称重系统测量平台的制作方法

1.本实用新型涉及测量装置领域，特别涉及一种称重系统测量平台。


背景技术：

2.在现有技术中，平台秤或其它称重设备，如汽车衡等等，其支撑点为一个及多个(两个及以上)时，在秤体在空载状态及不同载荷的加载状态下，其不同支撑点(或称支点)，由于传感器本身及秤体都会产生一定程度的弹性形变，安装在秤体下面的传感器或其支撑件，会产生不同方向的倾角变化。该倾角变化，对于不同的设备，在没有预设角度的情况下，是随机的。随机表现在，同一种设备，在不同的安装条件下，或者在相同安装条件下，其倾角变化的不确定性。而该不确定性，直接影响到衡器的称重结果。但是目前，尚未有科学的测试或计算方法，准确测量或计算倾角与称重结果的相互关系，这就为理论计算和实际测试，造成困扰。
3.图1为现有技术中秤体未安装传感器的结构示意图。图2为现有技术中秤体安装传感器后的结构示意图。图3为称重设备中传感器及其支撑件的结构示意图。
4.如图1至图3所示，图中所示为平台秤传感器的一种，箭头所指为四个安装基准面100，是专门为安装传感器110而预留的。但由于在机加工及焊接环节，无法保证四个安装的平面的，也就是说，四个安装面，其空间的位置关系，从微观角度来讲，是不可能绝对平行的，或多或少地存在一定的空间角度。
5.这些空间的角度，都是随机的，不可以控制的。而且，这些角度在安装了传感器及其它零部件后(如传感器连接件)，会进一步被放大。同时，在大多数情况下，平台秤在安装时会自带框架，或者用支脚安装，而如汽车衡即使不用框架或支脚，在安装柱式传感时，也无法保证传感器是绝对垂直的，或无法避免在使用过程中柱式传感器发生空间倾斜角度。
6.然而，在大多数平台秤采用框架安装时，由于框架和秤体的装配关系，会进一步加剧传感器安装的不确定性，其倾角变化更为复杂。
7.在称重状态，这种传感器110或传感器支撑件120空间交错的角度，例如支撑件上支撑点121和支撑件下支撑点122会发生角度a的偏转，这些情况对称重结果是如何影响的，目前无法通过测量的方法得知，更无法通过计算的方法得知，因为角度变化的多样性及各个角度之间组合关系的多样性，从而使数学建模变动扑朔迷离。
8.该技术的难点是，传感器及其支撑件，藏在机械结构内部，无法直接测量其角度和状态以及相关支点位置。
9.有鉴于此，本领域技术人员研制了一种称重系统测量平台，以期克服上述技术问题。


技术实现要素：

10.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中传感器及其支撑件无法直接测量其角度和装置以及相关支点位置的缺陷，提供一种称重系统测量平台。
11.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
12.一种称重系统测量平台，其特点在于，所述称重系统测量平台包括：
13.间距可调称重框架，待测称重设备安装在所述间距可调称重框架上；
14.多个同位器，所述同位器安装在所述称重设备和所述间距可调称重框架之间，且位于所述称重设备的外侧部，用于将所述称重设备内传感器或其支撑件的位置通过投影的方式变为可测量的信息；
15.多个投影收集器，所述投影收集器安装在对应的所述同位器的侧部，用于收集所述同位器发射的投影光源的信息；
16.接线盒，所述接线盒与所述同位器连接，用于收集汇总投影信号，并外接至外部的控制终端；
17.称重仪表，所述称重仪表与所述称重设备连接，用于收集所述称重设备的数据。
18.根据本实用新型的一个实施例，所述间距可调称重框架包括多个支撑底板、多个调节机构和多个传感器支座，所述传感器支座安装在对应的所述支撑底板上，每一所述调节机构安装在对应的相邻两个所述支撑底板之间，形成闭合的框架结构，通过调节所述调节机构的长度，使得相邻两个所述支撑底板之间的间距增加或缩小。
19.根据本实用新型的一个实施例，所述调节机构为螺杆手动调节、电动推杆驱动调节、液压缸调节或气缸调节。
20.根据本实用新型的一个实施例，所述同位器包括投影光源单元和连接杆，所述连接杆的一端与所述称重设备内传感器连接，另一端与所述投影光源单元连接。
21.根据本实用新型的一个实施例，所述同位器还包括三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器安装在所述连接杆的另一端和所述投影光源单元之间，用于获取所述同位器的空间角度变化。
22.根据本实用新型的一个实施例，所述投影光源单元包括多个水平投影光源和多个垂直投影光源。
23.根据本实用新型的一个实施例，所述三轴加速度传感器的上端设有水泡，用于调整和校准所述三轴加速度传感器。
24.根据本实用新型的一个实施例，所述投影收集器包括立杆、多个影像收集仪、信电源线和信号线，所述影像收集仪水平或垂直地固定在所述立杆上，所述信电源线将所述影像收集仪与电源连接，所述信号线将所述影像收集仪与外部的所述控制终端连接。
25.根据本实用新型的一个实施例，所述影像收集仪包括第一影像收集仪、第二影像收集仪和第三影像收集仪，所述第一影像收集仪水平安装在所述立杆的顶端，所述第二影像收集仪水平安装在所述立杆的底端，所述第三影像收集仪安装在所述立杆的侧部，与所述第二影像收集仪相互垂直。
26.根据本实用新型的一个实施例，所述第一影像收集仪上安装有调平水泡，用于所述第一影像收集仪的调平；
27.所述第二影像收集仪上安装有调平螺钉，用于所述第二影像收集仪的调平。
28.根据本实用新型的一个实施例，所述称重系统测量平台还包括多个高度调节垫块，所述高度调节垫块安装在所述间距可调称重框架的底部。
29.本实用新型的积极进步效果在于：
30.本实用新型称重系统测量平台可以精确地测量传感器及其支撑件，在不同载荷状态下的空间状态，它们的动态或静态空间轨迹或倾角及位置状态(或倾角及位置关系)，从而根据获取的信息，建立相应的数学模型或物理学模型，并反向推导载荷和秤体、传感器或其连接件的多重关系或关联。
31.在不同载荷下，传感器或传感器连接件，或者传感器及其连接件的空间物理参数，并将这些物理参数和秤体的力学模型以及称重系统或电子秤的称重数据建立起内在的联系或关系，然后加以合理优化和利用，为衡器的优化设计、质量改进，生产制造，客户使用、技术服务及支持，称重精度改善和提高、传感器的性能改善和提高等等提供科学的依据。
附图说明
32.本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
33.图1为现有技术中秤体未安装传感器的结构示意图。
34.图2为现有技术中秤体安装传感器后的结构示意图。
35.图3为称重设备中传感器及其支撑件的结构示意图。
36.图4为本实用新型称重系统测量平台的结构示意图。
37.图5为本实用新型称重系统测量平台中间距可调称重框架的结构示意图。
38.图6为本实用新型称重系统测量平台中同位器的结构示意图。
39.图7为本实用新型称重系统测量平台中同为器的安装示意图。
40.图8为本实用新型称重系统测量平台中投影收集器的结构示意图。
41.【附图标记】
42.安装基准面
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100
43.传感器
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110
44.传感器支撑件
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120
45.支撑件上支撑点
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121
46.支撑件下支撑点
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122
47.间距可调称重框架
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10
48.同位器
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20
49.投影收集器
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30
50.接线盒
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40
51.称重设备
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50
52.称重仪表
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60
53.控制终端
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70
54.高度调节垫块
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80
55.支撑底板
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11
56.调节机构
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12
57.传感器支座
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13
58.投影光源单元
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21
59.连接杆
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22
60.三轴加速度传感器
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23
61.水平投影光源
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211
62.垂直投影光源
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212
63.传感器连接件
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24
64.立杆
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31
65.影像收集仪
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32
66.信电源线
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33
67.信号线
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34
68.第一影像收集仪
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321
69.第二影像收集仪
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322
70.第三影像收集仪
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323
71.调平水泡
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324
72.调平螺钉
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325
具体实施方式
73.为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
74.现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。现在将详细参考本实用新型的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。
75.此外，尽管本实用新型中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本实用新型说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。
76.此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本实用新型。
77.图4为本实用新型称重系统测量平台的结构示意图。
78.如图4所示，本实用新型公开了一种称重系统测量平台，其包括间距可调称重框架10、多个同位器20、多个投影收集器30、接线盒40和称重仪表60。其中，待测称重设备50安装在间距可调称重框架10上。同位器20安装在称重设备50和间距可调称重框架10之间，且位于称重设备50的外侧部，用于将称重设备50内传感器或其支撑件的位置通过投影的方式变为可测量的信息。投影收集器30安装在对应的同位器20的侧部，用于收集同位器20发射的投影光源的信息。接线盒40与同位器20连接，用于收集汇总投影信号，并外接至外部的控制终端70。称重仪表60与称重设备50连接，用于收集称重设备50的数据。
79.优选地，所述称重系统测量平台还可以包括多个高度调节垫块80，高度调节垫块80安装在间距可调称重框架10的底部。
80.图5为本实用新型称重系统测量平台中间距可调称重框架的结构示意图。
81.如图5所示，优选地，间距可调称重框架10包括多个支撑底板11、多个调节机构12和多个传感器支座13，传感器支座13安装在对应的支撑底板11上，每一调节机构12安装在对应的相邻两个支撑底板11之间，形成闭合的框架结构，通过调节调节机构12的长度，使得
相邻两个支撑底板11之间的间距增加或缩小。
82.此处调节机构12优选为螺杆手动调节、电动推杆驱动调节、液压缸调节或气缸调节。其调节目的是获得传感器支座四个中心点(o1-o4)之间的相互尺寸关系(x1,x2,y1,y2,a1,a2)，为后面的测试提供不同的数据支撑。
83.图6为本实用新型称重系统测量平台中同位器的结构示意图。图7为本实用新型称重系统测量平台中同为器的安装示意图。
84.如图6和图7所示，优选地，同位器20包括投影光源单元21和连接杆22，将连接杆22的一端与称重设备50内传感器连接，另一端与投影光源单元21连接。进一步地，同位器20还可以优选地包括三轴加速度传感器23，三轴加速度传感器23安装在连接杆22的另一端和投影光源单元21之间，用于获取同位器20的空间角度变化。
85.此处，投影光源单元21优选地包括多个水平投影光源211和多个垂直投影光源212。例如，图6中所示投影光源单元21包括两个水平投影光源211和两个垂直投影光源212。此处对于水平投影光源211和垂直投影光源212数量仅为举例，并不作为限定。
86.另外，在三轴加速度传感器23的上端设有水泡，用于调整和校准三轴加速度传感器23。
87.进一步地说，连接杆22连接传感器连接件24，若传感器为柱式传感器，则传感器连接件24直接就是柱式传感器本身。
88.本实施例中的投影光源可以采用有线光源，或无线光源。同位器20的特殊之处在于：将传感器或其支撑件的位置，通过投影的方式，变成可测量的信息。同时，通过三轴加速度传感器，获得同位器的空间角度变化。投影信息和三轴加速度传感器信息，独立使用，或相互补偿都可以。
89.图8为本实用新型称重系统测量平台中投影收集器的结构示意图。
90.如图8所示，优选地，投影收集器30包括立杆31、多个影像收集仪32、信电源线33和信号线34，影像收集仪32水平或垂直地固定在立杆31上，信电源线33将影像收集仪32与电源连接，信号线34将影像收集仪32与外部的控制终端70连接。
91.优选地，影像收集仪32包括第一影像收集仪321、第二影像收集仪322和第三影像收集仪323。其中，第一影像收集仪321水平安装在立杆31的顶端，第二影像收集仪322水平安装在立杆31的底端，第三影像收集仪323安装在立杆31的侧部，与第二影像收集仪322相互垂直。
92.进一步地，在第一影像收集仪321上安装有调平水泡324，用于第一影像收集仪321的调平。第二影像收集仪322上安装有调平螺钉325，用于第二影像收集仪322的调平。
93.本实施例中投影收集器30不限于自动收集投影，在条件不具备的情况下，可以通过描绘各个投影点在投影面的点，收集静态下的投影，并将多个静态投影数据处理成近似动态的状态。自动收集投影时，可以支撑称重设备在动态或静态下收集。
94.根据上述结构描述，本实用新型称重系统测量平台的测量方法包括以下步骤：
95.s1、采用所述投影收集器将投影信号收集汇总；
96.s2、结合所述控制终端收集到的所述同位器的信号，以及所述称重仪表收集到的称重数据，人工对数据进行分析和处理；
97.s3、将传感器或其支撑件的空间倾角，与所述称重数据建立联系。
98.优选地，所述步骤s2中所述同位器的信号包括三轴加速度传感器信号。
99.另外，所述测量方法还包括以下步骤：
100.s4、通过手动调节所述间距可调称重框架，改变传感器支撑点之间的距离；
101.s5、重复所述步骤s1至所述步骤s3，获得更多的试验数据。
102.如图4所示的称重系统测量平台的结构，将投影信号收集到一数据分析处理系统，三轴加速度传感器信号同步传到系统，并结合称重系统的数据，同一定的程序处理，将传感器或其支撑件的空间倾角，与称重结果建立联系。
103.同时，间距可调称重框架10可以通过控制系统(或者手动调节)，传感器支撑点的距离，从而获得不同的技术分析参数，可以大大缩短数据采集时间，减少数据采集样本数量。
104.通过所述称重系统测量平台的测量方法，可以测量获得以下信息，如下表格所示：
[0105][0106]
利用这些数据，可以分析传感器的受力状态和秤体变形之间的相互关联，从而为产品研发和应用提供科学的数据支撑。
[0107]
根据上述结构描述，本实用新型称重系统测量平台可以用于多种应用：
[0108]
一、检验不同尺寸的标准产品，其装配状态下，传感器及其支撑件的状态，并评估该状态对计量性能的影响。在该应用下，可调节框架，直接换成不可调节的标准产品框架。
[0109]
二、分析在秤体在不同载荷下，其应变、应力之间的相互关系。
[0110]
三、分析传感器，在不同角度作用力下，其计量性能的变化，以及在传感器装秤状态下，其对整个称重系统或电子秤(衡器)性能的影响。
[0111]
本实用新型称重系统测量平台为获取传感器及其支撑件空间倾斜角度的机械结构及应用，主要对象为传感器在安装到承载器(通常为秤体，下面以秤体代替)上后，秤体为单传感器支撑或多传感器支撑(两点及以上)时，其不同支点，在传感器承受不同载荷情况下，各个支点的空间角度变化情况以及秤体本身在三维空间的位置变化(含角度变化)，该变化同时包含动态变化和静态变化。并对各个变化参数做相应的数据分析，从而建立起传感器或其支撑件的空间变化与支点上端秤体在不同载荷情况下的变规律，并对该规律加以合理利用。由于秤体在加载时，会产生形变，而该形变，直接影响到传感器及其支撑件的空间状态(主要影响为发生倾斜或形变)。
[0112]
本实用新型称重系统测量平台通过采集不同的传感器或其支撑件的空间角度变化数据，分析传感器本身或其支撑件的空间位置信息，而这些信息数据，又和秤体的受力状态、物理状态(角度，形变，应力，应变等)相互关联，通过对各个变化参数的数据分析，可以建立起传感器支撑件或传感器本身的空间变化与支点上端秤体在不同载荷情况下的变规律，并对该规律加以合理利用，从而为多传感器称重系统的产品为设计及应用，提供合理的理论依据和技术保障。
[0113]
综上所述，本实用新型称重系统测量平台可以精确地测量传感器及其支撑件，在不同载荷状态下的空间状态，它们的动态或静态空间轨迹或倾角及位置状态(或倾角及位置关系)，从而根据获取的信息，建立相应的数学模型或物理学模型，并反向推导载荷和秤体、传感器或其连接件的多重关系或关联。
[0114]
在不同载荷下，传感器或传感器连接件，或者传感器及其连接件的空间物理参数，并将这些物理参数和秤体的力学模型以及称重系统或电子秤的称重数据建立起内在的联系或关系，然后加以合理优化和利用，为衡器的优化设计、质量改进，生产制造，客户使用、技术服务及支持，称重精度改善和提高、传感器的性能改善和提高等等提供科学的依据。
[0115]
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。