專利名稱：變傾角機架傳送帶秤的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種傳送帶秤，尤其是一種變傾角機架傳送帶秤，屬于輸送計量 技術領域。
背景技術：
傳送帶秤稱重單元上的稱重傳感器通常由輸送機架支承，當輸送機架處于水平位 置時，垂直于地面的物料重力也同時垂直于稱重傳感器，傳感器受到完整的重力作用，其典 型結構參見申請?zhí)枮镃N200710025317的中國專利申請。但當輸送機架傾斜于水平線時，豎 直方向的物料重力分解為與機架傾角一致方向以及垂直作用于稱重傳感器的兩個分力。若 輸送機架對于水平面的傾角為α，傳送帶秤受力=物料重力Xcosa。普通傳送帶秤的輸 送機架的傾角是固定不變的，α是一常量，cos α的影響完全可以通過標定予以固定下來。但是一些傳送帶機用于散狀物料運輸時，常需要適應不同的落料(或取料)點的 高度和遠近位置，因此傳送帶機常安裝在一個可進行左、右旋轉同時機架傾角可變(抬高 或降低)的平臺上，以使該傳送帶機可以指向所需的位置，以實現堆料或取料動作。典型的 應用是“堆取料機”，其可旋轉和俯、仰的懸臂上裝有一條輸送物料的傳送帶機，該傳送帶機 即稱為“機架傾角可變傳送帶機”。當在這樣的傳送帶機上安裝稱重單元時，即稱為“機架 傾角可變傳送帶秤”。此時α和cos α不再是常量，傳送帶秤的稱重結果必須根據α的變 化予以相應修正。在現有技術中通常采用伺服電機式角位移傳感器測量傳送帶秤機架的傾角α或 傾角的改變量Δ a。由于余弦函數是一種非線性函數，且在傳送帶秤機架傾角α最常出 現的小角度附近cos α的改變值很小，而在傾角α較大時，微小的角度變化會引起cos a 的較大變化，現有技術對此的分辨力不佳，計量精度難以達到期望的要求。檢索發(fā)現，申請?zhí)枮镃N02207776. 6的中國專利申請公開了一種高精度電子傳送 帶秤秤架，其目的是解決輸送機有傾角時計量不準確的問題，技術方案是稱重臂通過下關 節(jié)軸承與稱重傳感器一端連接，稱重傳感器的另一端通過上關節(jié)軸承與橫梁連接，橫梁固 定在輸送機的機架上，保持水平狀態(tài)。在輸送機傳送帶有一定傾斜角度時，由于關節(jié)軸承的 作用，傳感器仍保持與水平線垂直，只受到垂直方向的力作用，一直保持傳感器的拉力為物 料重量的一半，傳感器拉力方向與物料重力方向保持平行。但該技術方案只能解決的在傳 送帶機架有固定傾角時稱重單元的稱重傳感器精度問題，而不能解決傳送帶機架在傾角變 動時傳送帶秤的計量準確度問題。

實用新型內容本實用新型的目的在于針對現有技術存在的局限性，提出一種可以在傳送帶機 架任意輸送角度狀態(tài)下，依然保持理想稱重精度的變傾角機架傳送帶秤。為了達到以上目的，本實用新型的變傾角機架傳送帶秤包括支撐在輸送機架上的 回環(huán)輸送帶，所述輸送機架上間隔分布含有稱重傳感器的稱重單元；所述稱重傳感器的信號輸出端接計量顯示電路的第一信號輸入端，其改進之處在于所述輸送機架上還裝有標 碼單元，所述標碼單元由標碼傳感器和固定重量的標定用碼構成，所述標定用碼安置在標 碼傳感器上，所述標碼傳感器的信號輸出端接計量顯示電路的第二信號輸入端。上述標定用碼最好為柱狀，且所述標定用碼以幾何中心線垂直于輸送方向的方式 水平安置在標碼傳感器上。采用本實用新型進行稱重時，計量顯示電路的步驟如下存儲步驟，寄存標定用碼凈重；比率步驟，將標定用碼凈重除以第二信號輸入端傳來的標定用碼適時稱重，得出 傾斜比率；求果步驟，將第一信號輸入端傳來的稱重傳感器適時稱重乘以傾斜比率，得出實 際重量并輸出顯示。由于本實用新型合理設置的標定用碼在輸送機架傾斜時，對標碼傳感器的作用力 與此時輸送物料對輸送帶下稱重傳感器的作用力同比變化，即輸送物料的重量將與標碼傳 感器上標定用碼的重量同比變化，因此，只要知道了標定用碼的重量變化比率，即可十分方 便地精確求得物料的實際重量。容易看出，本實用新型具有以下顯著優(yōu)點1)標碼單元和稱重單元可以按需安裝于十分接近的位置，最大限度精確補償稱重 單元角度變化引起的稱重變化。2)標碼單元和稱重單元可以采用相同的傳感器以及類同的安裝方式，從而使稱重 單元角度變化后的實際情況得到精確仿真，避免了其它角度測量方式可能產生的誤差。3)傾斜比率稱重避免了角度值的測量誤差以及由此導致的計算誤差，顯著提高了 檢測和計算精度。4)安裝調試十分方便，使用可靠性高。以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。

圖1為本實用新型實施例一的結構簡圖。圖2為圖1中標碼單元結構示意圖。圖3為圖2中標碼裝置分解結構示意圖。圖4為計量顯示電路圖。
具體實施方式
實施例一本實施例的變傾角機架傳送帶秤如圖1所示，傳送帶運輸機架23支撐回環(huán)輸送帶 22，且間隔安置分別含有稱重傳感器7’的N個稱重單元20 (圖中以一個單元為代表)，組成 稱重陣列(具體結構可以參見CN200710025317)，此外輸送機架23上還裝有標碼單元21。 該標碼單元安置在某一稱重單元附近即可。標碼單元的具體結構如圖2和圖3所示，主要由安置在底板5上的標碼傳感器7和 柱狀標定用碼1構成。其中標碼傳感器7的底座面安置于與機架相連的底板上。標定用碼
41以幾何中心線垂直于輸送方向的方式水平安置在固連于標碼傳感器7承載面上的標碼座 4上。該標碼座4的兩端具有支撐標定用碼1的叉形支架4-1，標定用碼1上制有與叉形支 架相配的周向凹槽1-1，因此可以防止標定用碼1軸向竄動。為了便于自動校準以及清零等有利于消除計量誤差的操作，標碼座4 一側還裝有 鉸支在底板上的撥叉軸8，該撥叉軸8上設有伸向標定用碼1下的一對撥叉8-1以及撥叉 驅動臂8-2，驅動臂8-2的外伸端通過腰形槽與電機3帶動的偏心輪3-1成動配合，從而構 成標碼起降機構。當電機帶動偏心輪轉到上極限位置時，撥叉驅動臂通過撥叉軸帶動撥叉， 抬起標定用碼，使標碼傳感器處于不承壓狀態(tài)，可以清零、校準，之后電機帶動偏心輪轉到 下極限位置時，撥叉驅動臂通過撥叉軸帶動撥叉，落下標定用碼，使標碼傳感器處于計量狀 態(tài)。計量顯示電路如圖4所示，主要由按序串接的放大電路(作為輸入端)、模數轉換 電路、中央處理器CPU以及顯示電路構成。各稱重傳感器(應變電阻橋)7’(圖中僅畫了 1支，實際可能有多支)，的信號輸出端接計量顯示電路(參見圖4)的第一信號輸入端，在 7-12V激勵電壓以及被稱物料的重量共同作用下輸出0-20mV的重量信號，輸入到放大電 路Ampl，放大為0-5V的模擬直流信號，再由模數轉換電路A/D轉變?yōu)閿底中盘枺缓筝斎氲?CPU。標碼傳感器7的信號輸出端接計量顯示電路的第二信號輸入端，在7-12V激勵電壓以 及標碼重量的共同作用下輸出0-20mV的標碼信號，輸入到放大電路Amp2，放大為0-5V的模 擬直流信號，再由模數轉換電路A/D轉變?yōu)閿底中盘枺缓筝斎氲紺PU參與控制運算。計量 顯示電路的CPU中含有用于寄存標定用碼凈重的存儲裝置，用以將標定用碼凈重除以第二 信號輸入端傳來的標定用碼適時稱重、得出傾斜比率的比率裝置，用以將第一信號輸入端 傳來的稱重傳感器適時稱重乘以傾斜比率、得出實際重量并輸出顯示的求果裝置，因此可 以在工作時，將存儲的標定用碼凈重除以第二信號輸入端傳來的標定用碼適時稱重，得出 傾斜比率；再將第一信號輸入端傳來的稱重傳感器適時稱重乘以傾斜比率，得出實際重量 并輸出顯示。此外，計量顯示電路還含有其滾輪與傳送帶秤輸送帶接觸的位移傳感器90，輸送 帶運行時滾輪在摩擦力作用下轉動，從而帶動其光柵碼盤一起轉動，由于光柵碼盤位于發(fā) 光二極管Dl與光敏三極管Tl之間，因此光敏三極管在一系列間斷的光照下輸出脈沖信號； 該脈沖信號先經電容器Cl、穩(wěn)壓二極管D2和電阻器R5組成的網絡穩(wěn)壓和濾波，再輸入施密 特觸發(fā)器Trigl和Trig2，成為整形后的方波脈沖信號；經輸入-輸出電路I/O輸入到CPU。標碼升降機構的電機M的電源之通斷，由稱重儀表面板鍵盤輸入的指令和預先編 制好的程序控制，當標碼電機的啟停信號由I/O電路輸出后，經由三極管T2和T 3組成的 驅動電路帶動繼電器J吸合，電機M得電動作。更具體而言，本實施例在稱重陣列內部設置一個砝碼單元，該單元采用與稱重單 元相同類型的稱重傳感器和傳感器固定方式，但與傳送帶無關聯，標碼傳感器上僅承載一 只可加、卸的固定重量標定用碼。當傳送帶機架發(fā)生角度改變時，該單元稱重傳感器和各稱 重單元稱重傳感器同步發(fā)生角度改變。由于采用了相同類型的稱重傳感器和傳感器固定方 式，顯然各傳感器發(fā)生的改變情況是相同的，此時檢測砝碼重量的變化，就可以推導出其它 稱重單元重量的變化(可以稱之為“比率稱重方式)在數個稱重單元和一個標碼單元組成的稱重陣列中，各單元采用相同結構類型和靈敏度的稱重傳感器和類同的傳感器緊固方式，當上述單元受力面發(fā)生傾斜時，傳感器所 受物料重力為傳感器受重力=物料重力Xcosa (α為傳感器受力面傾斜角度值)比率稱重數學模型Wc = Vc+ VmXW m式中We-稱重單元檢測的重量值Vc-稱重單元傳感器重量信號值Vm-標碼單元傳感器砝碼重量信號值Wm-標碼單元重量值上述算式表明，在比率稱重方式中，各稱重單元均以標碼單元為基準進行比較，得 到相對重量值，其比值再和砝碼重量相乘得到稱重單元的重量值。在這個數學模型中，并沒 有角度值的計算參與其中。例如設標碼砝碼重量為10kg，標碼傳感器重量信號輸出為lmv，另兩個稱重單元 的重量信號輸出分別為2mV和3mV，則有單元A 重量值=2mV+ImVX IOkg = 20kg單元B 重量值=3mV+ImVX IOkg = 30kg由此可見，本實施例具有以下顯著特征1.采用一組(數量不限，一般為1-10)稱重單元連續(xù)安裝，并在其中安裝一個砝碼 檢測單元。2.各傳感器具有相同的結構型式和相同的重量靈敏度輸出以及類同的安裝方式， 其受力符合傳感器受重力=物料重力Xcosa (α為傳感器受力面傾斜角度值)。3.各稱重單元重量信號與標碼單元重量信號的比值再乘以砝碼重量即為各稱重 單元的重量值。4.不需要檢測傳送帶機架實際傾斜角度值，數學模型中不包含角度計算內容。其主要應用于傳送帶機架傾角可變的傳送帶機的傳送帶稱重上，最典型應用為港 口和礦山最常見的“堆取料機”上。其基本用途為進、出料場散狀物料的計量。例如在港口 裝船時，需要準確的控制裝船物料的重量。由于料場到船的運輸距離較長，要準確控制裝船 量，最有效的方法就是在取料最前端的“堆取料機”懸臂上安裝變機架傾角傳送帶秤。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。例如，除了本實施例的雙杠 桿式稱重單元外，也可以采用單杠桿、懸吊式等其它陣列式皮帶秤。凡采用等同替換或等效 變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
權利要求1.一種變傾角機架傳送帶秤，包括支撐在輸送機架上的回環(huán)輸送帶，所述輸送機架上 間隔分布含有稱重傳感器的稱重單元；所述稱重傳感器的信號輸出端接計量顯示電路的第 一信號輸入端，其特征在于所述輸送機架上還裝有標碼單元，所述標碼單元由標碼傳感器 和固定重量的標定用碼構成，所述標定用碼安置在標碼傳感器上，所述標碼傳感器的信號 輸出端接計量顯示電路的第二信號輸入端。
2.根據權利要求1所述的變傾角機架傳送帶秤，其特征在于所述標定用碼為柱狀，且 所述標定用碼以幾何中心線垂直于輸送方向的方式水平安置在標碼傳感器上。
3.根據權利要求1或2所述的變傾角機架傳送帶秤，其特征在于所述標碼單元中標 碼傳感器的底座面安置于與輸送機架相連的底板上，所述標定用碼以幾何中心線垂直于輸 送方向的方式水平安置在固連于標碼傳感器承載面上的標碼座上，所述標碼座的兩端具有 支撐標定用碼的叉形支架。
4.根據權利要求3所述的變傾角機架傳送帶秤，其特征在于所述標定用碼上制有與 叉形支架相配的周向凹槽。
5.根據權利要求4所述的變傾角機架傳送帶秤，其特征在于所述標碼座一側裝有鉸 支在底板上的撥叉軸，所述撥叉軸上設有伸向標定用碼下的撥叉以及撥叉驅動臂，所述驅 動臂的外伸端通過腰形槽與電機帶動的偏心輪成動配合，構成標碼起降機構。
6.根據權利要求5所述的變傾角機架傳送帶秤，其特征在于所述計量顯示電路主要 由按序串接的放大電路、模數轉換電路、中央處理器CPU以及顯示電路構成。
專利摘要本實用新型涉及一種變傾角機架傳送帶秤，同時還涉及相應的稱重方法，屬于輸送計量技術領域。該傳送帶秤包括支撐在輸送機架上的回環(huán)輸送帶，輸送機架上間隔分布含有稱重傳感器的稱重單元；稱重傳感器的信號輸出端接計量顯示電路的第一信號輸入端，輸送機架上還裝有標碼單元，標碼單元由標碼傳感器和固定重量的標定用碼構成，標定用碼安置在標碼傳感器上，標碼傳感器的信號輸出端接計量顯示電路的第二信號輸入端；計量顯示電路含有存儲裝置、比率裝置、求果裝置。采用本實用新型后，只要知道了標定用碼的重量變化比率，即可十分方便地精確求得物料的實際重量。
文檔編號G01G11/00GK201885784SQ20102063110
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權日2010年11月29日
發(fā)明者袁延強 申請人:南京三埃工控股份有限公司