飛機貨艙重量稱量、重心計算的方法及裝置的製作方法

2023-12-10 00:26:51

專利名稱：飛機貨艙重量稱量、重心計算的方法及裝置的製作方法
飛機貨艙重量稱量、重心計算的方法及裝置技術領域
本發明屬於飛機稱重的技術領域，具體涉及一種飛機貨艙重量稱量、重心計算的方法及裝置。
背景技術：
目前，國內飛機貨艙重量的稱量採用將貨艙貨物在上飛機前進行單獨稱量的方式，測量繁瑣，不具有實時性，數位化程度低，錯裝貨物不易發現。飛機貨艙所載貨的重心規劃採用地面地秤稱量後按規劃好的貨物存放位置固定放置，地面稱量及空投過程均不具有實時性，存在人為因數造成誤裝的風險。發明內容
本發明的發明目的實時稱量、計算飛機貨艙的重量、重心，連續反饋飛機貨艙的重量、重心變化。
本發明採用如下的技術方案實現飛機貨艙重量稱量、重心計算的方法，其特徵在於安裝於飛機貨艙甲板上的若干稱重模塊在地面狀態下稱量的重量取和，經姿態修正(姿態傳感器和稱重模塊安裝於貨艙甲板平面上，姿態傳感器測出的角度和稱重模塊測出的重量值進行角度校正計算得到真實的貨物重量)後得到飛機的貨艙載貨總重量；每個稱重模塊所稱貨物的重量乘以每個稱重模塊相對於飛機基準點的距離所得的乘積之和與貨艙載貨總重量的比為飛機貨艙所載貨物的重心；若干稱重模塊在裝貨過程中識別每件貨物的重量、位置，建立資料庫，貨物空投後，由稱重模塊依據資料庫確定所投貨物的重量、位置，實時計算變化後新的重量和重心。
實施上述的飛機貨艙重量稱量、重心計算的方法的裝置，包括稱重平衡計算機、校準存儲模塊、稱重模塊、姿態傳感器，稱重模塊和姿態傳感器布置於貨艙的甲板導軌上，稱重模塊以及姿態傳感器的數據輸出端與稱重平衡計算機連接，稱重平衡計算機與校準存儲模塊進行連接。
本發明的另一優選方案稱量模塊包括導軌轉接機構、數字式剪切梁稱重傳感器、 帶滾棒的支架，數字式剪切梁稱重傳感器的固定端和導軌轉接機構固連在一起，數字式剪切梁稱重傳感器的承重端和帶滾棒的支架固連在一起，數字式剪切梁稱重傳感器的承重端與導軌轉接機構之間留有間隙，導軌轉接機構可拆卸式固定在貨艙甲板導軌上。
本發明的另一優選方案帶滾棒的支架包括支架、兩個減震墊、兩個承重輥子，承重輥子連接在支架兩端，承重輥子和支架中間隔著減震墊，承重輥子包括輥子支架、輥子以及軸，軸穿在輥子中、架在輥子支架上，輥子最高點高度高於支架上表面。
本發明的另一優選方案導軌轉接機構的下部有兩個圓柱突起，用於稱量模塊在貨艙甲板導軌上的定位，導軌轉接機構通過快卸器固定在貨艙甲板導軌上，所述的快卸器， 是一種快速固定卸下裝置，快卸器類似大頭螺釘，頭部兩邊銑扁，頭部進入貨艙甲板導軌後，扭轉90度，頭部的寬邊即卡在導軌上。
本發明的另一優選方案輥子的兩端分別嵌壓有衝壓外圈滾針軸承，軸穿在輥子中和衝壓外圈滾針軸承接觸，軸的兩端通過軸套架在輥子支架上，外端用小墊圈、軸用彈性擋圈鎖定位置。
本發明的另一優選方案輥子最高點高度比支架上表面高出3毫米。
本發明若干稱重模塊採集的重量數據、姿態傳感器採集的角度數據輸入稱重平衡計算機和校準存儲模塊，稱重平衡計算機與校準存儲模塊進行數據交換。稱重平衡計算機中包含有飛機貨艙在各種狀態下重量、重心的解算、修正算法，稱重平衡計算機進行重量重心計算修正，並識別每件貨物的重量和位置，建立資料庫，資料庫和稱量計算後的貨艙重量重心數據定期存入校準存儲模塊，校準存儲模塊存儲的數據不會因為系統掉電而丟失。
本發明具有的有益效果本發明替代了目前採用的人工地秤測量計算的方法，避免了人為誤差，且僅能在地面上稱量，空中的貨物投放只能依靠原始數據圖表進行判斷，本發明採用數字式測量、計算、控制、修正形式，空中地面均可實時自動化測量，測量精度高， 數據具有可追溯性，填補了國內空白。


圖I為本發明各組成部件及相互交聯關係示意2為稱重|旲塊結構7]^意圖；圖3為圖2的側視圖；圖4為稱重模塊的帶滾棒的支架結構示意圖；圖5為稱重模塊的承重輥子結構示意圖；圖6為飛機貨艙重心的計算示意中1_稱重平衡計算機，2-校準存儲模塊，3-稱量模塊，4-姿態傳感器，5-貨艙甲板導軌，6-導軌轉接機構，7-快卸器，8-數字式剪切梁稱重傳感器，9-帶棍棒的支架，10-連接螺，11-支架，12-減震墊，13-承重輥子，14-輥子支架，15-軸，16-衝壓外圈滾針軸承， 17-輥子，18-軸套，19-小墊圈，20-軸用彈性擋圈。
具體實施方式
結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步說明。
飛機貨艙重量稱量、重心計算的裝置，包括稱重平衡計算機、校準存儲模塊、稱重模塊、姿態傳感器，稱重模塊和姿態傳感器布置於貨艙的甲板導軌上，稱重模塊以及姿態傳感器的數據輸出端與稱重平衡計算機連接，稱重平衡計算機與校準存儲模塊進行連接，實現數據交換。稱重模塊在飛機貨艙中的布置，稱重模塊的數量依據貨艙甲板導軌的長度和數量以及載貨貨櫃板的大小確定。
稱量模塊包括導軌轉接機構6、數字式剪切梁稱重傳感器8、帶滾棒的支架9，數字式剪切梁稱重傳感器8的固定端和導軌轉接機構6固連在一起，數字式剪切梁稱重傳感器 8的承重端和帶滾棒的支架9固連在一起，數字式剪切梁稱重傳感器8的承重端與導軌轉接機構6之間留有間隙，導軌轉接機構6可拆卸式固定在貨艙甲板導軌5上。帶滾棒的支架9包括支架11、兩個減震墊12、兩個承重輥子13，承重輥子13連接在支架11兩端，承重輥子13和支架11中間隔著減震墊12，承重輥子包括輥子支架、輥子17以及軸15，軸15穿在輥子17中、架在輥子支架14上，輥子17最高點高度高於支架11上表面。導軌轉接機構6的下部有兩個圓柱突起，用於稱量模塊在貨艙甲板導軌5上的定位，導軌轉接機構6通過快卸器7固定在貨艙甲板導軌5上，所述的快卸器，是一種快速固定卸下裝置，快卸器類似大頭螺釘，頭部兩邊銑扁，頭部進入貨艙甲板導軌後，扭轉90度，頭部的寬邊即卡在導軌上，輥子17的兩端分別嵌壓有衝壓外圈滾針軸承16，軸15穿在輥子17中和衝壓外圈滾針軸承16接觸，軸15的兩端通過軸套18架在輥子支架14上，外端用小墊圈19、軸用彈性擋圈20鎖定位置。輥子17最高點高度比支架11上表面高出3毫米。
所述的數字式剪切梁稱重傳感器的量程為lOOOKg，輸出的信號為數字重量信號， 數位訊號格式為CAN總線數據，通訊速度125Kbit/s，傳感器體為不鏽鋼材質，整體防護等級IP67，滿載100萬內碼，12V供電。
所述的導軌轉接機構下部用於稱量模塊在貨艙甲板導軌上定位的兩個圓柱突起， 兩個圓柱的距離和圓柱的直徑和貨艙甲板導軌4上的要求相一致。
所述的帶滾棒的支架的最高點為承重輥子上的輥子，高度比其他部分高出3毫米，貨物移動時從輥子上滾動通過，當有重量時減震墊會受壓壓縮，帶動承重輥子整體下移位置，並吸收震動帶來的衝擊。減震墊的材料為順丁橡膠，硬度為邵氏HA60。
稱量模塊沒有受力時處於自然狀態，重量輸出為0，當其上有貨櫃(板)時，貨櫃(板)的重量通過輥子加在承重輥子上，經減震墊吸收震動後重量通過帶滾棒的支架傳遞到數字式剪切梁稱重傳感器的受力端，數字式剪切梁稱重傳感器受力後產生應變，經檢測計算校正後轉換為標準重量信號輸出。
飛機貨艙重量稱量、重心計算的方法，稱重平衡計算機中包含有飛機貨艙在各種狀態下重量、重心的解算、修正算法。稱重模塊採集的重量數據、姿態傳感器採集的角度數據輸入稱重平衡計算機和校準存儲模塊。若干稱重模塊在地面狀態下稱量的重量取和，經姿態修正後得到飛機的貨艙載貨總重量；每個稱重模塊所稱貨物的重量乘以每個稱重模塊相對於飛機基準點的位置所得乘積之和與貨艙載貨總重量的比為飛機貨艙所載貨物的重心；若干稱重模塊在裝貨過程中識別每件貨物的重量、位置，建立資料庫，貨物空投後，由稱重模塊依據資料庫確定所投貨物的重量、位置，實時計算變化後新的重量和重心。
飛機貨艙載重重心的算法，如圖6所示重心V[(V mPq)yq]1 i 9式中i為貨艙傳感器的布置行數；j為貨艙傳感器的布置列數；川M SpRq列稱重模塊測得的重量；Xp為P行稱重模塊到基準點的X軸向距離；為q列稱重模塊到基準點的I軸向距離； m為所有稱重模塊測得的重量的累加和；Xe為X軸向重心位置；.Vc為y軸向重心位置。
權利要求
1.一種飛機貨艙重量稱量、重心計算的方法，其特徵在於安裝於飛機貨艙甲板上的若干稱重模塊在地面狀態下稱量的重量取和，經姿態修正後得到飛機的貨艙載貨總重量； 每個稱重模塊所稱貨物的重量乘以每個稱重模塊相對於飛機基準點的距離所得的乘積之和與貨艙載貨總重量的比為飛機貨艙所載貨物的重心；若干稱重模塊在裝貨過程中識別每件貨物的重量、位置，建立資料庫，貨物空投後，由稱重模塊依據資料庫確定所投貨物的重量、位置，實時計算變化後新的重量和重心。
2.一種實施如權利要求I所述的飛機貨艙重量稱量、重心計算的方法的裝置，其特徵在於包括稱重平衡計算機、校準存儲模塊、稱重模塊、姿態傳感器，稱重模塊和姿態傳感器布置於貨艙的甲板導軌上，稱重模塊以及姿態傳感器的數據輸出端與稱重平衡計算機連接，稱重平衡計算機與校準存儲模塊進行數據交換。
3.根據權利要求2所述的飛機貨艙重量稱量、重心計算的裝置，其特徵在於稱量模塊包括導軌轉接機構(6)、數字式剪切梁稱重傳感器(8)、帶滾棒的支架(9)，數字式剪切梁稱重傳感器(8)的固定端和導軌轉接機構(6)固連在一起，數字式剪切梁稱重傳感器(8)的承重端和帶滾棒的支架(9)固連在一起，數字式剪切梁稱重傳感器(8)的承重端與導軌轉接機構(6)之間留有間隙，導軌轉接機構(6)可拆卸式固定在貨艙甲板導軌(5)上。
4.根據權利要求3所述的飛機貨艙重量稱量、重心計算的裝置，其特徵在於帶滾棒的支架(9)包括支架(11)、兩個減震墊(12)、兩個承重輥子(13)，承重輥子(13)連接在支架(11)兩端，承重輥子(13)和支架(11)中間隔著減震墊(12)，承重輥子包括輥子支架、輥子(17)以及軸(15)，軸(15)穿在輥子(17)中、架在輥子支架(14)上，輥子(17)最高點高度高於支架(11)上表面。
5.根據權利要求3或4所述的飛機貨艙重量稱量、重心計算的裝置，其特徵在於導軌轉接機構(6)的下部有兩個圓柱突起，用於稱量模塊在貨艙甲板導軌(5)上的定位，導軌轉接機構(6)通過快卸器(7)固定在貨艙甲板導軌(5)上。
6.根據權利要求5所述的飛機貨艙重量稱量、重心計算的裝置，其特徵在於輥子(17) 的兩端分別嵌壓有衝壓外圈滾針軸承(16)，軸(15)穿在輥子(17)中和衝壓外圈滾針軸承 (16)接觸，軸(15)的兩端通過軸套(18)架在輥子支架(14)上，外端用小墊圈(19)、軸用彈性擋圈(20)鎖定位置。
7.根據權利要求6所述的飛機貨艙重量稱量、重心計算的裝置，其特徵在於輥子(17) 最高點高度比支架(11)上表面高出3毫米。
全文摘要
本發明屬於飛機稱重的技術領域，具體是一種飛機貨艙重量稱量、重心計算的方法及裝置，發明目的實時稱量、計算飛機貨艙的重量、重心，連續反饋飛機貨艙的重量、重心變化。方法稱重模塊在地面狀態下稱量的重量取和，經姿態修正後得到飛機的貨艙載貨總重量；計算重心；建立資料庫，貨物空投後，由稱重模塊依據資料庫確定所投貨物的重量、位置，實時計算變化後新的重量和重心。裝置，包括稱重平衡計算機、校準存儲模塊、稱重模塊、姿態傳感器，稱重模塊以及姿態傳感器與稱重平衡計算機連接，稱重平衡計算機與校準存儲模塊連接。本發明的有益效果採用數字式測量、計算、控制、修正形式，空中地面均可實時自動化測量，測量精度高，數據具有可追溯性。
文檔編號G01M1/12GK102538917SQ20111044694
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者姚敏強, 宣曉剛, 李有亮, 王紅, 賈豔霞, 高玉懷 申請人:太原航空儀表有限公司