CN206056743U - 一种采用杠杆平衡原理的大皮重小称量电子平台秤 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种采用杠杆平衡原理的大皮重小称量电子平台秤，采用杠杆平衡原理的方法提高大皮重小称量的称量精度。其包括秤体和信号处理单元；所述的秤体包括用于支撑料罐和物料的秤台，以及设置在秤台下方的杠杆Ⅰ、杠杆Ⅱ和配重块；秤台的两端分别通过支柱Ⅰ和支柱Ⅱ与杠杆Ⅰ的一端和杠杆Ⅱ的一端铰接；配重块设置在配重支架上，配重支架两端分别与杠杆Ⅰ的另一端和杠杆Ⅱ的另一端铰接；杠杆Ⅰ上设置有支点Ⅰ，杠杆Ⅰ的阻力臂小于动力臂；杠杆Ⅰ的动力臂上设置传感器Ⅰ；杠杆Ⅱ上设置有支点Ⅱ，杠杆Ⅱ的阻力臂小于动力臂；杠杆Ⅱ的动力臂上设置传感器Ⅱ；信号处理单元的输入端分别连接传感器Ⅰ和传感器Ⅱ的输出端。
Description
技术领域
本实用新型涉及特种称重领域，具体为一种采用杠杆平衡原理的大皮重小称量电子平台秤。
背景技术
现有技术中，在某些特种行业的生产线需要进行物料称量的项目，其料罐重约300Kg，而所需要称量的物料重量仅为15Kg，要求物料称量精度为0.1％，这是典型的大皮重小称量案例，传统的电子平台秤显然很难达到此精度要求。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种采用杠杆平衡原理的大皮重小称量电子平台秤，采用杠杆平衡原理的方法来平衡或减少大皮重给称量带来的难度，从而提高大皮重小称量的称量精度。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
一种采用杠杆平衡原理的大皮重小称量电子平台秤，包括秤体和信号处理单元；所述的秤体包括用于支撑料罐和物料的秤台，以及设置在秤台下方的杠杆Ⅰ、杠杆Ⅱ和配重块；秤台的两端分别通过支柱Ⅰ和支柱Ⅱ与杠杆Ⅰ的一端和杠杆Ⅱ的一端铰接；配重块设置在配重支架上，配重支架两端分别与杠杆Ⅰ的另一端和杠杆Ⅱ的另一端铰接；杠杆Ⅰ上设置有支点Ⅰ，杠杆Ⅰ的阻力臂小于动力臂；杠杆Ⅰ的动力臂上设置传感器Ⅰ；杠杆Ⅱ上设置有支点Ⅱ，杠杆Ⅱ的阻力臂小于动力臂；杠杆Ⅱ的动力臂上设置传感器Ⅱ；信号处理单元的输入端分别连接传感器Ⅰ和传感器Ⅱ的输出端。
优选的，支点Ⅰ在杠杆Ⅰ上的位置和支点Ⅱ在杠杆Ⅱ上的位置均能够调节。
优选的，还包括秤体外框，支点Ⅰ、支点Ⅱ、传感器Ⅰ和传感器Ⅱ分别固定在秤体外框上。
优选的，杠杆Ⅰ和杠杆Ⅱ，支点Ⅰ和支点Ⅱ，传感器Ⅰ和传感器Ⅱ均呈对称设置。
优选的，秤台上设置有多个能够伸缩的支脚，支脚的伸缩范围包含秤台到秤体外框底部的最大距离和最小距离。
优选的，所述信号处理单元包括接线盒和数字仪表；接线盒内部设置分别与传感器Ⅰ和传感器Ⅱ连接的第一数字模块和第二数字模块，以及与第一数字模块和第二数字模块输出端连接的集线盒；集线盒的输出端连接数字仪表。
进一步，集线盒的输出端通过RS485接口连接数字仪表。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型根据杠杆的平衡原理结合电子平台秤的结构特点设计出了这个两组杠杆、两组传感器的大皮重小称量的电子平台秤，用来提高物料秤量的精度。根据杠杆的力矩平衡原理，采用配重块与杠杆一端形成的力矩来平衡或减少由大皮重与杠杆另一端形成的力矩，使得电子平台秤内部的两组杠杆和配重块形成的力矩能够有效地平衡或减少大皮重(料罐)对整体称量带来的困难，当大皮重(料罐)的质量被平衡或减少后，再使用两只量程较小的传感器对物料进行称量就可在得到较高的称量精度，从而从本质上解决了大皮重小称量精度较低的问题。
附图说明
图1为本实用新型所述的电子平台秤的秤体结构示意图。
图2为本实用新型所述的电子平台秤的信号处理单元连接组成框图。
图中：1.支柱Ⅰ，2.支点Ⅰ，3.传感器Ⅰ，4.杠杆Ⅰ，5.物料,6.料罐，7.配重块，8.秤台，9.传感器Ⅱ，10.支点Ⅱ，11.杠杆Ⅱ，12.支柱Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
本实用新型一种采用杠杆平衡原理的大皮重小称量电子平台秤，包括秤体和信号处理单元；如图1所示，秤体包括用于支撑料罐6和物料5的秤台8，以及设置在秤台8下方的杠杆Ⅰ4、杠杆Ⅱ11和配重块7；秤台8的两端分别通过支柱Ⅰ1和支柱Ⅱ12与杠杆Ⅰ4的一端和杠杆Ⅱ11的一端铰接；配重块7设置在配重支架上，配重支架两端分别与杠杆Ⅰ4的另一端和杠杆Ⅱ11的另一端铰接；杠杆Ⅰ4上设置有支点Ⅰ2，杠杆Ⅰ4的阻力臂小于动力臂；杠杆Ⅰ4的动力臂上设置传感器Ⅰ3；杠杆Ⅱ11上设置有支点Ⅱ10，杠杆Ⅱ11的阻力臂小于动力臂；杠杆Ⅱ11的动力臂上设置传感器Ⅱ9；信号处理单元的输入端分别连接传感器Ⅰ3和传感器Ⅱ9的输出端。
两组杠杆的应用使得秤体的体积可以进一步的缩小，便于设计成电子平台秤的形式。两只传感器的应用，更加便于秤体后期的装配和调试；从根本上提高了大皮重小称量的称量精度，使得称量精度达到被称量物料的0.1％更容易实现；具有称量精度高、体积小、重量轻、安装、使用、维护方便等特点。
本优选实例中，还包括秤体外框，支点Ⅰ2、支点Ⅱ10、传感器Ⅰ3和传感器Ⅱ9分别固定在秤体外框上。秤台8上设置有多个能够伸缩的支脚，支脚的伸缩范围包含秤台8到秤体外框底部的最大距离和最小距离。从而在电子平台秤不使用的时候能够将支脚对秤体外框和传感器架空，对其进行保护。
如图2所示，所述信号处理单元包括接线盒和数字仪表；接线盒内部设置分别与传感器Ⅰ3和传感器Ⅱ9连接的第一数字模块和第二数字模块，以及与第一数字模块和第二数字模块输出端连接的集线盒；集线盒的输出端连接数字仪表。集线盒的输出端通过RS485接口连接数字仪表。
具体的，本实用新型一种采用杠杆平衡原理的大皮重小称量电子平台秤的基本原理是利用了杠杆的平衡原理(即：动力×动力臂＝阻力×阻力臂)，我们设计了两组杠杆，这两组杠杆的特点是动力臂大于阻力臂，这样对配重块和传感器量程的选择带来了便利。
如图1，假设料罐6的质量为W1，物料5的质量为W2，支柱Ⅰ1和支柱Ⅱ12上分担的质量分别为M1和M2，那么则有下式(秤台8质量不计)：
W1+W2＝M1+M2 (1)
假设配重块7的质量为W3，配重块7分担在杠杆Ⅰ4和杠杆Ⅱ11上的质量分别是M3和M4，那么则有下式：
W3＝M3+M4 (2)
假设传感器Ⅰ3和传感器Ⅱ9上分担的质量分别为M5和M6，根据力矩平衡的原理则有下式：
M1×L1＝M3×LP1+M5×LC1 (3)
M2×L2＝M4×LP2+M6×LC2 (4)
我们可以通过设计使得L1＝L2，LP1＝LP2，LC1＝LC2 (5)
把(5)代入(3)，(4)式相加的结果中可以得到：
(M1+M2)×L1＝(M3+M4)×LP1+(M5+M6)×LC1 (6)
将(1)，(2)代入(6)中得到：
W1×L1+W2×L1＝W3×LP1+(M5+M6)×LC1 (7)
当W3＝W1×L1/LP1 (8)
(7)式为W2×L1/LC1＝M5+M6 (9)
由(7)，(8)两式可知，当配重块7的质量W3＝W1×L1/LP1时，配重块7与两个杠杆形成的力矩刚好可以平衡掉料罐6与杠杆形成的力矩，此时两个传感器对物料5的称量就与料罐6质量没有任何关系了(见式(9))，在去除了料罐6的质量后就很容易对物料5的质量进行高精度的称量了。
其中，支点Ⅰ2在杠杆Ⅰ4上的位置和支点Ⅱ10在杠杆Ⅱ11上的位置均能够调节。从而使得杠杆的力臂可调节，在机加、装配环节很难做到式(5)中的理想状态，因此杠杆在设计初期就应考虑到力臂可调节。
不同结构形式的传感器在受力和不受力两种状态下其形变量(应变)是有所差异的，这个基于杠杆平衡原理的电子平台秤的核心是在任何情况下都要保持杠杆的平衡，这是电子平台秤能够准确称量的前提条件，因此选择在受力情况下形变量较小的传感器更利于秤体精度的提高。
配重块的理想重量应满足式(8)中的条件，但在实际装配调试过程中实际的力臂尺寸可能与理论的力臂尺寸有所差异，配重块的质量W3建议略小于W1×L1/LP1，以便在秤体调试环节再做出调整。
Claims (7)
1.一种采用杠杆平衡原理的大皮重小称量电子平台秤，其特征在于，包括秤体和信号处理单元；
所述的秤体包括用于支撑料罐(6)和物料(5)的秤台(8)，以及设置在秤台(8)下方的杠杆Ⅰ(4)、杠杆Ⅱ(11)和配重块(7)；秤台(8)的两端分别通过支柱Ⅰ(1)和支柱Ⅱ(12)与杠杆Ⅰ(4)的一端和杠杆Ⅱ(11)的一端铰接；配重块(7)设置在配重支架上，配重支架两端分别与杠杆Ⅰ(4)的另一端和杠杆Ⅱ(11)的另一端铰接；
杠杆Ⅰ(4)上设置有支点Ⅰ(2)，杠杆Ⅰ(4)的阻力臂小于动力臂；杠杆Ⅰ(4)的动力臂上设置传感器Ⅰ(3)；
杠杆Ⅱ(11)上设置有支点Ⅱ(10)，杠杆Ⅱ(11)的阻力臂小于动力臂；杠杆Ⅱ(11)的动力臂上设置传感器Ⅱ(9)；
信号处理单元的输入端分别连接传感器Ⅰ(3)和传感器Ⅱ(9)的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种采用杠杆平衡原理的大皮重小称量电子平台秤，其特征在于，支点Ⅰ(2)在杠杆Ⅰ(4)上的位置和支点Ⅱ(10)在杠杆Ⅱ(11)上的位置均能够调节。
3.根据权利要求1所述的一种采用杠杆平衡原理的大皮重小称量电子平台秤，其特征在于，还包括秤体外框，支点Ⅰ(2)、支点Ⅱ(10)、传感器Ⅰ(3)和传感器Ⅱ(9)分别固定在秤体外框上。
4.根据权利要求1所述的一种采用杠杆平衡原理的大皮重小称量电子平台秤，其特征在于，杠杆Ⅰ(4)和杠杆Ⅱ(11)，支点Ⅰ(2)和支点Ⅱ(10)，传感器Ⅰ(3)和传感器Ⅱ(9)均呈对称设置。
5.根据权利要求1所述的一种采用杠杆平衡原理的大皮重小称量电子平台秤，其特征在于，秤台(8)上设置有多个能够伸缩的支脚，支脚的伸缩范围包含秤台(8)到秤体外框底部的最大距离和最小距离。
6.根据权利要求1所述的一种采用杠杆平衡原理的大皮重小称量电子平台秤，其特征在于，所述信号处理单元包括接线盒和数字仪表；接线盒内部设置分别与传感器Ⅰ(3)和传感器Ⅱ(9)连接的第一数字模块和第二数字模块，以及与第一数字模块和第二数字模块输出端连接的集线盒；集线盒的输出端连接数字仪表。
7.根据权利要求6所述的一种采用杠杆平衡原理的大皮重小称量电子平台秤，其特征在于，集线盒的输出端通过RS485接口连接数字仪表。
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|---|---|---|---|---|
| CN110487506A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-22 | 中国汽车工程研究院股份有限公司 | 汽车天平去皮重装置 |
| CN115265729A (zh) * | 2020-09-30 | 2022-11-01 | 南京中科煜宸激光技术有限公司 | 增材制造用大粉量料仓的料仓重量精细检测平衡装置 |
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2016
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