[发明专利]基于应变式称重传感器的传输带货物动态定位装置

说明书

技术领域

本发明涉及实时动态定位技术，具体涉及传输带货物位置的定位。

背景技术

传送带在现代工业上或者在物流环节中是随处可见的，传送带不仅大大方便了自动化生产，还大大的节约了人力资源，但是在工业生产或货物搬运过程中我们有时候需要知道传送带上货物的实时位置，如果运用人工进行目测显得与自动化相违背，如果运用物理学中直线运动时间-位移（T-S）的方法进行计算测量相对显得比较传统且准确度不高。如果使用高精度的定位传输带或者其他的高精度定位装置成本相对较高。

现有的传输带货物位置的定位，有通过安装高精度定位传输带来实现，这个方法虽然简单，但是要使用特殊的传输带和专门的系统才能实现，而且成本高；利用PLC的高速计数器指令和编码器控制三相交流异步电机实现的准确定位控制系统，这个方法定位精度虽然高，但是相对来说构建整个系统比较复杂，成本也相对较高。

利用PLC的高速计数器指令和编码器控制三相交流异步电机实现的准确定位控制系统，其原理是通过与电动机同轴相连的光电旋转编码器将电机角位移转换成脉冲值，经由PLC的高速计数器来统计编码器发出的脉冲个数，从而实现定位控制。

发明内容

本发明的目的（旨在解决的问题）：在货物传送带上添加一套装置实现货物在传送带上传输时实时位置的动态、快速、实时和准确地测量与定位，提高了原有测量方法的实时性、准确性，满足货物在传送带传输过程中快速、准确定位的要求。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于应变式称重传感器的传输带货物动态定位装置，其特征在于，包括传输带系统、传输带支架、四个应变式称重传感器、A/D转换器、微型处理器、上位机，其中：

所述传输带支架水平放置，传输带系统安装于传输带支架上，

所述传输带支架共有四个支腿，每个支腿底部安装有应变式称重传感器，应变式称重传感器用于采集支腿上受力信息，

所述应变式称重传感器与A/D转换器相连接，用于将实时采集的物理压力信号转换成数字信号，

所述A/D转换器与微型处理器相连接，微型处理器完成实时数据的采集、预处理（滤波、去噪等）、存储等相应的功能；

所述微型处理器输出端与上位机相连，所述上位机包括CPU处理器、数据接收存储模块、误差校正算法模块、计算与定位应用软件模块、显示输出模块，所述数据接收存储模块输入端与微型处理器输出端连接，误差校正算法模块输入端与数据接收存储模块连接，误差校正算法模块输出端与计算与定位应用软件模块输入端连接，所述计算与定位应用软件模块输出端与显示输出模块连接实现位置计算结果的输出和显示；

所述误差校正算法模块输入端与数据接收存储模块输出端连接，用于对采集的原始信号误差进行修正，以保证后续处理结果的精度；

所述误差校正算法模块建立相应的动态测量数学模型                                               ，表示受动态因素影响时传感器读数，表示未受动态因素影响时传感器读数，表示受动态因素影响时额外施加在传感器上的力；在传输带水平放置的情况下，近似认为R是传感器受传输带的振动和环境温度变化的影响而额外施加在传感器上的力，得，表示传输带工作时振动时额外施加在传感器上的力，表示环境温度的变化时额外施加在传感器上的力；分别标定出、，从而把动态因素影响下施加在传感器上的力R消除，达到误差校正的目的；

所述计算与定位应用软件模块，建立了实时位置计算数学模型关系式，由此求解出货物在传输带上水平位移s。

其中：L表示传送带总长度，

F0表示在传输带上未放置货物时四个称重传感器的初始读数（已经经过误差校正），

表示货物随着传送带从一端向另外一端移动的过程传感器采集到的实时读数（已经经过误差校正）。

由此上位机实现获得货物的实时位置，并动态地在屏幕上显示该货物的实时位置，信息保存以及打印输出。

当货物在传输带上移动的过程中传送带支架四个支腿上受到的力会发生变化，通过该装置动态地测量传输带支架四个支腿上力的变化，并根据空间力和力矩平衡的关系式子能动态计算出货物的实时位置。使用微型处理器系统采集实时数据并进行处理、存储和计算，再把数据传送给计算机，在计算机中再进行高精度计算和处理，提高动态测量的精度，实现了货物位置的快速动态测量。