一种自动化静重式力标准机的制作方法

1.本发明涉及力标准机技术领域，具体涉及一种自动化静重式力标准机。


背景技术：

2.力标准机是以砝码的重力作为标准负荷，通过适当的机械结构和合理的控制程序把砝码有序平稳的施加到被校仪器上的一种测力机。
3.现有的静重式力标准机在使用时，没有对砝码的位置进行实时监测和调整提示，导致位置不标准的砝码影响力标准机的运行结果。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种自动化静重式力标准机，解决以下技术问题：如何解决现有方案中没有对砝码的位置进行监测和调整提示，导致力标准机的运行效果不佳的技术问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种自动化静重式力标准机，包括力标准机本体，力标准机本体包含定位模块、监测模块和控制模块，定位模块根据预设的坐标系对各个砝码本体的位置进行定位，得到砝码位置集；监测模块根据砝码位置集对砝码本体进行监测，得到包含监测值和监测结果的砝码监测集；控制模块根据砝码监测集对砝码本体的运行进行调控。
7.进一步地，力标准机本体还包含提示模块和存储模块，提示模块用于对砝码的运行进行提示；存储模块用于对力标准机本体运行时的各项数据进行存储。
8.进一步地，将若干个托盘与吊挂的连接点标记为坐标原点，将若干个坐标原点从上往下标记为zyi，i＝1,2,3...n；将吊挂的竖直方向设定为y轴方向，将吊挂的水平方向设定为x轴方向，根据预设的坐标间距得到若干个竖直排列的坐标系；砝码本体的中间设置有圆槽，在水平方向获取圆槽左右侧的中点，并将左中点的坐标标记为(xz,yz),将右中点的坐标标记为(xy,yy)；将若干个砝码本体的左中点坐标和右中点坐标分类组合，得到砝码位置集；其中，左中点坐标和右中点坐标用于获取砝码本体与吊挂和托盘之间的距离。
9.进一步地，对砝码本体进行监测的具体步骤包括：将若干个砝码本体从上往下标记为fmi；获取各个砝码本体对应的厚度和半径，将砝码本体的厚度标记为fhi；将砝码本体的半径标记为fbi；将圆槽左中点和右中点与吊挂之间的距离标记为j1和j2；将圆槽左中点和右中点与托盘之间的距离均标记为j3；其中，圆槽左中点和右中点与托盘之间的距离均相同；
10.获取若干个砝码本体对应的类型，将砝码类型与预设的砝码关联表进行匹配获取对应的砝码关联值并标记为fgi；对标记的各项数据进行归一化处理并取值，利用公式计算获取各个砝码本体的监测值；将监测值与预设的监测范围进行匹配，得到监测结果；将标记的各项数据与监测值和监测结果分类组合，得到砝码监测集。
11.进一步地，监测值的计算公式为：
12.jc＝fgi
×
[a1
×
(j1
‑
b1)+a2
×
(j2
‑
b1)+a3
×
(j3
‑
b2)+0.233]
[0013]
其中，a1、a2和a3表示为不同的比例系数，b1表示为圆槽左中点和右中点与吊挂1之间的标准距离，b2表示为圆槽左中点和右中点与托盘2之间的标准距离。
[0014]
进一步地，监测值与预设的监测范围进行匹配的具体步骤包括：若监测值属于监测范围，则生成第一匹配信号；若监测值不属于监测范围，则生成第二匹配信号；其中，当监测值不大于监测范围的最小值时，判定砝码本体中心的位置发生偏移，并生成第一调控指令；当监测值不小于监测范围的最大值时，判定砝码本体与托盘之间的距离不合格，并生成第二调控指令。
[0015]
进一步地，对砝码本体的运行进行调控的具体步骤包括：对砝码监测集进行分析，若砝码监测集中包含第一调控指令，根据第一调控指令通过提示模块生成砝码位置调整的提示；若砝码监测集中包含第二调控指令，根据第二调控指令控制托架上下移动调整砝码本体与托盘之间的距离。
[0016]
进一步地，力标准机本体上安装有吊挂和若干个托盘以及若干个砝码本体和托架，若干个托盘固定安装在吊挂上，若干个托架对称分布在力标准机本体内部两侧的位置，若干个砝码本体通过若干个托架安装在力标准机本体内部，若干个托架在力标准机本体内部进行上下移动，实现对砝码本体进行装卸。
[0017]
本发明的有益效果：
[0018]
1、通过定位模块、监测模块和控制模块之间的配合使用，可以对砝码本体的位置进行监测以及提示和调整，可以提高力标准机的运行效果，定位模块根据预设的坐标系对各个砝码本体的位置进行定位，得到砝码位置集，通过对砝码本体的位置进行定位和数据采集，可以为后续砝码本体的分析提供可靠的数据支持；
[0019]
2、监测模块根据砝码位置集对砝码本体进行监测，得到砝码监测集，通过对采集的各项数据进行计算分析，判断砝码的位置是否正常并进行提示，通过调整托架可以在竖直方向对砝码本体的位置进行调整；
[0020]
3、控制模块根据砝码监测集对砝码本体的运行进行调控，使得若干个砝码本体处于正常的位置进行工作，从而达到提高力标准机运行效果的目的。
附图说明
[0021]
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0022]
图1为本发明一种自动化静重式力标准机包含的模块框图。
[0023]
图2为本发明中力标准机本体的剖视示意图。
[0024]
图中：1、吊挂；2、托盘；3、砝码本体；4、托架。
具体实施方式
[0025]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]
请参阅图1
‑
图2，本发明为一种自动化静重式力标准机，包括力标准机本体，该力
标准机本体为静重式，力标准机本体上安装有吊挂1和若干个托盘2以及若干个砝码本体3和托架4，若干个托盘2固定安装在吊挂1上，若干个托架4对称分布在力标准机本体内部两侧的位置，若干个砝码本体3通过若干个托架4安装在力标准机本体的内部，若干个托架4在力标准机的内部进行上下移动，实现对砝码本体3进行装卸；其中，托架4的上下移动基于现有的凸轮机构实现，凸轮机构包含偏心轮，力标准机本体内部安装的电动机用于驱动偏心轮转动，托架4的移动距离取决于偏心轮的偏心量，托架4升降的速度取决于电动机；初始状态时，通过凸轮机构使得托架4处于预设的最高处位置，砝码本体3通过两侧的托架4进行支撑并与托盘2不接触，此时，托盘2与砝码本体3之间有一段初始距离；当需要加砝码本体3时，通过凸轮机构使得托架4向下移动，两侧的托架4带动砝码本体3同时向下移动，直至砝码本体3与托盘2相接触，两侧的托架4继续向下移动，直至处于预设的最低处位置。
[0027]
力标准机本体包含定位模块、监测模块和控制模块以及提示模块和存储模块，提示模块用于对砝码本体3的运行进行提示；存储模块用于对力标准机本体运行时的各项数据进行存储，定位模块根据预设的坐标系对各个砝码本体3的位置进行定位，得到砝码位置集；包括：
[0028]
将若干个托盘2与吊挂1的连接点标记为坐标原点，将若干个坐标原点从上往下标记为zyi，i＝1,2,3...n；将吊挂1的竖直方向设定为y轴方向，将吊挂1的水平方向设定为x轴方向，根据预设的坐标间距得到若干个竖直排列的坐标系；砝码本体3的中间设置有圆槽，在水平方向获取圆槽左右侧的中点，并将左中点的坐标标记为(xz,yz),将右中点的坐标标记为(xy,yy)；将若干个砝码本体3的左中点坐标和右中点坐标分类组合，得到砝码位置集。
[0029]
本实施例中，通过对若干个砝码本体3单独建立坐标系并独立计算和分析，从水平方面和竖直方向来对各个砝码本体3的运行进行分析，当竖直方向砝码本体3的位置出现异常时，可以通过调整托架4的位置来对砝码本体3进行调整，当水平方向砝码本体3的位置出现异常时，可以及时进行预警提示，可以有效提高砝码本体3的运行效果，消除砝码本体3对力标准机运行的影响。
[0030]
监测模块根据砝码位置集对砝码本体3进行监测，得到砝码监测集；包括：将若干个砝码本体3从上往下标记为fmi；获取各个砝码本体3对应的厚度和半径，将砝码本体3厚度标记为fhi；将砝码本体3半径标记为fbi；将圆槽左中点和右中点与吊挂之间的距离标记为j1和j2；将圆槽左中点和右中点与托盘2之间的距离均标记为j3；其中，圆槽左中点和右中点与托盘2之间的距离相同；
[0031]
获取若干个砝码本体3对应的类型，将砝码类型与预设的砝码关联表进行匹配获取对应的砝码关联值并标记为fgi；对标记的各项数据进行归一化处理并取值，利用公式计算获取各个砝码本体3的监测值，监测值的计算公式为：
[0032]
jc＝fgi
×
[a1
×
(j1
‑
b1)+a2
×
(j2
‑
b1)+a3
×
(j3
‑
b2)+0.233]
[0033]
其中，a1、a2和a3表示为不同的比例系数，b1表示为圆槽左中点和右中点与吊挂1之间的标准距离，b2表示为圆槽左中点和右中点与托盘2之间的标准距离；其中，圆槽左中点和右中点与吊挂1之间的标准距离相同，圆槽左中点和右中点与托盘2之间的标准距离相同；
[0034]
本实施例中，通过对不同质量的砝码本体3进行监测和计算，判断砝码本体3的位
置是否正常，其中，不同质量的砝码本体3尺寸不同，比如不同质量砝码本体3的厚度和半径不一致，通过对砝码本体3的各项数据进行联立计算，便于整体分析砝码本体3的位置是否正常；
[0035]
将监测值与预设的监测范围进行匹配，若监测值属于监测范围，则生成第一匹配信号；若监测值不属于监测范围，则生成第二匹配信号；其中，当监测值不大于监测范围的最小值时，判定砝码本体3中心的位置发生偏移，并生成第一调控指令；当监测值不小于监测范围的最大值时，判定砝码本体3与托盘2之间的距离不合格，并生成第二调控指令，将第一匹配信号、第二匹配信号以及第一调控指令和第二调控指令分类组合，得到监测结果；将标记的各项数据与监测值和监测结果分类组合，得到砝码监测集。
[0036]
控制模块根据砝码监测集对砝码本体3的运行进行调控，具体的步骤包括：对砝码监测集进行分析，若砝码监测集中包含第一调控指令，根据第一调控指令通过提示模块生成砝码位置调整的提示；若砝码监测集中包含第二调控指令，根据第二调控指令控制托架4上下移动来调整砝码本体3与托盘2之间的距离；其中，托架4的移动距离越大，越有利于防止吊挂1与砝码本体3之间以及砝码本体3与砝码本体3之间产生挂碰。
[0037]
存储模块包含第一存储单元、第二存储单元和第三存储单元，第一存储单元用于存储第一类信息；第二存储单元用于存储第二类信息；第三存储单元用于存储第三类信息；其中，第一类信息包含力标准机本体正常运行时的各项数据，包括但不限于托架4的移动距离和移动速度、砝码本体3的质量和移动距离、圆槽左中点和右中点与吊挂1之间的距离、圆槽左中点和右中点与托盘2之间的距离；第二类信息包含控制托架4上下移动来调整砝码本体3与托盘2之间距离时的各项数据；第三类信息包含生成砝码本体3位置调整提示时的各项数据。
[0038]
本发明中的公式均是去除量纲取其数值计算，通过采集力标定机本体运行时的大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设比例系数和阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获取。
[0039]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对应本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0040]
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。