CN110426107A - 一种称重装置及称重系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种称重装置及称重系统，包括底板，所述底板上设置有加载平台、传感器、传感器安装座、连接支架、电磁阻尼，传感器一端通过传感器安装座固定在底板上，使传感器高于底板，传感器的另一端悬空设置，所加载平台与传感器悬空的一端连接，将待测物体放置在加载平台上，传感器的悬空一端会发生弹性形变，传感器检测出弹性形变值，传感器悬空的一端会发生自由振荡，电磁阻尼通过连接支架与传感器悬空的一端连接，电磁阻尼用于快速消除传感器悬空一端的自由振荡。本发明适用于复杂的工业生产环境，能够快速解决测量过程中由于弹性形变导致的自由振荡器，并且能够克服工业环境中的其它干扰。
Description
技术领域
本发明涉及称重设备领域，具体涉及称重装置及称重系统。
背景技术
在自动化工业生产中常用到一些自动滴注机器，如点胶机、点焊机等等，在进行滴注的时候，对滴注料的质量和体积大小有着严格的规定，这时就要对每一次滴注的质量进行称重，由于滴注质量较小，需要精密的称重仪器进行测量。
现有的精密的称重仪器大多数都是在实验室无风、密闭的环境中使用，对于复杂的工业环境中并不适用，在复杂的工业环境中存在着较多的干扰，不利于精密的称重仪器进行测量，测量数值存在较大偏差，并且长期使用后会对精密仪器造成损伤。
另一方面对于点胶机、点焊机滴注后，在加载平台都会存在自由振荡，长时间内很难得到准确的测量值，不利于工业环境中的快速测量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种称重装置及称重系统，是一种自动化机器称重的工业天平，适用于复杂的工业生产环境，采用应变式的测量原理，能够快速解决测量过程中由于弹性形变导致的自由振荡器，并且能够克服工业环境中的其它干扰。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种称重装置，包括底板，所述底板上设置有加载平台、传感器、传感器安装座、连接支架、电磁阻尼，所述传感器一端通过传感器安装座固定在所述底板上，使所述传感器高于所述底板，所述传感器的另一端悬空设置，所述加载平台设置在所述传感器悬空的一端上，将待测物体放置在加载平台上，所述传感器的悬空一端会发生弹性形变，所述传感器检测出弹性形变值，在将待测物体放置在所述加载平台上时，所述传感器悬空的一端会发生自由振荡，所述电磁阻尼通过连接支架与所述传感器悬空的一端连接，所述电磁阻尼用于快速消除传感器悬空一端的自由振荡。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述电磁阻尼包括底座、两块磁体、导体板，两块所述磁体均设置在所述底座内，两块所述磁体分别设置在底座的两侧，两块所述磁体对应的磁极面平行设置，一面为N极，一面为S极，两块所述磁体之间形成磁感线，所述导体板设置在两块所述磁体之间，所述导体板与两块所述磁体均不接触，所述导体板平行于所述磁体的磁极面，所述导体板的另一端与所述连接支架连接，当所述传感器悬空的一端会发生自由振荡时，所述力传感器带动导体板做切割磁感线运动，产生阻止导体板运动的阻力。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述导体板设置在两块所述磁体的中心位置，所述导体板与两块磁体之间的距离相同，所述导体板的板面与所述磁体的磁极面的大小相同。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述底板上还设置有校准组件，所述校准组件包括标称砝码、砝码固定架、升降机构，所述标称砝码设置在所述加载平台与传感器之间，所述标称砝码呈U字型架设在所述传感器的上方，所述标称砝码的底部与所述升降机构连接，所述升降机构带动所述标称砝码运动，当所述校准组件进行校准时，所述升降机构带动所述标称砝码下降，使所述标称砝码放置在所述传感器上进行校准，校准完成后，所述升降机构在顶升所述标称砝码，使标称砝码与传感器分离。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述升降机构包括驱动源、驱动齿轮、过渡齿轮、从动齿轮、驱动座、转轴、第一凸轮、第二凸轮、砝码顶杆和加载平台顶杆，所述驱动座设置在所述砝码固定架下方，所述转轴、第一凸轮、第二凸轮、砝码顶杆和加载平台顶杆均设置在所述驱动座内，所述驱动齿轮与所述驱动源连接，所述过渡齿轮用于连接所述驱动齿轮与所述从动齿轮，所述转轴与所述从动齿轮连接，所述第一凸轮、第二凸轮套均设在所述转轴上，所述第一凸轮和第二凸轮均具有平面和凸起面，所述第一凸轮和第二凸轮的凸起面方向相反，所述砝码顶杆一端抵在所述第一凸轮上，所述砝码顶杆的另一端抵在标称砝码上，所述加载平台顶杆一端抵在所述第二凸轮上，所述加载平台顶杆的另一端抵在所述加载平台上，在校准时，所述砝码顶杆抵在所述第一凸轮的平面上，所述加载平台顶杆抵在所述第二凸轮的凸起面上，所述加载平台顶杆对加载平台起到支撑作用，将所述砝码放置在所述传感器上。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述传感器的下方还设置有U型屏蔽块，所述U型屏蔽块包裹在所述传感器的底部和外侧，用于屏蔽其他的电磁信号对传感器的干扰。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述底板上还扣合有外壳，所述外壳上设置有供所述加载平台穿过的通孔和供所述传感器传递信号的接口。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种称重系统，包括如权利要求1-7任意一项所述的称重装置，所述称重系统还包括与所述称重装置电连接的信号处理器，所述信号处理器包括信号接收单元、信号转换单元、筛选分析单元、计算单元，所述信号接收单元用于接收所述传感器检测出弹性形变值的多个模拟信号，并将所述模拟信号传到所述信号转换单元，所述信号转换单元进行信号处理，将模拟信号转换成为数字信号，所述筛选分析单元将多个数字信号根据正态分布将设置在分辨度以外的偏离值筛选掉，所述计算单元将筛选后的数字信号取中值，得到最终的称重数据。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括信号放大单元，所述信号放大单元设置在所述信号接收单元、信号转换单元之间，所述信号放大单元将接收到的多个模拟信号进行放大。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述信号放大单元对模拟信号中的振动幅度进行放大。
本发明的有益效果：
本发明的称重装置，利用应变式原理进行称重，利用传感器的弹性形变进行称重测量，将传感器的一端通过传感器安装座固定在底板上，使传感器高于底板，使传感器的另一端悬空设置，将待测物体放置在加载平台上，传感器的悬空一端会发生弹性形变，传感器检测出弹性形变值。
在利用应变式原理进行称重时，传感器悬空的一端会发生自由振荡，本发明采用电磁阻尼通过连接支架与所述传感器悬空的一端连接，使用电磁阻尼用于快速消除传感器悬空一端的自由振荡，能够快速的测量出传感器悬空一端的稳定的弹性形变值。
本发明的称重系统，采用的信号处理器，包括信号接收单元、信号转换单元、筛选分析单元、计算单元，采用筛选分析单元将多个数字信号根据正态分布将设置在分辨度以外的偏离值筛选掉，通过此种方法能够滤除掉工业生产过程中的环境干扰，计算单元将筛选后的数字信号取中值，得到最终的称重数据，使测量的数据更加准确。
附图说明
图1是本发明的称重装置的整体结构示意图；
图2是本发明的称重装置的内部结构示意图；
图3是本发明的电磁阻尼的结构示意图；
图4是本发明的校准组件的结构示意图；
图5是本发明的升价机构的结构示意图；
图6是本发明的称重系统的原理框图；
图中标号说明：1、底板；2、外壳；3、加载平台；4、传感器；5、传感器安装座；6、连接支架；7、电磁阻尼；71、底座；72、磁体；73、导体板；8、校准组件；81、标称砝码；82、砝码固定架；83、升降机构；831、驱动源；832、驱动齿轮；833、过渡齿轮；834、从动齿轮；835、转轴；836、第一凸轮；837、第二凸轮；838、砝码顶杆；839、加载平台顶杆；9、U型屏蔽块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1-2所示，本发明的称重装置的一实施例，包括底板1和外壳2，所述外壳2扣合在所述底板1上，所述底板1上设置有加载平台3、传感器4、传感器安装座5、连接支架6、电磁阻尼7，所述传感器4一端通过传感器安装座5固定在所述底板1上，使所述传感器4高于所述底板1，所述传感器4的另一端悬空设置，所述加载平台3设置在所述传感器4悬空的一端上，将待测物体放置在加载平台3上，所述传感器4的悬空一端会发生弹性形变，所述传感器4检测出弹性形变值，在将待测物体放置在所述加载平台3上时，所述传感器4悬空的一端会发生自由振荡，所述电磁阻尼7通过连接支架6与所述传感器4悬空的一端连接，所述电磁阻尼7用于快速消除传感器4悬空一端的自由振荡，从而快速的测量出传感器4悬空一端的稳定的弹性形变值。
参照图3所示，所述电磁阻尼7包括底座71、两块磁体72、导体板73，两块所述磁体72均设置在所述底座71内，两块所述磁体72分别设置在底座71的两侧，两块所述磁体72对应的磁极面平行设置，一面为N极，一面为S极，两块所述磁体72之间形成磁感线，所述导体板73设置在两块所述磁体72之间，所述导体板73与两块所述磁体72均不接触，所述导体板73平行于所述磁体72的磁极面，所述导体板73的另一端与所述连接支架6连接，当所述传感器4悬空的一端会发生自由振荡时，所述传感器4带动导体板73做切割磁感线运动，产生阻止导体板73运动的阻力。
根据电磁感应原理可知：导体板73切割磁感线产生感应电动势，那么会有感应电流产生，进一步的会有安培力产生，安培力的方向肯定是阻碍导体板73相对于磁场的运动的，本实施例就是利用这一原理，传感器4悬空一端自由振荡，带动导体板73在两块磁体之间切割磁感线，从而产生安培力，所述安培力的方向与导体板73的运动方向相反，从而能够阻止导体板73自由振荡，进而达到减缓振动的目的，使传感器4的弹性形变快速稳定。
具体地，所述导体板73设置在两块所述磁体72的中心位置，所述导体板73与两块磁体72之间的距离相同，使导体板73切割磁感线的中心位置，从而能够产生最大的感应电动势。
具体地，所述导体板73的板面与所述磁体72的磁极面的大小相同，能够尽量切割磁体72之间的更多磁感线，达到快速减震的效果。
具体地，所述磁体72为永磁体，能够长期保持其磁性的磁体72，永磁体是硬磁体72，不易失磁，也不易被磁化。
具体地，所述底座71为磁性屏蔽材料制成，所述底座71能够屏蔽磁体72向外产生的磁力，防止干扰其他部件的正常工作。
本实施例中，所述底板1上还设置有校准组件8，所述校准组件8能够对称重装置校准，调整本实施例中的称重装置在长期实用过程中出现的测量偏差。
参照图4所示，所述校准组件8包括标称砝码81、砝码固定架82、升降机构83，所述标称砝码81设置在所述加载平台3与传感器4之间，所述标称砝码81呈U字型架设在所述传感器4的上方，所述标称砝码81的底部与所述升降机构83连接，所述升降机构83带动所述标称砝码81运动，当所述校准组件8进行校准时，所述升降机构83带动所述标称砝码81下降，使所述标称砝码81放置在所述传感器4进行校准，校准完成后，所述升降机构83再顶升所述标称砝码81，使标称砝码81与传感器4分离，在称重装置正常使用时，所述升降机构83对所述标称砝码81一直处于顶升的状态，所述标称砝码81不会影响到称重结果。
具体地，所述标称砝码81采用实验室精确测量后的砝码，保证校准的精度，本实施例中采用200g的标称砝码81进行校准。
在称重的过程中，如果加载平台3上有异物或者瞬时接触加载平台3都会影响本次校准，为了防止在校准过程中加载平台3对校准结果的干扰，本实施例中的升降机构83在将标称砝码81放置的同时还将加载平台3进行支撑固定。
参照图5所示，所述升降机构83包括驱动源831、驱动齿轮832、过渡齿轮833、从动齿轮834、驱动座、转轴835、第一凸轮836、第二凸轮837、砝码顶杆838和加载平台顶杆839，所述驱动座设置在所述砝码固定架82下方，所述转轴835、第一凸轮836、第二凸轮837、砝码顶杆838和加载平台顶杆839均设置在所述驱动座内，所述驱动齿轮832与所述驱动源831连接，所述过渡齿轮833用于连接所述驱动齿轮832与所述从动齿轮834，所述转轴835与所述从动齿轮834连接，所述第一凸轮836、第二凸轮837套均设在所述转轴835上，所述第一凸轮836和第二凸轮837均具有平面和凸起面，所述第一凸轮836和第二凸轮837的凸起面方向相反，所述砝码顶杆838一端抵在所述第一凸轮836上，所述砝码顶杆838的另一端抵在标称砝码81上，所述加载平台顶杆839一端抵在所述第二凸轮837上，所述加载平台顶杆839的另一端抵在所述加载平台3上，在校准时，所述砝码顶杆838抵在所述第一凸轮836的平面上，所述加载平台顶杆839抵在所述第二凸轮837的凸起面上，所述加载平台顶杆839对加载平台3起到支撑作用，使所述标称砝码81放置在所述传感器4上，在正常工作时，所述砝码顶杆838抵在所述第一凸轮836的凸起面上，将所述标称砝码81顶起，使所述标称砝码81与传感器4分离，所述加载平台顶杆839抵在所述第二凸轮837的平面上，所述加载平台顶杆839不与加载平台3接触，不影响所述加载平台3正常测量。
具体地，所述传感器4的下方还设置有U型屏蔽块9，所述U型屏蔽块9包裹在所述传感器的底部和外侧，用于屏蔽其他的电磁信号对传感器4的干扰。
具体地，所述外壳2上设置有供所述加载平台3穿过的通孔和供所述传感器4传递信号的接口。
参照图6所述，本发明的称重系统的一实施例，包括上述称重装置，所述称重系统还包括与所述称重装置电连接的信号处理器，所述信号处理器包括信号接收单元、信号转换单元、筛选分析单元、计算单元，所述信号接收单元用于接收所述传感器4检测出弹性形变值的多个模拟信号，并将所述模拟信号传到所述信号转换单元，所述信号转换单元进行信号处理，将模拟信号转换成为数字信号，所述筛选分析单元将多个数字信号根据正态分布将设置在分辨度以外的偏离值筛选掉，所述计算单元将筛选后的数字信号取中值，得到最终的称重数据。
本实施例的称重系统，采用概率统计中的正态分布原理，对其单位时间内获取的多个数字信号进行筛选，通过设置筛选的分辨度，将干扰信号滤除，例如在称重过程中，其他力作用在加载平台3时，此时就会得到一个超过分辨度，偏离较大的数字信号值，此时筛选分析单元就会把其信号标定为干扰信号，将其滤除，这样得到后的数字信号再次取中值，其称重的精确度将进一步提高。
具体地，由于点胶、点焊此类的滴注测量均造成传感器4微弱的形变，所以得到的模拟型号的幅度很小，信号转换单元很难进行信号捕捉，所以本实施例中还包括信号放大单元，所述信号放大单元设置在所述信号接收单元、信号转换单元之间，所述信号放大单元将接收到的多个模拟信号进行放大，所述信号放大单元对模拟信号中的振动幅度进行放大。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种称重装置，包括底板，其特征在于，所述底板上设置有加载平台、传感器、传感器安装座、连接支架、电磁阻尼，所述传感器一端通过传感器安装座固定在所述底板上，使所述传感器高于所述底板，所述传感器的另一端悬空设置，所述加载平台设置在所述传感器悬空的一端上，将待测物体放置在加载平台上，所述传感器的悬空一端会发生弹性形变，所述传感器检测出弹性形变值，在将待测物体放置在所述加载平台上时，所述传感器悬空的一端会发生自由振荡，所述电磁阻尼通过连接支架与所述传感器悬空的一端连接，所述电磁阻尼用于快速消除传感器悬空一端的自由振荡。
2.如权利要求1所述的称重装置，其特征在于，所述电磁阻尼包括底座、两块磁体、导体板，两块所述磁体均设置在所述底座内，两块所述磁体分别设置在底座的两侧，两块所述磁体对应的磁极面平行设置，一面为N极，一面为S极，两块所述磁体之间形成磁感线，所述导体板设置在两块所述磁体之间，所述导体板与两块所述磁体均不接触，所述导体板平行于所述磁体的磁极面，所述导体板的另一端与所述连接支架连接，当所述传感器悬空的一端会发生自由振荡时，所述力传感器带动导体板做切割磁感线运动，产生阻止导体板运动的阻力。
3.如权利要求2所述的称重装置，其特征在于，所述导体板设置在两块所述磁体的中心位置，所述导体板与两块磁体之间的距离相同，所述导体板的板面与所述磁体的磁极面的大小相同。
4.如权利要求1所述的称重装置，其特征在于，所述底板上还设置有校准组件，所述校准组件包括标称砝码、砝码固定架、升降机构，所述标称砝码设置在所述加载平台与传感器之间，所述标称砝码呈U字型架设在所述传感器的上方，所述标称砝码的底部与所述升降机构连接，所述升降机构带动所述标称砝码运动，当所述校准组件进行校准时，所述升降机构带动所述标称砝码下降，使所述标称砝码放置在所述传感器上进行校准，校准完成后，所述升降机构在顶升所述标称砝码，使标称砝码与传感器分离。
5.如权利要求4所述的称重装置，其特征在于，所述升降机构包括驱动源、驱动齿轮、过渡齿轮、从动齿轮、驱动座、转轴、第一凸轮、第二凸轮、砝码顶杆和加载平台顶杆，所述驱动座设置在所述砝码固定架下方，所述转轴、第一凸轮、第二凸轮、砝码顶杆和加载平台顶杆均设置在所述驱动座内，所述驱动齿轮与所述驱动源连接，所述过渡齿轮用于连接所述驱动齿轮与所述从动齿轮，所述转轴与所述从动齿轮连接，所述第一凸轮、第二凸轮套均设在所述转轴上，所述第一凸轮和第二凸轮均具有平面和凸起面，所述第一凸轮和第二凸轮的凸起面方向相反，所述砝码顶杆一端抵在所述第一凸轮上，所述砝码顶杆的另一端抵在标称砝码上，所述加载平台顶杆一端抵在所述第二凸轮上，所述加载平台顶杆的另一端抵在所述加载平台上，在校准时，所述砝码顶杆抵在所述第一凸轮的平面上，所述加载平台顶杆抵在所述第二凸轮的凸起面上，所述加载平台顶杆对加载平台起到支撑作用，将所述砝码放置在所述传感器上。
6.如权利要求1所述的称重装置，其特征在于，所述传感器的下方还设置有U型屏蔽块，所述U型屏蔽块包裹在所述传感器的底部和外侧，用于屏蔽其他的电磁信号对传感器的干扰。
7.如权利要求1所述的称重装置，其特征在于，所述底板上还扣合有外壳，所述外壳上设置有供所述加载平台穿过的通孔和供所述传感器传递信号的接口。
8.一种称重系统，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的称重装置，所述称重系统还包括与所述称重装置电连接的信号处理器，所述信号处理器包括信号接收单元、信号转换单元、筛选分析单元、计算单元，所述信号接收单元用于接收所述传感器检测出弹性形变值的多个模拟信号，并将所述模拟信号传到所述信号转换单元，所述信号转换单元进行信号处理，将模拟信号转换成为数字信号，所述筛选分析单元将多个数字信号根据正态分布将设置在分辨度以外的偏离值筛选掉，所述计算单元将筛选后的数字信号取中值，得到最终的称重数据。
9.如权利要求8所述的称重系统，其特征在于，还包括信号放大单元，所述信号放大单元设置在所述信号接收单元、信号转换单元之间，所述信号放大单元将接收到的多个模拟信号进行放大。
10.如权利要求9所述的称重系统，其特征在于，所述信号放大单元对模拟信号中的振动幅度进行放大。
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