fach werke 0 ₁ und 0 ₂ unmittelbar fachwerkartig miteinander verbunden sind. Die Oktaeder-Ebene Z₂ ist damit überflüssig, ihre Aufgabe wird von der Oktaeder-Ebene Z₁ mit übernommen. Die Knoten der Oktaeder-Ebene Z₂ können aus Gründen der gegenseitigen Behinde rung im praktischen Fall kaum mit denen der Oktaeder-Ebene Z₁ zusammenfallen, so daß im dargestellten Beispiel die Knoten IV, V, VI etwas oberhalb der Oktaeder-Ebene Z₁ sich befinden, und die Knoten VII, VIII, IX etwas unterhalb davon. Die Longi tudinalbeweger L sind hier als hydraulische Linearantriebe dar gestellt. Das Prüfobjekt kann an der Oktaeder-Ebene A befestigt sein, die Vorrichtung an der Oktaeder-Ebene B. Jedoch ist auch eine umgekehrte Montage durchführbar: Die Vorrichtung ist an der Oktaeder-Ebene A z. B. am Boden eines Windkanals verankert, das Prüfobjekt ist an der Oktaeder-Ebene B befestigt. A, B, Z₁, Z₂ sind zur optischen Hervorhebung schraffiert gezeichnet. Fig. 2 shows the embodiment of the invention when the intermediate truss Z is completely omitted, so that the two octahedral trays 0 ₁ and 0 _{2 are} directly connected to each other like a truss. The octahedron level Z ₂ is therefore superfluous, its function is also taken over by the octahedron level Z ₁ . The nodes of the octahedron level Z ₂ can hardly coincide with those of the octahedron level Z ₁ in practice for reasons of mutual hindrance, so that in the example shown the nodes IV, V, VI are slightly above the octahedron level Z ₁ are located, and the nodes VII, VIII, IX somewhat below it. The Longi tudinal movers L are shown here as hydraulic linear drives. The test object can be attached to the octahedron level A, the device to the octahedron level B. However, the reverse can also be carried out: The device is attached to the octahedron level A z. B. anchored to the bottom of a wind tunnel, the test object is attached to the octahedron plane B. A, B, Z ₁ , Z ₂ are hatched for visual emphasis.

In Fig. 3 ist die Vorrichtung an der Oktaeder-Ebene B am Boden E z. B. eines Windkanals verankert. Die Stäbe 1, 3, 5 verlaufen senk recht zur Oktaeder-Ebene Z₁ und sind gleich lang, wodurch die Verlaufsrichtung der Stäbe 2, 4, 6 bereits festgelegt ist. Auf der Oktaeder-Ebene A sind entlang den 3 Winkelhalbierenden W verlaufende Tragarme HA befestigt, auf welchen das Prüfobjekt, hier ein Flugzeug O verankert ist. An der Oktaeder-Ebene Z₁ ist entlang einer Winkelhalbierenden ein Tragarm HZ₁ befe stigt, auf welchem ihrerseits Windrichtungsmesser M befestigt sind. Weiter sind auf der Oktaeder-Ebene Z₁ Beschleunigungsmes ser C befestigt, welche die Bewegungsbeschleunigung in mehre ren Komponenten messen. Indem der Tragarm HZ₁ sowie die Objekte M und C zur Messung der Bewegung auf der Oktaeder-Ebene Z₁ be festigt sind, machen sie wunschgemäß die Bewegung des Prüf objekts vollständig mit, ohne jedoch durch ihre eigenen Kräfte und Momente die Messung der Kräfte und Momente des Prüfobjekts zu stören.In Fig. 3, the device at the octahedron plane B at the bottom E z. B. anchored in a wind tunnel. The bars 1 , 3 , 5 run perpendicular to the octahedral plane Z ₁ and are of equal length, whereby the direction of the bars 2 , 4 , 6 is already fixed. On the octahedron plane A, support arms HA are attached along the 3 bisector W, on which the test object, here an aircraft O, is anchored. At the octahedron plane Z ₁ , a support arm HZ _{1 is} fixed along an bisector of the angle, on which in turn wind direction meters M are fastened. Next are attached to the octahedron level Z ₁ Accelerometer C, which measure the acceleration of motion in several components. By the support arm HZ ₁ and the objects M and C for measuring the movement on the octahedral plane Z ₁ be fastened, they make the movement of the test object as desired, but without measuring the forces and by their own forces and moments Disturb moments of the test object.

Im Ausgestaltungsbeispiel der Fig. 4 ist die Vorrichtung an ihrer Oktaeder-Ebene B auf einem Meßwagen F verankert, wobei die Struktur des Meßwagendachs den Abstand der Knoten X, XI, XII voneinander aufrechterhält. Die Knoten IV, V, VI der Oktaeder- Ebene Z₁ bilden ein gleichseitiges Dreieck, auf welchem ent lang aller seiner Winkelhalbierenden Tragarme HZ₁ befestigt sind. Diese Tragarme bilden damit die Diagonalen eines regel mäßigen Sechsecks, auf ihnen werden mit 60° zu ihrer Symme trieachse angeschrägte Trapez-Paneele P konzentrisch zum Mittelpunkt des Knotendreiecks IV, V, VI angeordnet und be festigt. Auf der Oktaeder-Ebene A verläuft entlang einer Winkel bierenden ein Tragarm HA, auf welchem das Prüfobjekt, hier ein Segel S befestigt ist.In the embodiment example of FIG. 4, the device is anchored at its octahedron plane B on a measuring carriage F, the structure of the measuring carriage roof maintaining the distance of the nodes X, XI, XII from one another. The nodes IV, V, VI of the octahedron plane Z ₁ form an equilateral triangle, on which ent all of its bisector brackets HZ _{1 are} attached. These support arms thus form the diagonals of a regular hexagon, on them beveled trapezoidal panels P are arranged at 60 ° to their symmetry axis concentrically to the center of the knot triangle IV, V, VI and fastened. On the octahedron plane A, a support arm HA runs along an angle, on which the test object, here a sail S, is attached.

Die konzentrisch angeordneten Paneele bilden eine zusammenhän gende Plattform, welche den aerodynamischen Einfluß der Wasser fläche auf das Prüfobjekt simuliert, ohne daß die großen Kräfte und Momente dieser Plattform auf die Kraftmesser K einwirken, so daß die unverfälschten Kräfte und Momente des Segels S gemessen werden. Indem die Plattform über die Tragarme HZ₁ fest mit der Oktaeder-Ebene Z₁ verbunden ist, bleibt auch bei Aktivierung der Longitudinalbeweger L eine feste Zuordnung zwischen Plattform und Segel erhalten. Durch entsprechende Aktivierung der Longitudi nalbeweger L läßt sich damit für das Segel S jede beliebige Wind anströmung in Bodennähe simulieren, bis hin zur Simulierung des bisher im Windkanal nicht herstellbaren Windgradienten im Boden effekt.The concentrically arranged panels form a coherent platform, which simulates the aerodynamic influence of the water surface on the test object without the large forces and moments of this platform acting on the dynamometer K, so that the unadulterated forces and moments of the sail S are measured. Because the platform is firmly connected to the octahedral plane Z ₁ via the support arms HZ ₁ , a fixed assignment between the platform and sail is maintained even when the longitudinal movers L are activated. Appropriate activation of the Longitudi nalbeweger L can thus simulate any wind flow near the ground for the sail S, up to the simulation of the wind gradient in the ground, which was previously not possible in the wind tunnel.

Nachfolgend die Auflistung und Erläuterung der verwendeten Bezugszeichen.Below is a list and explanation of the used Reference numerals.

A Oktaeder-Ebene A
B Oktaeder-Ebene B
C Beschleunigungsmesser
E Boden, z. B. eines Windkanals
F Meßwagen
HA Tragarm, befestigt auf Oktaeder-Ebene A
HZ₁ Tragarm, befestigt auf Oktaeder-Ebene Z₁
K Kraftmesser
L Longitudinalbeweger
M Windrichtungsmesser
O Flugzeug (Prüfobjekt)
O₁ Oktaeder-Fachwerk (Kraftmessung)
O₂ Oktaeder-Fachwerk (Bewegungserzeugung)
P symmetrisches Trapez-Paneel, mit 60° angeschrägt
S Segel (Prüfobjekt)
W Winkelhalbierende eines Knoten-Dreiecks auf Oktaeder-Ebene A, B, Z₁, Z₂
Z Zwischenfachwerk zwischen O₁ und O₂
Z₁ Oktaeder-Ebene Z₁
Z₂ Oktaeder-Ebene Z₂
1, 2, 3, 4, 5,6 Stäbe im Oktaeder-Fachwerk 0₁
I, II, III Knoten, welche die Oktaeder-Ebene A definieren
IV, V, VI Knoten, welche die Oktaeder-Ebene Z₁ definieren
VII, VIII, IX Knoten, welche die Oktaeder-Ebene Z₂ definieren
X, XI, XII Knoten, welche die Oktaeder-Ebene B definierenA octahedron level A
B octahedron level B
C accelerometer
E floor, e.g. B. a wind tunnel
F measuring car
HA support arm, attached at octahedron level A
HZ₁ support arm, attached at the octahedral level Z₁
K dynamometer
L longitudinal mover
M wind direction meter
O aircraft (test object)
O₁ octahedron framework (force measurement)
O₂ octahedron framework (movement generation)
P symmetrical trapezoidal panel, bevelled at 60 °
S sail (test object)
W bisector of a knot triangle on the octahedron level A, B, Z₁, Z₂
Z intermediate framework between O₁ and O₂
Z₁ octahedron level Z₁
Z₂ octahedron level Z₂
1, 2, 3, 4, 5,6 rods in the octahedron framework 0 ₁
I, II, III nodes that define the octahedron plane A.
IV, V, VI nodes that define the octahedral plane Z₁
VII, VIII, IX nodes that define the octahedral plane Z₂
X, XI, XII nodes that define the octahedron plane B.

Claims

1. Device for measuring the forces and moments of the and moving objects, consisting of a fixable movement device, a force measuring device and attachment options for objects and devices, z. B. in a wind tunnel or on a measuring vehicle, characterized in that two octahedron trusses 0 ₁ and 0 ₂ at the nodes IV, V, VI and VII, VIII, IX are connected to each other like a work, in the octahedron truss 0 ₁ dynamometers K are installed in the rods running from nodes IV, V, VI to nodes I, II, III, and in the octahedron framework 0 ₂ in those from nodes VII, VIII, IX to nodes X, XI, XII extending rods L longitudinal movers are installed, and the attachment of device and objects to each one or more of the octahedral planes A, B, Z ₁ , Z ₂ .

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the nodes IV, V, VI on the one hand and VII, VIII, IX on the other hand are connected directly to one another without further intermediate rods, where at the intermediate level Z ₂ coincides with the common intermediate level Z ₁ .

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the rods 1, 3, 5 or 2, 4, 6 are perpendicular to the octahedral plane Z ₁ and have the same length.

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the rods 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 have the same length.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spacing of the nodes on one or more of the octahedral levels A, B, Z ₁ , Z _{2 is produced} by the objects attached to these octahedral levels themselves.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that flow-influencing objects, for. B. aerodynamic guide surfaces, are attached to one or more of the octahedron planes A, B, Z ₁ , Z ₂ .

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that on one or more of the node triangles, which span the octahedron planes A, B, Z ₁ , Z ₂ , support arms are attached, the beers along the Winkelhal of these triangles, objects being attached to these arms.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the device on the octahedron Level B is anchored, and that test objects on the octahedron Level A are attached.

9. The device according to claim 8, characterized in that objects which measure or record the movement, for. B. odometers, protractors, accelerometers, cameras are attached to the octahedron plane Z ₁ .

10. The device according to claim 8 or 9, characterized in that means for transporting the objects on the device, for. B. winches are attached to the octahedron level Z ₁ .

11. The device according to one or more of claims 6 to 10, characterized in that the nodes IV, V, VI of the octahedron plane Z _{1 form} an equilateral triangle, on which chem extending arm are attached along all its bisectors, on which Trapezoidal panels are arranged concentrically to the center of the triangle and angled at 60 ° to their symmetry axis.