自动化八大原理（低成本自动化八大动力源与应用之重力的原理）

低成本自动化

(1）重力的基础知识

重力是指地球上的物体由向下的万有引力和惯性力共同的作用力。重力的生成需要两个并列条件：一个是物体受万有引力，另一个是物体加速运动。重力的方向总是竖直向下不仅有垂直的方向，还有在斜面、旋转轴时，由于重力的本身能把物体移动到各个方向。物体各部分受到的重力作用都集中于一点，这个点就是重力的等效作用点，称为物体的重心。重力是八大动力源中最便利的动力源，在某些场景不花钱仅用物体本身就能产生动力源，如惯性冲击力还可以他用。重加也是力学中最重要无动力及非常环保的能源之一。利用物体自身重量或是配重，与八大基本机构巧妙地配合使用才能发挥其功效，如在斜面、滚筒、传送带、滑轮等机构上传送物体等。通过重力可实现移动、旋转等运动动作，同时还可以产生新的力，如摩擦力（局部）惯性力（整体）等，从而实现其他的动作。由于物体下滑产生的惯性力使下层工装发生伸缩，还可以减少物体下滑时带来的冲击。

(2）重力的大小与作用点

物体所受重力的大小与物体的质量m成正比，同样，当m一定时，物体所受重力的大小与重力加速度g成正比，关系式为 G=mg，其中m为质量，单位为 kg；g 为比例系数（即重力加速度），约为9.8N/kg。另外，重力随着纬度大小的改变而改变。如图 4-3 所示，20kg的重物 GI在30°的斜面上移动，若是不考虑斜面和定滑轮的摩擦力，请问需要多大的重物 G2才能移动斜面上的物体？

重力的大小可以用测力计测量，静止或匀速直线运动的物体对测力计的拉力或压力的大小等于重力的大小。当重物在斜面上运动时，速度的大小与斜面的斜度有关，斜度越大，速度就越快，产生的惯性冲击力就越大，反之越小。因此，后续设计先进先出或斜面机构时就要考虑到这些因素。

重力的作用点即物体重心的位置。物体重心的位置与物体的几何形状及质量分布有关。形状规则、质量分布均匀的物体，其重心在它的几何中心，如粗细均匀的棒体的重心在它的中点，圆球的重心在球心，方体的重心在两条对角线的交点。若用其他物体支持重心，物体就能保持平衡。

若物体的质量分布不均匀，则重心位置也有所不同。例如，载重汽车的重心位置隨装货多少和装载位置而变化，若是装载不合理，在汽车行驶的过程中就易发生侧翻或对汽车轮胎等产生不良影响等。起重机的重心位置随提升物体的重量和高度而变化，重心位置不合适，就容易翻倒。若高速旋转的轮子的重心不在转轴上，就会引起激烈的振动，导致不稳定。