CN106124125A - 质心称量系统 - Google Patents

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李光宏
叶俊
吴刚
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Mettler Toledo Changzhou Measurement Technology Ltd
Mettler Toledo Changzhou Precision Instruments Ltd
Mettler Toledo Changzhou Weighing Equipment Co Ltd
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Mettler Toledo Changzhou Measurement Technology Ltd
Mettler Toledo Changzhou Precision Instruments Ltd
Mettler Toledo Changzhou Weighing Equipment Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种质心称量系统，所述质心称量系统包括：多个平台秤，各所述平台秤上设置有至少三个称重传感器；运算模块，与所述多个平台秤连接，根据各所述称重传感器的称重数据计算每个所述平台秤上的承载的合力的大小及该合力的位置，并根据每个所述平台秤上的承载的合力的大小及该合力的位置计算称重物的重量及质心位置。本发明将大幅度提高大体积物体的质心测量精度。

Description

质心称量系统
技术领域
本发明涉及称重领域，尤其涉及一种质心称量系统。
背景技术
现有技术中，单个的平台秤测量诸如风机叶片的大体积物体会有许多问题，例如单个平台秤较大，占有过多场地，台秤成本也很高。
风力发电机叶片做圆周运动，做圆周运动的物体转动平稳的主要影响因素有：质心距离转轴中心的距离、转动部分的质量、转动角速度。由于叶片长度长、质量大，为了提高风机转动的平稳性，必须控制好每个叶片的重量和质心位置。为了制造或匹配出三个叶片，质心测量系统的精确性至关重要。
目前叶片称重并测量质心采用以下方案：1)一台平台秤和一台吊钩秤方式；2)两台吊钩秤方式。
风机叶片的质心测量的精度主要有这几方面影响因素：1、承载点位置的测量精度；2、叶片称量时的定位精度；3、称量误差对质心位置计算的影响。现有的方案，承载点位置的测量精度差，大多数该误差达到100---500mm，造成目前大多数风机叶片厂家的质心精度只能控制在1—2％。
发明内容
本发明的目的是提供一种大幅度提高大体积物体的测量精度的质心称量系统。
根据本发明的一个方面，提供一种质心称量系统，包括：多个平台秤，各所述平台秤设置有至少三个称重传感器；运算模块，与所述多个平台秤连接，根据各所述称重传感器的称重数据计算每个所述平台秤上的承载的合力的大小及该合力的位置，并根据每个所述平台秤上的承载的合力的大小及该合力的位置计算称重物的重量及质心位置。
优选地，所述平台秤的数量是两个。
优选地，各所述平台秤的称重面下侧的边缘设置有至少三个所述称重传感器。
优选地，各所述平台秤上设置的所述称重传感器的数量是四个。
优选地，所述平台秤的称重面为矩形，四个所述称重传感器分别设置在所述称重面下侧的四个角上。
优选地，所述平台秤的称重面为矩形，四个所述称重传感器分别设置在所述称重面下侧的四条边的中点上。
优选地，所述运算模块包括：第一运算模块，与各所述平台秤上设置的所述称重传感器相连，根据各所述称重传感器的称重数据及各所述称重传感器在所述平台秤上的位置计算各所述平台秤上的承载的合力的大小及该合力的位置；以及第二运算模块，与所述第一运算模块相连，根据所述第一运算模块计算的各所述平台秤上的承载的合力的大小及该合力的位置来计算称重物的重量及质心位置。
优选地，该合力的位置指的是该合力相对于所述平台秤称重面一参考点或参考边的位置。
优选地，所述参考点为所述平台秤称重面的边的中心、所述平台秤称重面的中心、所述平台秤称重面的端点；所述参考边为所述平台秤称重面的边。
优选地，所述第一运算模块通过信号电缆或无线通信与各所述平台秤上设置的所述称重传感器相连。
优选地，所述称重传感器为数字称重传感器。
优选地，所述运算模块为仪表及计算机中的一个或多个。
优选地，各所述平台秤上设置有用于定位称重物的支架。
优选地，所述质心称量系统用于称量风机叶片和/或航天器材。
优选地，所述平台秤为数字平台秤。
本发明大幅度地提高了承载点位置的测量精度，减少误差。其可以解决多个传感器带来的角差问题。将两个或两个以上平台秤的数据上传给运算模块，并计算出大体积物体的质心。本发明将大幅度提高大体积物体的测量精度。对于风机叶片的测量，其提高风力发电机运转的平稳性、安全性。对于导弹等航空航天器材的测量，其提高了导弹等航空航天器材飞行的精确性。
应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。
附图说明
包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：
图1为根据本发明实施例的质心称量系统的示意图。
图2为根据本发明实施例的平台秤的示意图。
具体实施方式
现在将详细参考附图描述本发明的实施例。
图1和图2分别为根据本发明实施例的质心称量系统及平台秤的示意图。质心称量系统包括多个平台秤3以及运算模块5。优选地，平台秤3为数字平台秤。各平台秤3设置有至少三个称重传感器2。运算模块5与多个平台秤3连接。其中，运算模块5根据各称重传感器2的称重数据计算每个平台秤3上的承载的合力的大小及该合力的位置6，并根据每个平台秤3上的承载的合力的大小及该合力的位置6计算称重物1的重量及质心位置7。
在本实施例中，平台秤3的数量是两个。平台秤具有矩形的称重面。各平台秤3上有四个称重传感器2，能将各自所承受重力数据传送出来。参考图2，对于各平台秤3，四个称重传感器2设置于平台秤3称重面下侧的边缘。优选地，四个称重传感器2分别设置在称重面下侧的四个角上。在一些变化例中，四个称重传感器2分别设置在称重面下侧的四条边的中点上。在又一些变化例中，多个称重传感器2可按不同的方式布置在平台秤3的称重面下侧。
在一个优选例中，平台秤3上可以设有用于定位称重物1的支架。质心测量系统还通过一定位装置来测量称重物1相对于平台秤3的位置。该定位装置可以设置在平台秤3称重面上、支架上或者在平台秤外。在没有定位装置的实施例中，还需要通过人工或其他方式测量称重物1相对平台秤3的位置。
运算模块5能够运行质心运算的软件，其可以是仪表或计算机。在一个实施例中，运算模块5包括第一运算模块51及第二运算模块52。第一运算模块51与各平台秤上设置的称重传感器相连，并根据各称重传感器的称重数据及各称重传感器在平台秤上的位置计算各平台秤上的承载的合力的大小及该合力的位置6。第二运算模块52与第一运算模块51相连，并根据第一运算模块51计算的各平台秤上的承载的合力的大小及该合力的位置6来计算称重物1的重量及质心位置7。在一些实施例中，第一运算模块51可以是仪表，第二运算模块52可以是计算机。
优选地，平台秤3上各称重传感器2的称重数据通过信号电缆4或无线传送的方式发送给运算模块5。具体而言，各称重传感器2的称重数据可以传送到运算模块5(例如仪表或计算机)。在又一些实施例中，各称重传感器2的称重数据可以传给第一运算模块51(例如仪表)。称重数据经第一运算模块51处理后，再传送给第二运算模块52(例如计算机)。
由于每个称重传感器2分布的位置是确定的，运算模块5可以根据力距平衡原理，计算出每个平台秤上的承载的合力的大小及该合力的位置6。具体而言，该合力的位置6是该合力相对于平台秤3一参照点或参照边的位置。例如，该合力的位置6是该合力相对于平台秤3称重面中心的位置。又例如，该合力的位置6是该合力相对于平台秤3称重面的边的位置。当测量大尺寸物体时，根据该物体的尺寸、其相对平台秤的位置、平台秤之间的距离以及已计算的每个平台秤承载的合力的大小和位置，再次运用力距平衡原理，即可计算出整个大尺寸物体的重量及质心位置。这种质心测量系统可运用于类似风机叶片大尺寸物体(比如导弹、运载火箭等)，用两台或以上的平台秤组合的方式来计算出大型、长形物体的质心。
具体而言，当平台秤3用模拟称重传感器测量承载合力的位置时，有两种方式：
1)多个称重传感器信号单独输出的方式，这种方式无法避免共同承载器所带来的角差；
2)多个称重传感器通过接线盒调整角差的方式，这种方式通过接线盒后将模拟信号合并，不能独立传送各自的信号，所以不能精确计算承载合力的位置。
在一个优选例中，可以利用数字称重传感器可以避免上述的问题。当各称重传感器2为数字称重传感器时，各数字称重传感器可以分配独立的地址，各自的数字信号可以单独传送出来，通过标定给每个数字称重传感器分配角差比例系数，减少的角差问题。
具体地，本发明大幅度地提高了承载点位置的测量精度，使误差从100-500mm减少到2mm。其可以通过软件处理，解决多个传感器带来的角差问题。将两个或两个以上平台秤的数据上传给仪表或计算机，通过软件计算出大体积物体的质心。本发明将大幅度提高大体积物体的测量精度。对于风机叶片的测量，其提高风力发电机运转的平稳性、安全性。对于导弹等航空航天器材的测量，其提高了导弹等航空航天器材飞行的精确性。
本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (13)

1.一种质心称量系统，其特征在于，包括：
多个平台秤，各所述平台秤设置有至少三个称重传感器；
运算模块，与所述多个平台秤连接，根据各所述称重传感器的称重数据计算每个所述平台秤上的承载的合力的大小及该合力的位置，并根据每个所述平台秤上的承载的合力的大小及该合力的位置计算称重物的重量及质心位置。
2.如权利要求1所述的质心称量系统，其特征在于，所述平台秤的数量是两个。
3.如权利要求1所述的质心称量系统，其特征在于，各所述平台秤的称重面下侧的边缘设置有至少三个所述称重传感器。
4.如权利要求3所述的质心称量系统，其特征在于，各所述平台秤上设置的所述称重传感器的数量是四个。
5.如权利要求4所述的质心称量系统，其特征在于，所述平台秤的称重面为矩形，四个所述称重传感器分别设置在所述称重面下侧的四条边的中点或四个角上。
6.如权利要求1所述的质心称量系统，其特征在于，所述运算模块包括：
第一运算模块，与各所述平台秤上设置的所述称重传感器相连，根据各所述称重传感器的称重数据及各所述称重传感器在所述平台秤上的位置计算各所述平台秤上的承载的合力的大小及该合力的位置；以及
第二运算模块，与所述第一运算模块相连，根据所述第一运算模块计算的各所述平台秤上的承载的合力的大小及该合力的位置来计算称重物的重量及质心位置。
7.如权利要求1或6所述的质心称量系统，其特征在于，该合力的位置指的是该合力相对于所述平台秤称重面一参考点或参考边的位置。
8.如权利要求7所述的质心称量系统，其特征在于，所述参考点为所述平台秤称重面的边的中心或所述平台秤称重面的中心或所述平台秤称重面的端点；所述参考边为所述平台秤称重面的边。
9.如权利要求6所述的质心称量系统，其特征在于，所述第一运算模块通过信号电缆或无线通信与各所述平台秤上设置的所述称重传感器相连。
10.如权利要求1所述的质心称量系统，其特征在于，所述称重传感器为数字称重传感器。
11.如权利要求1所述的质心称量系统，其特征在于，所述运算模块为仪表及计算机中的一个或多个。
12.如权利要求1所述的质心称量系统，其特征在于，各所述平台秤上设置有用于定位称重物的支架。
13.如权利要求1所述的质心称量系统，其特征在于，所述质心称量系统用于称量风机叶片和/或航天器材。
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