[發明專利]基于應變式稱重傳感器的傳輸帶貨物動態定位裝置

無效

• 申請號: 201310128181.1
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN103206934A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 趙炯;周奇才;熊肖磊;周杰;屈劍平;盛凡;曾禮
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 葉鳳

技術領域

本發明涉及實時動態定位技術，具體涉及傳輸帶貨物位置的定位。

背景技術

傳送帶在現代工業上或者在物流環節中是隨處可見的，傳送帶不僅大大方便了自動化生產，還大大的節約了人力資源，但是在工業生產或貨物搬運過程中我們有時候需要知道傳送帶上貨物的實時位置，如果運用人工進行目測顯得與自動化相違背，如果運用物理學中直線運動時間-位移（T-S）的方法進行計算測量相對顯得比較傳統且準確度不高。如果使用高精度的定位傳輸帶或者其他的高精度定位裝置成本相對較高。

現有的傳輸帶貨物位置的定位，有通過安裝高精度定位傳輸帶來實現，這個方法雖然簡單，但是要使用特殊的傳輸帶和專門的系統才能實現，而且成本高；利用PLC的高速計數器指令和編碼器控制三相交流異步電機實現的準確定位控制系統，這個方法定位精度雖然高，但是相對來說構建整個系統比較復雜，成本也相對較高。

利用PLC的高速計數器指令和編碼器控制三相交流異步電機實現的準確定位控制系統，其原理是通過與電動機同軸相連的光電旋轉編碼器將電機角位移轉換成脈沖值，經由PLC的高速計數器來統計編碼器發出的脈沖個數，從而實現定位控制。

發明內容

本發明的目的（旨在解決的問題）：在貨物傳送帶上添加一套裝置實現貨物在傳送帶上傳輸時實時位置的動態、快速、實時和準確地測量與定位，提高了原有測量方法的實時性、準確性，滿足貨物在傳送帶傳輸過程中快速、準確定位的要求。

本發明通過以下技術方案實現：

一種基于應變式稱重傳感器的傳輸帶貨物動態定位裝置，其特征在于，包括傳輸帶系統、傳輸帶支架、四個應變式稱重傳感器、A/D轉換器、微型處理器、上位機，其中：

所述傳輸帶支架水平放置，傳輸帶系統安裝于傳輸帶支架上，

所述傳輸帶支架共有四個支腿，每個支腿底部安裝有應變式稱重傳感器，應變式稱重傳感器用于采集支腿上受力信息，

所述應變式稱重傳感器與A/D轉換器相連接，用于將實時采集的物理壓力信號轉換成數字信號，

所述A/D轉換器與微型處理器相連接，微型處理器完成實時數據的采集、預處理（濾波、去噪等）、存儲等相應的功能；

所述微型處理器輸出端與上位機相連，所述上位機包括CPU處理器、數據接收存儲模塊、誤差校正算法模塊、計算與定位應用軟件模塊、顯示輸出模塊，所述數據接收存儲模塊輸入端與微型處理器輸出端連接，誤差校正算法模塊輸入端與數據接收存儲模塊連接，誤差校正算法模塊輸出端與計算與定位應用軟件模塊輸入端連接，所述計算與定位應用軟件模塊輸出端與顯示輸出模塊連接實現位置計算結果的輸出和顯示；

所述誤差校正算法模塊輸入端與數據接收存儲模塊輸出端連接，用于對采集的原始信號誤差進行修正，以保證后續處理結果的精度；

所述誤差校正算法模塊建立相應的動態測量數學模型???????????????????????????????????????????????，表示受動態因素影響時傳感器讀數，表示未受動態因素影響時傳感器讀數，表示受動態因素影響時額外施加在傳感器上的力；在傳輸帶水平放置的情況下，近似認為R是傳感器受傳輸帶的振動和環境溫度變化的影響而額外施加在傳感器上的力，得，表示傳輸帶工作時振動時額外施加在傳感器上的力，表示環境溫度的變化時額外施加在傳感器上的力；分別標定出、，從而把動態因素影響下施加在傳感器上的力R消除，達到誤差校正的目的；

所述計算與定位應用軟件模塊，建立了實時位置計算數學模型關系式，由此求解出貨物在傳輸帶上水平位移s。

其中：L表示傳送帶總長度，

F0表示在傳輸帶上未放置貨物時四個稱重傳感器的初始讀數（已經經過誤差校正），

表示貨物隨著傳送帶從一端向另外一端移動的過程傳感器采集到的實時讀數（已經經過誤差校正）。

由此上位機實現獲得貨物的實時位置，并動態地在屏幕上顯示該貨物的實時位置，信息保存以及打印輸出。

當貨物在傳輸帶上移動的過程中傳送帶支架四個支腿上受到的力會發生變化，通過該裝置動態地測量傳輸帶支架四個支腿上力的變化，并根據空間力和力矩平衡的關系式子能動態計算出貨物的實時位置。使用微型處理器系統采集實時數據并進行處理、存儲和計算，再把數據傳送給計算機，在計算機中再進行高精度計算和處理，提高動態測量的精度，實現了貨物位置的快速動態測量。