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在日常生活中，我们常见的产品，绝大部分产品在使用或者静置的过程中，都需要保持一个相对稳定的姿态，也就是说产品会放置在地面或者桌面上，正常情况下，在设计时，我们需要考虑产品在预想的工况下放置时保持平衡稳定，即，产品的支撑面与地面或桌面形成良好接触，防止产品晃动或倾倒；有些产品还要求与地面或桌面的接触有一定的摩擦力，防止产品被轻易滑动。
针对这类物体，其重心位置可以用悬挂法来确定，重心的确定方法是: 用单股细线悬挂物体至静止(挂两次)，两次挂绳所在直线的交点，即为重心。
这种方法虽然原理简单，但是实际操作麻烦，实际设计中，可以利用三维软件计算重心位置。 
 重心的位置和物体的平衡之间有着密切联系，主要体现在两个方面： 1）物体的重心在竖直方向的投影只有落在物体的支撑面内或支撑点上，物体才可能保持平衡，且支承面越大，稳定性越好。 2）重心的高低会影响物体的稳定，物体的重心位置越低，势能就越小，物体的稳定性越好。 举例： 1、以下为显示器支架的3种设计方案：
方案一：显示器的整体重心在竖直方向的投影落在支架支承面之外，显示器不能保持平衡，除非在支承面侧增加重量，把整体重心移动到支承面内，如下图，但是这种方式不是最优解。
方案二：显示器的整体重心在竖直方向的投影，虽然落在支架支承面之内，可以保持平衡，但是距离支承面的边沿较近，稳定性较差，发生碰撞后，重心落在支承面外，容易倾倒，如下图。
方案三：显示器的整体重心在竖直方向的投影落在支架支承面之内，并且在支承面中间位置，保持平衡的同时，稳定性较好。 2、不倒瓮怎么做到不倒？
大家应该都见过或玩过不倒翁，不管你从哪个角度推它，松手后，不倒翁又会立起来。这是怎么回事呢？ 一方面因为它上轻下重，底部比头部重，整体重心很低；另一方面，不倒翁的底面是一个半球形，大而圆滑，容易自翻转。
原理：不倒翁静止在桌面上时，受到重力G和桌面对其支撑力FN的作用，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，此时不倒翁处于受力平衡状态。当用手把不倒翁偏转了一个角度后，重力G和支撑力FN虽然大小相等，方向相反，整个系统受力平衡；但这两个力不作用于同一直线，所以其力矩不平衡。如上图所示，支撑力方向指向支点N，而重力会产生一个使不倒翁绕着支点N旋转的力矩，这个力矩能使不倒翁左右摆动，直到因为摩擦和空气阻力，能量逐渐损失，减少到零，转回原来的位置，此时重力力臂为零，不倒翁重回到原来静止的状态。 如果不倒翁的重心很高，初始状态，不倒翁受力平衡，不倒翁处于稳定状态。但是这种情况下，重心过高，物体受力处于临界平衡，是一种亚稳定状态。这种情况下的物体稳定性变差，受到震动时原来平衡状态很容易被破坏，且不可自恢复。
下面这个例子，酒瓶和木板整体的重心在竖直方向的投影刚好落在木板与桌面的支承面上，虽然能保持平衡，但是这种平衡状态不够稳定，当受到轻微碰撞或震动就很容易失去平衡。
所以，针对这类重心较高的产品，为了保证正常使用过程中的稳定性，支承面需要设计大一些，且重心在竖直方向的投影最好是落在支承面的中心，如下图：
当然，更优的设计是，低重心，大支承面。
低重心设计的具体应用：
增大支承面设计的具体应用：
未完待续。。。 |
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