基于运动控制的称重装置的制作方法

本发明涉及一种称重装置，尤其是一种基于运动控制的称重装置。

背景技术：

随着数字港口、智慧港口等项目的建设，对集成箱重量的实时测量显得尤其重要。目前港口都是采用龙门吊将集装箱安置于汽车上，再通过轨道衡来测量集装箱的重量，从而再统计相关数据。

这种测量方法却存在以下缺点：

1、轨道衡一般采用荷重传感器时行测量，测量存在一定误差；

2、轨道衡数量有限，在大流量时会形成拥挤堵塞现象；

3、无法实现将数据第一时间上传至服务器。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提出一种基于运动控制的称重装置，直接对集装箱的重量进行测量，并能过无线通信方式发送数据的高精度、智能化称重装置。

本发明所采用的技术方案为：一种基于运动控制的称重装置，包括拉力传感器和控制器；所述的控制器检测拉力传感器的拉力模拟信号，经过处理后，通过无线通信向外发送所测得的重量信息。

进一步的说，本发明所述控制器包括主控单元、测量模块、运动控制检测模块、无线通信模块以及电池供电模块；所述测量模块将拉力信号进行差分放大，经adc转换电路输出至主控单元；主控单元通过i²c总线与测量模块相连；所述运动控制检测模块实时检测称体在三个方向上的加速度值及偏移角度，通过spi总线与主控单元相连；所述电池供电模块对高性能大容量锂电池的输出进行稳压处理，为主控单元提供电力；所述主控单元通过串行通信ttl电平与无线通信模块相连。

再进一步的说，本发明所述拉力传感器为应变式拉力传感器，对所受拉力进行直接测量。

再进一步的说，本发明所述无线通信模块采用433mhz公共频率的通信信道；所述电池供电模块具有电压转换芯片。

再进一步的说，本发明所述主控单元测得称体与y轴的偏角θ及沿y轴的加速度g，同时通过测量模块测得拉力为f，根据公式：得到所吊物体质量。

本发明的有益效果是：

1、本装置性能优异，技术先进，采用本地直接测量物理量的方法解决测量精度的问题；

2、本装置采用高精度测量模块，误差小，实时性好；

3、本装置采用无线通信的方式，数据发布准确、实时；

4、本装置采用电池供电方式，结构简单，可靠性高，使用、维护方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的基于运动控制的称重装置结构组成图；

图2是图1中控制器组成图；

图3是称体受力分析图。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种基于运动控制的称重装置，包括了拉力传感器1和控制器2。控制器2检测拉力传感器1的拉力模拟信号，经过处理后，通过无线通信向外发送所测得的重量信息。

拉力传感器1采用应变式柱形拉力传感器，所安装应变片组成直流电桥，测量所受拉力的大小，输出为应变式电桥的电压信号，具体型号是jlbt-n。

如图2所示，控制器2包括了主控单元21、测量模块22、运动控制检测模块23、无线通信模块24、电池供电模块25。控制器2通过其集成的模拟量测量电路，获取拉力传感器1的拉力信息，并通过无线通信向主设备发送本传感器所测得的拉力大小信息。

主控单元21所采用的cpu核心芯片是美国ti公司的msp430系列单片机，这是一款低功耗系列cpu核心芯，具体型号可采用msp430f149。

电池供电模块25对高性能大容量锂电池的输出进行稳压处理，为主控单元21提供电力。

主控单元21通过i²c总线与测量模块22相连，测量模块22首先将拉力信息进行差分放大，经adc转换电路，再与主控单元21相连。

运动控制检测模块23实时检测称体在三个方向上的加速度值及偏移角度，通过spi总线与主控单元21相连，具体型号是mpu-6000。

主控单元21通过串行通信ttl电平与无线通信模块24相连。

无线通信模块24采用433mhz公共频率的通信信道，具体型号是cc1110，传输距离200m。

电池供电模块25采用美国nxp公司的电压转换芯片，具体型号是tps63031drcr。

如图3所示，主控单元21测得称体与y轴的偏角θ及沿y轴的加速度g，同时通过测量模块测得拉力为f，根据加速度定律得

fcosθ-mg＝mg

根据以上公式，在已知拉力f、偏角θ以及沿y轴的加速度g的情况下，根据g＝9.80665m/s²，代入计算即得到所吊物体质量m。

以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离本发明的实质和范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于运动控制的称重装置，包括拉力传感器和控制器；控制器检测拉力传感器的拉力模拟信号，经过处理后，通过无线通信向外发送所测得的重量信息。本发明采用高精度应变式拉力传感器，运用高精度运动控制芯片，经计算后测量物体重力，结构简单，技术先进，可靠性高，可广泛应用于港口龙门吊对于集装箱重量的测量。

技术研发人员：陆海空
受保护的技术使用者：常州信息职业技术学院
技术研发日：2017.12.29
技术公布日：2018.04.13