专利名称：飞机货舱重量称量、重心计算的方法及装置的制作方法
飞机货舱重量称量、重心计算的方法及装置技术领域
本发明属于飞机称重的技术领域，具体涉及一种飞机货舱重量称量、重心计算的方法及装置。
背景技术：
目前，国内飞机货舱重量的称量采用将货舱货物在上飞机前进行单独称量的方式，测量繁琐，不具有实时性，数字化程度低，错装货物不易发现。飞机货舱所载货的重心规划采用地面地秤称量后按规划好的货物存放位置固定放置，地面称量及空投过程均不具有实时性，存在人为因数造成误装的风险。发明内容
本发明的发明目的实时称量、计算飞机货舱的重量、重心，连续反馈飞机货舱的重量、重心变化。
本发明采用如下的技术方案实现飞机货舱重量称量、重心计算的方法，其特征在于安装于飞机货舱甲板上的若干称重模块在地面状态下称量的重量取和，经姿态修正(姿态传感器和称重模块安装于货舱甲板平面上，姿态传感器测出的角度和称重模块测出的重量值进行角度校正计算得到真实的货物重量)后得到飞机的货舱载货总重量；每个称重模块所称货物的重量乘以每个称重模块相对于飞机基准点的距离所得的乘积之和与货舱载货总重量的比为飞机货舱所载货物的重心；若干称重模块在装货过程中识别每件货物的重量、位置，建立数据库，货物空投后，由称重模块依据数据库确定所投货物的重量、位置，实时计算变化后新的重量和重心。
实施上述的飞机货舱重量称量、重心计算的方法的装置，包括称重平衡计算机、校准存储模块、称重模块、姿态传感器，称重模块和姿态传感器布置于货舱的甲板导轨上，称重模块以及姿态传感器的数据输出端与称重平衡计算机连接，称重平衡计算机与校准存储模块进行连接。
本发明的另一优选方案称量模块包括导轨转接机构、数字式剪切梁称重传感器、 带滚棒的支架，数字式剪切梁称重传感器的固定端和导轨转接机构固连在一起，数字式剪切梁称重传感器的承重端和带滚棒的支架固连在一起，数字式剪切梁称重传感器的承重端与导轨转接机构之间留有间隙，导轨转接机构可拆卸式固定在货舱甲板导轨上。
本发明的另一优选方案带滚棒的支架包括支架、两个减震垫、两个承重辊子，承重辊子连接在支架两端，承重辊子和支架中间隔着减震垫，承重辊子包括辊子支架、辊子以及轴，轴穿在辊子中、架在辊子支架上，辊子最高点高度高于支架上表面。
本发明的另一优选方案导轨转接机构的下部有两个圆柱突起，用于称量模块在货舱甲板导轨上的定位，导轨转接机构通过快卸器固定在货舱甲板导轨上，所述的快卸器， 是一种快速固定卸下装置，快卸器类似大头螺钉，头部两边铣扁，头部进入货舱甲板导轨后，扭转90度，头部的宽边即卡在导轨上。
本发明的另一优选方案辊子的两端分别嵌压有冲压外圈滚针轴承，轴穿在辊子中和冲压外圈滚针轴承接触，轴的两端通过轴套架在辊子支架上，外端用小垫圈、轴用弹性挡圈锁定位置。
本发明的另一优选方案辊子最高点高度比支架上表面高出3毫米。
本发明若干称重模块采集的重量数据、姿态传感器采集的角度数据输入称重平衡计算机和校准存储模块，称重平衡计算机与校准存储模块进行数据交换。称重平衡计算机中包含有飞机货舱在各种状态下重量、重心的解算、修正算法，称重平衡计算机进行重量重心计算修正，并识别每件货物的重量和位置，建立数据库，数据库和称量计算后的货舱重量重心数据定期存入校准存储模块，校准存储模块存储的数据不会因为系统掉电而丢失。
本发明具有的有益效果本发明替代了目前采用的人工地秤测量计算的方法，避免了人为误差，且仅能在地面上称量，空中的货物投放只能依靠原始数据图表进行判断，本发明采用数字式测量、计算、控制、修正形式，空中地面均可实时自动化测量，测量精度高， 数据具有可追溯性，填补了国内空白。
图I为本发明各组成部件及相互交联关系示意2为称重|旲块结构7]^意图；图3为图2的侧视图；图4为称重模块的带滚棒的支架结构示意图；图5为称重模块的承重辊子结构示意图；图6为飞机货舱重心的计算示意中1_称重平衡计算机，2-校准存储模块，3-称量模块，4-姿态传感器，5-货舱甲板导轨，6-导轨转接机构，7-快卸器，8-数字式剪切梁称重传感器，9-带棍棒的支架，10-连接螺，11-支架，12-减震垫，13-承重辊子，14-辊子支架，15-轴，16-冲压外圈滚针轴承， 17-辊子，18-轴套，19-小垫圈，20-轴用弹性挡圈。
具体实施方式
结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步说明。
飞机货舱重量称量、重心计算的装置，包括称重平衡计算机、校准存储模块、称重模块、姿态传感器，称重模块和姿态传感器布置于货舱的甲板导轨上，称重模块以及姿态传感器的数据输出端与称重平衡计算机连接，称重平衡计算机与校准存储模块进行连接，实现数据交换。称重模块在飞机货舱中的布置，称重模块的数量依据货舱甲板导轨的长度和数量以及载货集装箱板的大小确定。
称量模块包括导轨转接机构6、数字式剪切梁称重传感器8、带滚棒的支架9，数字式剪切梁称重传感器8的固定端和导轨转接机构6固连在一起，数字式剪切梁称重传感器 8的承重端和带滚棒的支架9固连在一起，数字式剪切梁称重传感器8的承重端与导轨转接机构6之间留有间隙，导轨转接机构6可拆卸式固定在货舱甲板导轨5上。带滚棒的支架9包括支架11、两个减震垫12、两个承重辊子13，承重辊子13连接在支架11两端，承重辊子13和支架11中间隔着减震垫12，承重辊子包括辊子支架、辊子17以及轴15，轴15穿在辊子17中、架在辊子支架14上，辊子17最高点高度高于支架11上表面。导轨转接机构6的下部有两个圆柱突起，用于称量模块在货舱甲板导轨5上的定位，导轨转接机构6通过快卸器7固定在货舱甲板导轨5上，所述的快卸器，是一种快速固定卸下装置，快卸器类似大头螺钉，头部两边铣扁，头部进入货舱甲板导轨后，扭转90度，头部的宽边即卡在导轨上，辊子17的两端分别嵌压有冲压外圈滚针轴承16，轴15穿在辊子17中和冲压外圈滚针轴承16接触，轴15的两端通过轴套18架在辊子支架14上，外端用小垫圈19、轴用弹性挡圈20锁定位置。辊子17最高点高度比支架11上表面高出3毫米。
所述的数字式剪切梁称重传感器的量程为lOOOKg，输出的信号为数字重量信号， 数字信号格式为CAN总线数据，通讯速度125Kbit/s，传感器体为不锈钢材质，整体防护等级IP67，满载100万内码，12V供电。
所述的导轨转接机构下部用于称量模块在货舱甲板导轨上定位的两个圆柱突起， 两个圆柱的距离和圆柱的直径和货舱甲板导轨4上的要求相一致。
所述的带滚棒的支架的最高点为承重辊子上的辊子，高度比其他部分高出3毫米，货物移动时从辊子上滚动通过，当有重量时减震垫会受压压缩，带动承重辊子整体下移位置，并吸收震动带来的冲击。减震垫的材料为顺丁橡胶，硬度为邵氏HA60。
称量模块没有受力时处于自然状态，重量输出为0，当其上有集装箱(板)时，集装箱(板)的重量通过辊子加在承重辊子上，经减震垫吸收震动后重量通过带滚棒的支架传递到数字式剪切梁称重传感器的受力端，数字式剪切梁称重传感器受力后产生应变，经检测计算校正后转换为标准重量信号输出。
飞机货舱重量称量、重心计算的方法，称重平衡计算机中包含有飞机货舱在各种状态下重量、重心的解算、修正算法。称重模块采集的重量数据、姿态传感器采集的角度数据输入称重平衡计算机和校准存储模块。若干称重模块在地面状态下称量的重量取和，经姿态修正后得到飞机的货舱载货总重量；每个称重模块所称货物的重量乘以每个称重模块相对于飞机基准点的位置所得乘积之和与货舱载货总重量的比为飞机货舱所载货物的重心；若干称重模块在装货过程中识别每件货物的重量、位置，建立数据库，货物空投后，由称重模块依据数据库确定所投货物的重量、位置，实时计算变化后新的重量和重心。
飞机货舱载重重心的算法，如图6所示重心V[(V mPq)yq]1 i 9式中i为货舱传感器的布置行数；j为货舱传感器的布置列数；川M SpRq列称重模块测得的重量；Xp为P行称重模块到基准点的X轴向距离；为q列称重模块到基准点的I轴向距离； m为所有称重模块测得的重量的累加和；Xe为X轴向重心位置；.Vc为y轴向重心位置。
权利要求
1.一种飞机货舱重量称量、重心计算的方法，其特征在于安装于飞机货舱甲板上的若干称重模块在地面状态下称量的重量取和，经姿态修正后得到飞机的货舱载货总重量； 每个称重模块所称货物的重量乘以每个称重模块相对于飞机基准点的距离所得的乘积之和与货舱载货总重量的比为飞机货舱所载货物的重心；若干称重模块在装货过程中识别每件货物的重量、位置，建立数据库，货物空投后，由称重模块依据数据库确定所投货物的重量、位置，实时计算变化后新的重量和重心。
2.一种实施如权利要求I所述的飞机货舱重量称量、重心计算的方法的装置，其特征在于包括称重平衡计算机、校准存储模块、称重模块、姿态传感器，称重模块和姿态传感器布置于货舱的甲板导轨上，称重模块以及姿态传感器的数据输出端与称重平衡计算机连接，称重平衡计算机与校准存储模块进行数据交换。
3.根据权利要求2所述的飞机货舱重量称量、重心计算的装置，其特征在于称量模块包括导轨转接机构(6)、数字式剪切梁称重传感器(8)、带滚棒的支架(9)，数字式剪切梁称重传感器(8)的固定端和导轨转接机构(6)固连在一起，数字式剪切梁称重传感器(8)的承重端和带滚棒的支架(9)固连在一起，数字式剪切梁称重传感器(8)的承重端与导轨转接机构(6)之间留有间隙，导轨转接机构(6)可拆卸式固定在货舱甲板导轨(5)上。
4.根据权利要求3所述的飞机货舱重量称量、重心计算的装置，其特征在于带滚棒的支架(9)包括支架(11)、两个减震垫(12)、两个承重辊子(13)，承重辊子(13)连接在支架(11)两端，承重辊子(13)和支架(11)中间隔着减震垫(12)，承重辊子包括辊子支架、辊子(17)以及轴(15)，轴(15)穿在辊子(17)中、架在辊子支架(14)上，辊子(17)最高点高度高于支架(11)上表面。
5.根据权利要求3或4所述的飞机货舱重量称量、重心计算的装置，其特征在于导轨转接机构(6)的下部有两个圆柱突起，用于称量模块在货舱甲板导轨(5)上的定位，导轨转接机构(6)通过快卸器(7)固定在货舱甲板导轨(5)上。
6.根据权利要求5所述的飞机货舱重量称量、重心计算的装置，其特征在于辊子(17) 的两端分别嵌压有冲压外圈滚针轴承(16)，轴(15)穿在辊子(17)中和冲压外圈滚针轴承 (16)接触，轴(15)的两端通过轴套(18)架在辊子支架(14)上，外端用小垫圈(19)、轴用弹性挡圈(20)锁定位置。
7.根据权利要求6所述的飞机货舱重量称量、重心计算的装置，其特征在于辊子(17) 最高点高度比支架(11)上表面高出3毫米。
全文摘要
本发明属于飞机称重的技术领域，具体是一种飞机货舱重量称量、重心计算的方法及装置，发明目的实时称量、计算飞机货舱的重量、重心，连续反馈飞机货舱的重量、重心变化。方法称重模块在地面状态下称量的重量取和，经姿态修正后得到飞机的货舱载货总重量；计算重心；建立数据库，货物空投后，由称重模块依据数据库确定所投货物的重量、位置，实时计算变化后新的重量和重心。装置，包括称重平衡计算机、校准存储模块、称重模块、姿态传感器，称重模块以及姿态传感器与称重平衡计算机连接，称重平衡计算机与校准存储模块连接。本发明的有益效果采用数字式测量、计算、控制、修正形式，空中地面均可实时自动化测量，测量精度高，数据具有可追溯性。
文档编号G01M1/12GK102538917SQ20111044694
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者姚敏强, 宣晓刚, 李有亮, 王红, 贾艳霞, 高玉怀 申请人:太原航空仪表有限公司