CN205138719U - 一种重心测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种重心测量装置，包括底板和与底板相平行的支撑板，以及用于检测底板水平的水平检测模块和用于处理数据的重心测量终端，所述底板与支撑板之间安装有称重传感器；所述重心测量终端包括微控制器、供电电源以及与所述微控制器相接的无线收发器和用于与计算机有线数据传输的串口通信模块，所述微控制器的输入端接有信号调理电路，所述称重传感器的输出端与所述信号调理电路的输入端相接，所述水平检测模块的输出端与微控制器的输入端相接；所述水平检测模块的数目至少为三个，三个以上所述水平检测模块的布设位置不在同一条直线上，本实用新型设计新颖，结构简单，采集物体重心位置方便，数据采集传输可靠，实用性强。

Description

一种重心测量装置

技术领域

本实用新型属于电子计量技术领域，具体涉及一种重心测量装置。

背景技术

通常情况下具有规则几何形状和均匀密度的物体，其重心位置为物体的几何中心，通过几何作图法能够找到重心的准确位置，但现实生活和工程应用中，大量面对的物体不具有对称的几何形状，同时密度也很难保持均匀一致，几何中心求解重心的方法很难实现，导致重心的位置很难把握，也很难用简单仪器对重心进行测量，目前物流运输过程中，掌握每个集装箱重量的同时，还要求掌握其重心位置，以便于集装箱垒放时合理安排位置，保持整体货物的重心位置不超过运输安全标准，避免重心失稳导致货物损伤带来的不可挽回的损失，所以无论是汽车、火车、轮船或飞机等交通工具在货物垒放上，都要充分考虑装货前后整个交通工具和货物的重心的变化，现有的重心测量装置体积庞大，价格昂贵，采集重心方法复杂，一旦采集重心的设备成型就不可扩展，局限性较大，数据传输方式单一，因此，现如今缺少一种结构简单、成本低、设计合理、数据传输速度快的重心测量装置，能够根据货物的重量级别适当的增减传感器的数目，安装拆卸简单，且重量数据信号处理精度高，采用有线与无线方式共存的数据传输方式，可靠性高，同时使用不在一条直线上的多个三轴加速度传感器来获取重心测量装置是否水平放置，避免使用水平仪测量重心测量装置是否水平，操作简单。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种重心测量装置，其设计新颖合理，结构简单，采集物体重心位置方便，可根据实际需求使用不同数目的称重传感器进行数据采集，传输可靠，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种重心测量装置，其特征在于：包括底板和与底板相平行的支撑板，以及用于检测底板水平的水平检测模块和用于处理数据的重心测量终端，所述底板与支撑板之间安装有称重传感器；所述重心测量终端包括微控制器、供电电源以及与所述微控制器相接的无线收发器和用于与计算机有线数据传输的串口通信模块，所述微控制器的输入端接有信号调理电路，所述称重传感器的输出端与所述信号调理电路的输入端相接，所述水平检测模块的输出端与微控制器的输入端相接；所述水平检测模块的数目至少为三个，三个以上所述水平检测模块的布设位置不在同一条直线上，所述称重传感器为悬臂梁式称重传感器，所述悬臂梁式称重传感器的一端固定安装在底板上，所述悬臂梁式称重传感器的另一端固定安装在支撑板上，所述悬臂梁式称重传感器的中空部分位置处的上下两侧面上均贴有应变片。

上述的一种重心测量装置，其特征在于：所述水平检测模块包括三轴加速度传感器。

上述的一种重心测量装置，其特征在于：所述悬臂梁式称重传感器包括YHXB-1型悬臂梁式称重传感器。

上述的一种重心测量装置，其特征在于：所述信号调理电路包括型号为OP07的运放U1、型号为OP07的运放U2和型号为OP07的运放U3，所述运放U1的同相输入端经电阻R1与与其连接的YHXB-1型悬臂梁式称重传感器的正输出端V+相接，运放U1的输出端分两路，一路经电阻R4和电容C1与运放U1的反相输入端相接，另一路经电阻R2与运放U3的反相输入端相接；运放U1的反相输入端经可变电阻R6与运放U2的反相输入端，运放U2的同相输入端经电阻R9与YHXB-1型悬臂梁式称重传感器的负输出端V-相接，运放U2的输出端分两路，一路经电阻R7和电容C2与运放U2的反相输入端相接，另一路经电阻R8与运放U3的同相输入端相接；运放U3的输出端分两路，一路经电阻R3与运放U3的反相输入端相接，另一路经电阻R5与微控制器相接。

上述的一种重心测量装置，其特征在于：所述无线收发器包括TC35i无线收发模块。

上述的一种重心测量装置，其特征在于：所述底板包括矩形钢板，所述称重传感器的数量为多个，多个所述称重传感器阵列式等间距安装在所述矩形钢板上。

上述的一种重心测量装置，其特征在于：所述底板包括圆形钢板，所述称重传感器的数量为多个，多个所述称重传感器均沿所述圆形钢板的圆心方向均匀布设。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过均匀安装多个称重传感器采集货物的重心位置，可通过货物的重量级别选择合适的称重传感器数目改变测量量程，准确度高，电路简单；且通过不在同一直线上的多个三轴加速度相互配合测量装置是否水平放置，数据均被送入到微控制器中，通过查看数据及时调整装置水平度，操作简单，避免使用水平仪实时测量，便于推广使用。

2、本实用新型通过设置串口通信模块和无线收发器，将采集的数据通过有线方式传输至计算机，同时将采集的数据通过无线方式输至计算机或无线手机终端，方便查看结果，可靠稳定，使用效果好。

3、本实用新型通过设置多个信号调理电路，采用差分放大的方式对每个悬臂梁式称重传感器输出的信号分别进行信号放大转换，灵敏度高，满足高精度需要，实用性强。

4、本实用新型设计新颖合理，成本小，数据传输速度快，拆卸安装方便，实用性强，便于推广使用。

综上所述，本实用新型设计新颖合理，结构简单，采集物体重心位置方便，可根据实际需求使用不同数目的称重传感器进行数据采集，传输可靠，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型称重传感器与底板和支撑板的连接关系示意图。

图2为本实用新型实施例1中称重传感器在底板上的布设示意图。

图3为本实用新型实施例2中称重传感器在底板上的布设示意图。

图4为本实用新型的电路原理框图。

图5为本实用新型信号调理电路的电路原理图。

附图标记说明:

1—称重传感器；2—信号调理电路；3—微控制器；

4—水平检测模块；5—供电电源；6—串口通信模块；

7—计算机；8—无线收发器；9—底板；

10—支撑板；11—应变片。

具体实施方式

实施例1

如图1和图4所示，本实用新型包括底板9和与底板9相平行的支撑板10，以及用于检测底板9水平的水平检测模块4和用于处理数据的重心测量终端，所述底板9与支撑板10之间安装有称重传感器1；所述重心测量终端包括微控制器3、供电电源5以及与所述微控制器3相接的无线收发器8和用于与计算机7有线数据传输的串口通信模块6，所述微控制器3的输入端接有信号调理电路2，所述称重传感器1的输出端与所述信号调理电路2的输入端相接，所述水平检测模块4的输出端与微控制器3的输入端相接；所述水平检测模块4的数目至少为三个，三个以上所述水平检测模块4的布设位置不在同一条直线上，所述称重传感器1为悬臂梁式称重传感器，所述悬臂梁式称重传感器的一端固定安装在底板9上，所述悬臂梁式称重传感器的另一端固定安装在支撑板10上，所述悬臂梁式称重传感器的中空部分位置处的上下两侧面上均贴有应变片11。

需要说明的是，实际使用中，为了减少误差和使用难度，支撑板10与底板9保持平行。

本实施例中，所述水平检测模块4包括三轴加速度传感器。

实际使用中，三个以上三轴加速度传感器分别安装在所述底板9上采集底板上各个三轴加速度传感器所安装位置处的三个坐标值，每个三轴加速度传感器的纵坐标值均相同时，表示底板9安装水平。

本实施例中，所述悬臂梁式称重传感器包括YHXB-1型悬臂梁式称重传感器。

如图5所示，本实施例中，所述信号调理电路2包括型号为OP07的运放U1、型号为OP07的运放U2和型号为OP07的运放U3，所述运放U1的同相输入端经电阻R1与与其连接的YHXB-1型悬臂梁式称重传感器的正输出端V+相接，运放U1的输出端分两路，一路经电阻R4和电容C1与运放U1的反相输入端相接，另一路经电阻R2与运放U3的反相输入端相接；运放U1的反相输入端经可变电阻R6与运放U2的反相输入端，运放U2的同相输入端经电阻R9与YHXB-1型悬臂梁式称重传感器的负输出端V-相接，运放U2的输出端分两路，一路经电阻R7和电容C2与运放U2的反相输入端相接，另一路经电阻R8与运放U3的同相输入端相接；运放U3的输出端分两路，一路经电阻R3与运放U3的反相输入端相接，另一路经电阻R5与微控制器3相接。

本实施例中，所述无线收发器8包括TC35i无线收发模块。

如图2所示，本实施例中，所述底板9包括矩形钢板，所述称重传感器1的数量为多个，多个所述称重传感器1阵列式等间距安装在所述矩形钢板上。

本实用新型使用时，供电电源5为各个用电设备提供电源，在底板9和支撑板10之间阵列式等间距的安装称重传感器1，且每个称重传感器1均连接一个信号调理电路2，同时在底板9上安装多个水平检测模块4，多个水平检测模块4成多边形布设，保证重心测量装置的水平检测有效，将货物放置在支撑板10上，通过多个称重传感器1上应变片的变形，多个称重传感器1受到的挤压不同，采集的压力数据也不同，每个称重传感器1将重力数据传输给与其连接的信号调理电路2，该信号调理电路2采用差分放大电路实时处理该处重力数据进行放大且压力转换后送入到微控制器3中，微控制器3将收到的多个压力数据和水平检测数据通过串口通信模块6传输至计算机7显示处理，同时通过无线收发器8将数据无线传输至计算机7或手机等终端设备显示处理，操作简单，数据收发及时，成本低。

实施例2

如图3所示，本实施例中，所述底板9包括圆形钢板，所述称重传感器1的数量为多个，多个所述称重传感器1均沿所述圆形钢板的圆心方向均匀布设，其余部分的连接关系和使用方法均与实施例1相同。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种重心测量装置，其特征在于：包括底板(9)和与底板(9)相平行的支撑板(10)，以及用于检测底板(9)水平的水平检测模块(4)和用于处理数据的重心测量终端，所述底板(9)与支撑板(10)之间安装有称重传感器(1)；所述重心测量终端包括微控制器(3)、供电电源(5)以及与所述微控制器(3)相接的无线收发器(8)和用于与计算机(7)有线数据传输的串口通信模块(6)，所述微控制器(3)的输入端接有信号调理电路(2)，所述称重传感器(1)的输出端与所述信号调理电路(2)的输入端相接，所述水平检测模块(4)的输出端与微控制器(3)的输入端相接；所述水平检测模块(4)的数目至少为三个，三个以上所述水平检测模块(4)的布设位置不在同一条直线上，所述称重传感器(1)为悬臂梁式称重传感器，所述悬臂梁式称重传感器的一端固定安装在底板(9)上，所述悬臂梁式称重传感器的另一端固定安装在支撑板(10)上，所述悬臂梁式称重传感器的中空部分位置处的上下两侧面上均贴有应变片(11)。

2.按照权利要求1所述的一种重心测量装置，其特征在于：所述水平检测模块(4)包括三轴加速度传感器。

3.按照权利要求1所述的一种重心测量装置，其特征在于：所述悬臂梁式称重传感器包括YHXB-1型悬臂梁式称重传感器。

4.按照权利要求3所述的一种重心测量装置，其特征在于：所述信号调理电路(2)包括型号为OP07的运放U1、型号为OP07的运放U2和型号为OP07的运放U3，所述运放U1的同相输入端经电阻R1与与其连接的YHXB-1型悬臂梁式称重传感器的正输出端V+相接，运放U1的输出端分两路，一路经电阻R4和电容C1与运放U1的反相输入端相接，另一路经电阻R2与运放U3的反相输入端相接；运放U1的反相输入端经可变电阻R6与运放U2的反相输入端，运放U2的同相输入端经电阻R9与YHXB-1型悬臂梁式称重传感器的负输出端V-相接，运放U2的输出端分两路，一路经电阻R7和电容C2与运放U2的反相输入端相接，另一路经电阻R8与运放U3的同相输入端相接；运放U3的输出端分两路，一路经电阻R3与运放U3的反相输入端相接，另一路经电阻R5与微控制器(3)相接。

5.按照权利要求1所述的一种重心测量装置，其特征在于：所述无线收发器(8)包括TC35i无线收发模块。

6.按照权利要求1所述的一种重心测量装置，其特征在于：所述底板(9)包括矩形钢板，所述称重传感器(1)的数量为多个，多个所述称重传感器(1)阵列式等间距安装在所述矩形钢板上。

7.按照权利要求1所述的一种重心测量装置，其特征在于：所述底板(9)包括圆形钢板，所述称重传感器(1)的数量为多个，多个所述称重传感器(1)均沿所述圆形钢板的圆心方向均匀布设。