質心稱量系統的制作方法

本發明涉及稱重領域，尤其涉及一種質心稱量系統。

背景技術：

現有技術中，單個的平臺秤測量諸如風機葉片的大體積物體會有許多問題，例如單個平臺秤較大，占有過多場地，臺秤成本也很高。

風力發電機葉片做圓周運動，做圓周運動的物體轉動平穩的主要影響因素有：質心距離轉軸中心的距離、轉動部分的質量、轉動角速度。由于葉片長度長、質量大，為了提高風機轉動的平穩性，必須控制好每個葉片的重量和質心位置。為了制造或匹配出三個葉片，質心測量系統的精確性至關重要。

目前葉片稱重并測量質心采用以下方案：1)一臺平臺秤和一臺吊鉤秤方式；2)兩臺吊鉤秤方式。

風機葉片的質心測量的精度主要有這幾方面影響因素：1、承載點位置的測量精度；2、葉片稱量時的定位精度；3、稱量誤差對質心位置計算的影響。現有的方案，承載點位置的測量精度差，大多數該誤差達到100---500mm，造成目前大多數風機葉片廠家的質心精度只能控制在1—2％。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種大幅度提高大體積物體的測量精度的質心稱量系統。

根據本發明的一個方面，提供一種質心稱量系統，包括：多個平臺秤，各所述平臺秤設置有至少三個稱重傳感器；運算模塊，與所述多個平臺秤連接，根據各所述稱重傳感器的稱重數據計算每個所述平臺秤上的承載的合力的大小及該合力的位置，并根據每個所述平臺秤上的承載的合力的大小及該合力的位置計算稱重物 的重量及質心位置。

優選地，所述平臺秤的數量是兩個。

優選地，各所述平臺秤的稱重面下側的邊緣設置有至少三個所述稱重傳感器。

優選地，各所述平臺秤上設置的所述稱重傳感器的數量是四個。

優選地，所述平臺秤的稱重面為矩形，四個所述稱重傳感器分別設置在所述稱重面下側的四個角上。

優選地，所述平臺秤的稱重面為矩形，四個所述稱重傳感器分別設置在所述稱重面下側的四條邊的中點上。

優選地，所述運算模塊包括：第一運算模塊，與各所述平臺秤上設置的所述稱重傳感器相連，根據各所述稱重傳感器的稱重數據及各所述稱重傳感器在所述平臺秤上的位置計算各所述平臺秤上的承載的合力的大小及該合力的位置；以及第二運算模塊，與所述第一運算模塊相連，根據所述第一運算模塊計算的各所述平臺秤上的承載的合力的大小及該合力的位置來計算稱重物的重量及質心位置。

優選地，該合力的位置指的是該合力相對于所述平臺秤稱重面一參考點或參考邊的位置。

優選地，所述參考點為所述平臺秤稱重面的邊的中心、所述平臺秤稱重面的中心、所述平臺秤稱重面的端點；所述參考邊為所述平臺秤稱重面的邊。

優選地，所述第一運算模塊通過信號電纜或無線通信與各所述平臺秤上設置的所述稱重傳感器相連。

優選地，所述稱重傳感器為數字稱重傳感器。

優選地，所述運算模塊為儀表及計算機中的一個或多個。

優選地，各所述平臺秤上設置有用于定位稱重物的支架。

優選地，所述質心稱量系統用于稱量風機葉片和/或航天器材。

優選地，所述平臺秤為數字平臺秤。

本發明大幅度地提高了承載點位置的測量精度，減少誤差。其可以解決多個傳感器帶來的角差問題。將兩個或兩個以上平臺秤的數據上傳給運算模塊，并計算出大體積物體的質心。本發明將大幅度提高大體積物體的測量精度。對于風機葉片的測量，其提高風力發電機運轉的平穩性、安全性。對于導彈等航 空航天器材的測量，其提高了導彈等航空航天器材飛行的精確性。

應當理解，本發明以上的一般性描述和以下的詳細描述都是示例性和說明性的，并且旨在為如權利要求所述的本發明提供進一步的解釋。

附圖說明

包括附圖是為提供對本發明進一步的理解，它們被收錄并構成本申請的一部分，附圖示出了本發明的實施例，并與本說明書一起起到解釋本發明原理的作用。附圖中：

圖1為根據本發明實施例的質心稱量系統的示意圖。

圖2為根據本發明實施例的平臺秤的示意圖。

具體實施方式

現在將詳細參考附圖描述本發明的實施例。

圖1和圖2分別為根據本發明實施例的質心稱量系統及平臺秤的示意圖。質心稱量系統包括多個平臺秤3以及運算模塊5。優選地，平臺秤3為數字平臺秤。各平臺秤3設置有至少三個稱重傳感器2。運算模塊5與多個平臺秤3連接。其中，運算模塊5根據各稱重傳感器2的稱重數據計算每個平臺秤3上的承載的合力的大小及該合力的位置6，并根據每個平臺秤3上的承載的合力的大小及該合力的位置6計算稱重物1的重量及質心位置7。

在本實施例中，平臺秤3的數量是兩個。平臺秤具有矩形的稱重面。各平臺秤3上有四個稱重傳感器2，能將各自所承受重力數據傳送出來。參考圖2，對于各平臺秤3，四個稱重傳感器2設置于平臺秤3稱重面下側的邊緣。優選地，四個稱重傳感器2分別設置在稱重面下側的四個角上。在一些變化例中，四個稱重傳感器2分別設置在稱重面下側的四條邊的中點上。在又一些變化例中，多個稱重傳感器2可按不同的方式布置在平臺秤3的稱重面下側。

在一個優選例中，平臺秤3上可以設有用于定位稱重物1的支架。質心測量系統還通過一定位裝置來測量稱重物1相對于平臺秤3的位置。該定位裝置可以設置在平臺秤3稱重面上、支架上或者在平臺秤外。在沒有定位裝置的實 施例中，還需要通過人工或其他方式測量稱重物1相對平臺秤3的位置。

運算模塊5能夠運行質心運算的軟件，其可以是儀表或計算機。在一個實施例中，運算模塊5包括第一運算模塊51及第二運算模塊52。第一運算模塊51與各平臺秤上設置的稱重傳感器相連，并根據各稱重傳感器的稱重數據及各稱重傳感器在平臺秤上的位置計算各平臺秤上的承載的合力的大小及該合力的位置6。第二運算模塊52與第一運算模塊51相連，并根據第一運算模塊51計算的各平臺秤上的承載的合力的大小及該合力的位置6來計算稱重物1的重量及質心位置7。在一些實施例中，第一運算模塊51可以是儀表，第二運算模塊52可以是計算機。

優選地，平臺秤3上各稱重傳感器2的稱重數據通過信號電纜4或無線傳送的方式發送給運算模塊5。具體而言，各稱重傳感器2的稱重數據可以傳送到運算模塊5(例如儀表或計算機)。在又一些實施例中，各稱重傳感器2的稱重數據可以傳給第一運算模塊51(例如儀表)。稱重數據經第一運算模塊51處理后，再傳送給第二運算模塊52(例如計算機)。

由于每個稱重傳感器2分布的位置是確定的，運算模塊5可以根據力距平衡原理，計算出每個平臺秤上的承載的合力的大小及該合力的位置6。具體而言，該合力的位置6是該合力相對于平臺秤3一參照點或參照邊的位置。例如，該合力的位置6是該合力相對于平臺秤3稱重面中心的位置。又例如，該合力的位置6是該合力相對于平臺秤3稱重面的邊的位置。當測量大尺寸物體時，根據該物體的尺寸、其相對平臺秤的位置、平臺秤之間的距離以及已計算的每個平臺秤承載的合力的大小和位置，再次運用力距平衡原理，即可計算出整個大尺寸物體的重量及質心位置。這種質心測量系統可運用于類似風機葉片大尺寸物體(比如導彈、運載火箭等)，用兩臺或以上的平臺秤組合的方式來計算出大型、長形物體的質心。

具體而言，當平臺秤3用模擬稱重傳感器測量承載合力的位置時，有兩種方式：

1)多個稱重傳感器信號單獨輸出的方式，這種方式無法避免共同承載器所帶來的角差；

2)多個稱重傳感器通過接線盒調整角差的方式，這種方式通過接線盒后 將模擬信號合并，不能獨立傳送各自的信號，所以不能精確計算承載合力的位置。

在一個優選例中，可以利用數字稱重傳感器可以避免上述的問題。當各稱重傳感器2為數字稱重傳感器時，各數字稱重傳感器可以分配獨立的地址，各自的數字信號可以單獨傳送出來，通過標定給每個數字稱重傳感器分配角差比例系數，減少的角差問題。

具體地，本發明大幅度地提高了承載點位置的測量精度，使誤差從100-500mm減少到2mm。其可以通過軟件處理，解決多個傳感器帶來的角差問題。將兩個或兩個以上平臺秤的數據上傳給儀表或計算機，通過軟件計算出大體積物體的質心。本發明將大幅度提高大體積物體的測量精度。對于風機葉片的測量，其提高風力發電機運轉的平穩性、安全性。對于導彈等航空航天器材的測量，其提高了導彈等航空航天器材飛行的精確性。

本領域技術人員可顯見，可對本發明的上述示例性實施例進行各種修改和變型而不偏離本發明的精神和范圍。因此，旨在使本發明覆蓋落在所附權利要求書及其等效技術方案范圍內的對本發明的修改和變型。