CN109520606B - 称重装置及称重方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，公开了一种称重装置及称重方法。所述称重装置包括支座(1)和平台(2)；平行设置的第一连杆(3)和第二连杆(4)，第一连杆(3)和第二连杆(4)的一端分别铰接于支座(1)，第一连杆(3)和第二连杆(4)的另一端分别铰接于平台(2)；称重传感器(5)，称重传感器(5)设置在支座(1)朝向平台(2)延伸且能够与平台(2)相抵接的安装部(6)上；其中，平台(2)运动至第一连杆(3)与称重传感器(5)的基准面相平行状态下，能够与称重传感器(5)相接触以实现称重。本发明的称重装置利用安装部与平台之间的支撑作用，减轻了称重过程中传感器的承力，避免称重传感器出现断裂、损坏的风险。

Description

称重装置及称重方法

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体地涉及一种称重装置及称重方法。

背景技术

高空作业平台广泛应用于设备安装、检修维护和高空施工等作业领域，其中高空作业平台的超载是引起安全事故的重大原因之一，因此超载检测的准确性和有效性是整车安全的必要条件。

目前，高空作业平台使用的称重装置主要采用悬臂式压力传感器，布置在平台走台板和底部承重梁之间，将传感器获取的载荷信号传递给数据处理器，数据处理器将多个载荷数据进行换算，计算出走台板上的载荷，从而实现称重。

但是这种称重方法中悬臂式称重传感器作为支撑零件，需要承载平台侧的所有载荷，包括冲击载荷，在长期使用后，疲劳断裂风险很大，严重影响人员安全。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种减轻称重过程中称重传感器的承力，保证称重传感器使用过程中的安全性的称重装置。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种称重装置，包括：

支座和平台；

平行设置的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆的一端分别铰接于所述支座，所述第一连杆和第二连杆的另一端分别铰接于所述平台；

称重传感器，所述称重传感器设置在所述支座朝向所述平台延伸且能够与所述平台相抵接的安装部上；

其中，所述平台运动至所述第一连杆和第二连杆与所述称重传感器的基准面相平行状态下，能够与所述称重传感器相接触以实现称重。

优选地，所述称重传感器的用于与所述平台相接触的支承面设置为球面。

优选地，所述称重传感器为轮辐式称重传感器。

优选地，所述平台上设有用于与所述称重传感器相接触的支撑件，且在称重状态下，所述称重传感器位于所述支撑件的底部。

优选地，所述称重装置包括用于防止所述平台在承受待测物的载荷时上下窜动的缓冲装置。

优选地，所述缓冲装置包括设置在所述平台上的导向柱以及依次套设在所述导向柱上的弹性件和压板，所述压板与所述弹性件相抵接并固定于所述支座。

优选地，所述称重装置包括设置在所述平台上的用于检测所述平台倾斜角度的倾角传感器。

优选地，所述称重装置包括用于接收所述称重传感器和倾角传感器的信号以计算所述待测物重量的控制单元。

本发明还提供了一种称重方法，该方法使用上述方案所述的称重装置，所述方法包括如下步骤S1：

利用所述平台承受所述待测物的载荷，所述平台受该载荷作用下运动至所述第一连杆和第二连杆与所述称重传感器的基准面相平行状态下，能够与所述称重传感器相接触以进行称重，此时所述称重传感器测量数值为T。

优选地，所述方法还包括如下步骤S2：

当所述平台处于水平状态时，所述数值T＝G_平台+G_载荷，由此即可得到所述待测物的重量G_载荷；

所述称重装置包括设置在所述平台上的用于检测所述平台倾斜角度的倾角传感器，当所述平台具有倾角时，通过所述倾角传感器测量该倾角为α，所述数值T＝(G_平台+G_载荷)*cosα，由此即可得到所述待测物的重量G_载荷。

通过上述技术方案，本发明的称重装置利用平台、支座和连杆之间达到平衡，进而实现称重，且通过将称重传感器设置在能够与平台抵接的支座的安装部上，从而利用安装部与平台之间的支撑作用，减轻了称重过程中称重传感器的承力，保证了称重传感器使用过程中的安全性，避免出现断裂、损坏的风险。

附图说明

图1是本发明一种实施方式的称重装置的结构示意图；

图2是图1中A处局部放大图；

图3是图1中B处局部放大图；

图4是本发明一种实施方式的称重装置在平台倾斜状态下的受力示意图；

图5是本发明的称重装置超载判断逻辑图。

附图标记说明

1—支座、2—平台、3—第一连杆、4—第二连杆、5—称重传感器、6—安装部、7—支承面、8—支撑件、9—导向柱、10—弹性件、11—压板、12—倾角传感器、13—销轴、14—轴承、15—螺栓。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

结合图1，根据本发明的一个方面，提供了一种称重装置，包括：

支座1和平台2；

平行设置的第一连杆3和第二连杆4，所述第一连杆3和第二连杆4的一端分别铰接于所述支座1，所述第一连杆3和第二连杆4的另一端分别铰接于所述平台2；

称重传感器5，所述称重传感器5设置在所述支座1朝向所述平台2延伸且能够与所述平台2相抵接的安装部6上；

其中，所述平台2运动至所述第一连杆3和第二连杆4与所述称重传感器5的基准面相平行状态下，能够与所述称重传感器5相接触以实现称重。值得注意的是，上述基准面指的是称重传感器5检测为0°角的平面，设置该基准面的目的是为保证称重结果更加精准，在称重之前对所述称重传感器5进行校准，确保称重传感器5的初始状态保持在基准面。

需要说明的是，所述平台2是用来承受待测物载荷以进行称重的，称重时，可以将待测物放置或悬挂在所述平台2上。由于所述第一连杆3和第二连杆4的两端分别与所述支座1和平台2相铰接，称重状态下，所述支座1固定不动，所述平台2在待测物的重力作用下围绕所述支座1发生转动，在本实施方式中，为图1中所示的顺时针的方向转动，当所述平台2转动至与所述称重传感器5相接触的情况下，即可触发所述称重传感器5开始称重并实时反映出测得的重量值。

具体来说，所述第一连杆3和第二连杆4将通过销轴13和套设在销轴13外的轴承铰接于所述支座1和平台2。

称重时即整个装置达到平衡状态，在该平衡状态下，所述称重传感器5与所述平台2相接触，且连杆与基准面相互平行，此时根据平衡力的原理，平行设置的连杆、支座1及平台2之间的力相互抵消，所述称重传感器5受力大小等于平台2自重加上平台2所受载荷重量，且二者方向相反，因此上述测得重量值即为待测物与平台2的重量之和，由于所述平台2重量通常为已知的，通过换算利用测得重量值减去所述平台2的重量即可得到待测物的重量，从而完成测量的目的。

此外，由于所述称重传感器5设置在所述支座1朝向所述平台2延伸且能够与所述平台2相抵接的安装部6上，因此，在称重状态下，所述平台2与所述称重传感器5相抵接时，能够通过所述安装部6为所述平台2提供支承力，从而有效避免称重传感器5承力过大而发生损坏。

通过上述技术方案，本发明的称重装置利用平台、支座和连杆之间达到平衡，进而实现称重，且通过将称重传感器设置在能够与平台抵接的支座的安装部上，从而利用安装部与平台之间的支撑作用，减轻了称重过程中称重传感器的承力，保证了称重传感器使用过程中的安全性，避免出现断裂、损坏的风险。

可以理解的是，当称重传感器5承压点位于整个传感器5中部时，其测量结果将更加精准。结合图2，为实现精准测量，将所述称重传感器5的用于与所述平台2相接触的支承面7设置为球面。优选地，将该球面设置在所述称重传感器5的中心部，使得称重过程中，无论平台2如何晃动，保证所述平台2与所述称重传感器5接触称量时，接触点即承压点始终位于所述称重传感器5的中心，从而尽可能的消除制造误差对测量精度造成的影响。

进一步地，所述称重传感器5为轮辐式称重传感器。原因在于，轮辐式称重传感器无断裂风险，安全性显著提高。而传统的悬臂式传感器为满足应用要求，需要定制，成本标准远高于轮辐式称重传感器。

为便于所述平台2与所述称重传感器5的接触以实现称重，所述平台2上设有用于与所述称重传感器5相接触的支撑件8，且在称重状态下，所述称重传感器5位于所述支撑件8的底部，从而便于称重。其中，所述支撑件8可以采用任意适宜的结构形式，本实施方式中，所述支撑件包括支撑螺钉，所述支撑螺钉穿设于所述平台2并通过螺母固定，所述支撑螺钉的螺帽用于与所述称重传感器相接触，为便于与上述球面部分接触，螺帽的接触面则优选设为平面。

由于所述平台2设置为可绕所述支座1转动，称重过程中，所述平台2在受到待测物重力作用下，不可避免会发生晃动，甚至可能会直接与所述称重传感器5之间形成撞击，为避免影响称重装置测量过程中的稳定性，尽可能防止所述平台2出现窜动的现象，所述称重装置包括用于防止所述平台2在承受待测物的载荷时上下窜动的缓冲装置。

由此，通过所述缓冲装置对所述平台2提供向上或向下的预紧力，从而减少所述平台2称重过程中的上下跳动，同时通过缓冲装置提供缓冲力，使得称重过程中，所述平台2和所述称重传感器5接触时，能够减少二者之间冲击，从而提高所述称重传感器5的使用寿命。

当然，缓冲装置在满足提供缓冲作用的前提下，可以设置为任意结构形式。结合图3，在本实施方式中，具体而言，所述缓冲装置包括设置在所述平台2上的导向柱9以及依次套设在所述导向柱9上的弹性件10和压板11，所述压板11与所述弹性件10相抵接并固定于所述支座1。完成上述缓冲装置的安装后，所述弹性件10处于压缩状态，通过该缓冲装置能够为所述平台2提供向下的预紧力，实现防止所述平台2向上跳动的目的。为进一步实现定位，保证所述弹性件10处于压紧状态，所述缓冲装置还包括螺栓15，所述螺栓15依次穿过所述压板11和所述支座1并通过螺母固定。

为了防止缓冲装置所提供的预紧力对所述称重传感器5的称重结果造成影响，可以通过现有技术中的方法测量该预紧力大小，将称重数据减去该预紧力大小，再减去平台重量即可得到待测物的重量，由此最终获得的数据将尽可能精准，很大程度上避免了误差的产生。当然，实际测量中，通常该预紧力大小远远小于待测物重量，也可以考虑直接忽略该预紧力大小。

在本实施方式中，所述称重装置包括设置在所述平台2上的用于检测所述平台2倾斜角度的倾角传感器12，通过倾角传感器12的数据来补偿平台2在倾斜时的称重传感器5的误差，由此提高测量精度，提高整个装置的安全性。进一步地，为获得精准的测量数据，所述称重装置包括用于接收所述称重传感器5和倾角传感器12的信号以计算所述待测物重量的控制单元。结合图4，设定所述倾角传感器12测量角度值为α，平衡状态下，所述称重传感器5的测量结果T＝(G_平台+G_载荷)*cosα，由此通过换算可得到待测物的实际重量G_载荷。

本发明还提供了一种称重方法，该方法使用上述方案所述的称重装置，所述方法包括如下步骤S1：

利用所述平台2承受所述待测物的载荷，所述平台2受该载荷作用下运动至所述第一连杆3和第二连杆4与所述称重传感器5的基准面相平行状态下，能够与所述称重传感器5相接触以进行称重，此时所述称重传感器5测量数值为T。

由于上述测量数值T中包含了平台2自重，为进一步获得待测物重量，所述方法还包括如下步骤S2：

当所述平台2处于水平状态时，所述数值T＝G_平台+G_载荷，由此即可得到所述待测物的重量G_载荷；

所述称重装置包括设置在所述平台2上的用于检测所述平台2倾斜角度的倾角传感器12，当所述平台2具有倾角时，通过所述倾角传感器测量该倾角为α，所述数值T＝(G_平台+G_载荷)*cosα，由此即可得到所述待测物的重量G_载荷。

需要说明的是，为了对称重装置进行保护，称重过程中，所述称重传感器5承受的力不得超过其所能够承受的最大载荷。使用前，对所述称重传感器5预设标定值，该标定值即为所述称重传感器5所能承受的最大的力，一旦所述称重传感器5受到载荷超过上述标定值，则启动保护功能，停止称重，可考虑换取承重范围更大的称重传感器5来继续完成测量。解释来说，该标定值即为平台2倾角为0°时，且所述称重传感器5位于基准面时，所述称重传感器5所能承受的最大载荷。

为配合实现对所述称重传感器5的保护作用，在上述称重装置中，可以考虑加设与所述控制单元相连的报警单元，以在称重过程明确指示平台2是否超载。

结合图5，使用时，由控制单元接收称重传感器5和倾角传感器12的信号获得测量数据，并将采集的数据进行滤波处理，以获取较为精准的测量数据，克服平台倾斜造成的误差；

接着，控制单元先将称重传感器5的测量数据与预先设定的标定值进行比较，如果超出标定值，则发送信号至所述报警单元，开始报警；

如果未超出标定值，根据倾角传感器12测量的平台2倾角α，将称重传感器5测得的平台倾角为α时的数据T换算成平台角度为0°时的载荷数据，即T/cosα，换算出来的数据结果若大于标定值，同样控制单元将发送信号至所述报警单元，开始报警，停止装置运行，从而有效避免平台2的超载风险。当然，若称重时，平台2处于水平状态，则无需通过控制单元和倾角传感器12对测量数据进行换算，直接将称重传感器5的测量数据与标定值之间进行对比即可判断是否超载。

可以理解地，如果称重过程中出现其他故障，报警单元同样将发出示警信号，以便及时停止称重，对装置进行检修。

本发明的称重装置可以应用在任意需进行称重标定的设备上，比如高空作业设备等，使用时，将所述支座1固定设置在设备机体上即可。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种称重装置，其特征在于，包括：

支座(1)和平台(2)；

平行设置的第一连杆(3)和第二连杆(4)，所述第一连杆(3)和第二连杆(4)的一端分别铰接于所述支座(1)，所述第一连杆(3)和第二连杆(4)的另一端分别铰接于所述平台(2)；

称重传感器(5)，所述称重传感器(5)设置在所述支座(1)朝向所述平台(2)延伸且能够与所述平台(2)相抵接的安装部(6)上；

其中，所述平台(2)运动至所述第一连杆(3)和第二连杆(4)与所述称重传感器(5)的基准面相平行状态下，能够与所述称重传感器(5)相接触以实现称重；

所述称重装置包括用于防止所述平台(2)在承受待测物的载荷时上下窜动的缓冲装置，所述缓冲装置包括设置在所述平台(2)上的导向柱(9)以及依次套设在所述导向柱(9)上的弹性件(10)和压板(11)，所述压板(11)与所述弹性件(10)相抵接并固定于所述支座(1)；

所述称重装置包括设置在所述平台(2)上的用于检测所述平台(2)倾斜角度的倾角传感器(12)。

2.根据权利要求1所述的称重装置，其特征在于，所述称重传感器(5)的用于与所述平台(2)相接触的支承面(7)设置为球面。

3.根据权利要求1所述的称重装置，其特征在于，所述称重传感器(5)为轮辐式称重传感器。

4.根据权利要求1所述的称重装置，其特征在于，所述平台(2)上设有用于与所述称重传感器(5)相接触的支撑件(8)，且在称重状态下，所述称重传感器(5)位于所述支撑件(8)的底部。

5.根据权利要求1所述的称重装置，其特征在于，所述称重装置包括用于接收所述称重传感器(5)和倾角传感器(12)的信号以计算所述待测物重量的控制单元。

6.一种称重方法，其特征在于，该方法使用权利要求1-5中任意一项所述的称重装置，所述方法包括如下步骤S1：

利用所述平台(2)承受所述待测物的载荷，所述平台(2)受该载荷作用下运动至所述第一连杆(3)和第二连杆(4)与所述称重传感器(5)的基准面相平行状态下，能够与所述称重传感器(5)相接触以进行称重，此时所述称重传感器(5)测量数值为T。

7.根据权利要求6所述的称重方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤S2：

当所述平台(2)处于水平状态时，所述数值T＝G_平台+G_载荷，由此即可得到所述待测物的重量G_载荷；

所述称重装置包括设置在所述平台(2)上的用于检测所述平台(2)倾斜角度的倾角传感器(12)，当所述平台(2)具有倾角时，通过所述倾角传感器测量该倾角为α，所述数值T＝(G_平台+G_载荷)*cosα，由此即可得到所述待测物的重量G_载荷。

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