CN113295256B - 一种吊钩秤消抖方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吊钩秤消抖方法，包括：响应于吊钩秤上悬挂待测物，采集拉力跟随时间变化的第一函数关系图和并同步采集三轴陀螺仪及三轴加速度计检测到的高度跟随时间变化的第二函数关系图；根据第一函数关系图或第二函数关系图获得待测物的抖动周期；根据抖动周期，获得待测物的摆长；选取第一函数关系图或第二函数关系图中的第一时间点和第二时间点；根据第一函数关系图，获得第一时间点和第二时间点在第一函数关系图中的拉力差；根据第二函数关系图，获得第一时间点和第二时间点在第二函数关系图中的高度差；根据摆长、拉力差以及高度差，获得待测物重量。根据待测物重量，对吊钩秤的示数进行修正。可以消除待测物抖动影响测量结果。

Description

一种吊钩秤消抖方法

技术领域

本发明涉及吊秤领域，特别是涉及一种吊钩秤消抖方法。

背景技术

吊钩秤，也称吊秤、吊磅、挂秤、钩秤等等，是使物体处于悬挂状态进行其质量(重量)计量的衡器。吊钩秤通过电葫芦一类的起重设备可以将物件吊起从而进行重量测量。相对于普通秤来说，吊钩秤对大重量物件的称量具有极大的优势。

在吊钩秤的使用过程中，会因为操作不当或者外界环境影响导致抖动，当待测的物件发生抖动时吊钩秤不仅会出现测量不准的情况，而且测量的示数会跟随抖动产生变化，无法正常读数。现有技术可以通过测量待测的物件抖动到最高点的拉力和最低点的拉力，然后根据最高点拉力和最低点拉力计算获得待测的物件重量，从而消除抖动的影响。但是，现有技术采集最高点拉力时，无法很好的确定待测的物件是否恰好达到最高点，所以采集到的最高点拉力不一定是实际的最高点拉力，最后会导致获得的待测的物件重量与实际重量产生偏差。

发明内容

有鉴于现有技术的上述的一部分缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种吊钩秤消抖方法，旨在消除待测物件抖动对吊钩秤测量产生的影响，保证测量结果精确。

因此，本发明提供了一种吊钩秤消抖方法，所述方法包括：

响应于吊钩秤上悬挂待测物，采集拉力跟随时间变化的第一函数关系图并同步采集三轴陀螺仪及三轴加速度计检测到的高度跟随时间变化的第二函数关系图；其中，所述三轴陀螺仪和所述三轴加速度计设置于所述吊钩秤的吊钩上；

根据所述第一函数关系图或所述第二函数关系图获得所述待测物的抖动周期；

根据所述抖动周期，获得所述待测物的摆长；

选取所述第一函数关系图或所述第二函数关系图中的第一时间点和第二时间点；其中，所述第一时间点和第二时间点为所述第一函数关系图或所述第二函数关系图中相邻的波峰与波谷之间任意不同的两点；

根据所述第一函数关系图，获得所述第一时间点和所述第二时间点在所述第一函数关系图中的拉力差；根据所述第二函数关系图，获得所述第一时间点和所述第二时间点在第二函数关系图中的高度差；

根据所述摆长、所述拉力差以及所述高度差，获得所述待测物重量，所述待测物重量、所述摆长、所述拉力差以及所述高度差满足

其中，G为所述待测物重量，L为所述摆长，ΔF为所述拉力差，Δh为所述高度差；

根据所述待测物重量，对所述吊钩秤的示数进行修正。

可选的，所述采集拉力跟随时间变化的第一函数关系图并同步采集三轴陀螺仪及三轴加速度计检测到的高度跟随时间变化的第二函数关系图，包括：

采用预设的时间间隔持续采集拉力跟随时间变化的第一函数关系图并同步采集三轴陀螺仪及三轴加速度计检测到的高度跟随时间变化的第二函数关系图。

可选的，所述根据所述第一函数关系图或所述第二函数关系图获得所述待测物的抖动周期，包括：

将所述第一函数关系图或者所述第二函数关系图中相邻的三个波峰或者波谷所经过的时间确定为所述抖动周期。

可选的，所述根据所述抖动周期，获得所述待测物的摆长，包括：

根据

获得所述待测物的摆长；其中，L为所述摆长，T为所述抖动周期，g为重力加速度。

可选的，所述根据所述待测物重量，对所述吊钩秤的示数进行修正，包括：

将获得的所述待测物重量对所述吊钩秤的示数进行取代，以使所述示数为所述待测物重量。

可选的，所述待测物的抖动角度小于或等于10°；其中，所述抖动角度为所述吊钩秤的所述吊钩与垂直地面方向的夹角。

可选的，所述方法还包括：

将所述第一函数关系图、第二函数关系图以及所述待测物重量上传至云端服务器。

本发明的有益效果：1、本发明通过采集拉力跟随时间变化的第一函数关系图并同步采集三轴陀螺仪及三轴加速度计检测到的高度跟随时间变化的第二函数关系图；根据第一函数关系图或第二函数关系图获得待测物的抖动周期；根据抖动周期，获得待测物的摆长；选取第一函数关系图或第二函数关系图中的第一时间点和第二时间点；根据第一函数关系图，获得第一时间点和第二时间点在第一函数关系图中的拉力差；根据第二函数关系图，获得第一时间点和第二时间点在第二函数关系图中的高度差；根据摆长、拉力差以及高度差，获得待测物重量。本发明相对于现有技术，无须采集最高点和最低点的拉力，从而避免现有技术采集最高点拉力不准确的问题，进而避免因为最高点拉力不准确带来的计算待测物重量也不准确的问题；本发明可以采集第一函数关系图或第二函数关系图中相邻的波峰与波谷之间任意不同的两个时间点，再获得这两个时间点的高度差和拉力差，进而获得待测物重量。本发明比起现有技术测量获得待测物重量的结果更加精准。2、本发明可以根据抖动周期，获得待测物的摆长。可以无需对摆长进行实际测量，简单快捷。3、本发明将第一函数关系图、第二函数关系图以及待测物重量上传至云端服务器。可以通过云端服务器对这些数据进行分析，找出重量与抖动的关系，方便以后对吊钩秤的消抖处理。综上，本发明通过采集拉力跟随时间变化的第一函数关系图并同步采集三轴陀螺仪及三轴加速度计检测到的高度跟随时间变化的第二函数关系图；并且通过第一函数关系图或第二函数关系图获得待测物摆长；获得任意两个时间点在第一函数关系图的拉力差和在第二函数关系图的高度差，通过摆长、拉力差以及高度差获得待测物重量；本发明可以有效消除待测物抖动对吊钩秤测量产生的影响，保证测量结果精确。

附图说明

图1是本发明一具体实施例提供的一种吊钩秤消抖方法的流程示意图；

图2是本发明一具体实施例提供的待测物在第一时间点和第二时间点的位置示意图；

图3是本发明一具体实施例提供的第一函数关系示意图；

图4是本发明一具体实施例提供的第二函数关系示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种吊钩秤消抖方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进技术细节实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

经申请人研究发现：吊钩秤在使用过程中，会因为操作不当或者外界因素会使待测物件产生抖动。抖动时，待测物件会产生向心力，因此无法达到静止时吊钩拉力与待测物件重量(重力)相等的情况，从而导致吊钩秤的测量结构不准确。因为无法保证测量的最高点拉力是实际最高点拉力，所以现有技术通过最高点拉力和最低点拉力计算待测物件重量的方法不够准确。

因此，本发明实施例提供了一种吊钩秤消抖方法，如图1所示，该方法包括：

步骤S101：响应于吊钩秤上悬挂待测物，采集拉力跟随时间变化的第一函数关系图并同步采集三轴陀螺仪及三轴加速度计检测到的高度跟随时间变化的第二函数关系图。

其中，三轴陀螺仪和三轴加速度计设置于吊钩秤的吊钩上。

需要说明的是，第一函数关系图和第二函数图上各个时间点是同步采集的，即，各个时间点互相对应。如，第一函数关系图的第一时间点和第二函数关系图的第一时间点是现实中的同一时间点，在第一时间点采集的拉力和高度是对应的。

可选的，采集拉力跟随时间变化的第一函数关系图并同步采集三轴陀螺仪及三轴加速度计检测到的高度跟随时间变化的第二函数关系图，包括：

采用预设的时间间隔持续采集拉力跟随时间变化的第一函数关系图并同步采集三轴陀螺仪及三轴加速度计检测到的高度跟随时间变化的第二函数关系图。

将间隔采集到的数据如(时间点，拉力)，(时间点，高度)拟合成函数关系图，这样间隔采集易于实现，而且方便简单。第一函数关系图和第二函数关系图可以如图3和图4所示。

步骤S102:根据第一函数关系图或第二函数关系图获得待测物的抖动周期。

需要说明的是，虽然抖动会逐渐趋于稳定，但是抖动的周期不会产生变化。可以从第一函数关系图或者第二函数关系图获得待测物的抖动周期。

可选的，根据第一函数关系图或第二函数关系图获得待测物的抖动周期，包括：

将第一函数关系图或第二函数关系图中相邻的三个波峰或者波谷所经过的时间确定为抖动周期。

需要说明的是，在第一函数关系图中，一个周期中拉力变化为：小→大→小→大→小或者大→小→大→小→大；在第二函数关系图中，一个周期中高度变化为：低→高→低→高→低或者高→低→高→低。因此，将第一函数关系图或第二函数关系图中相邻的三个波峰或者波谷所经过的时间确定为抖动周期。

步骤S103：根据抖动周期，获得待测物的摆长。

可选的，根据抖动周期，获得待测物的摆长，包括：

根据

获得待测物的摆长；其中，L为摆长，T为抖动周期，g为重力加速度。

需要说明的是，抖动可以看作为一个简单的单摆，所以摆长和周期具有一定关系，可以通过周期来求解摆长。

步骤S104：选取第一函数关系图或第二函数关系图中的第一时间点和第二时间点。

其中，第一时间点和第二时间点为第一函数关系图或第二函数关系图中相邻的波峰与波谷之间任意不同的两点。

需要说明的是，第一时间点和第二时间点为四分之一抖动周期内的两点，可以保证其总的能量最为接近。从而减少测量误差。

步骤S105：根据第一函数关系图，获得第一时间点和第二时间点在第一函数关系图中的拉力差；根据第二函数关系图，获得第一时间点和第二时间点在第二函数关系图中的高度差。

可选的，将第一时间点和第二时间点代入第一函数关系图，获得第一拉力和第二拉力，根据第一拉力和第二拉力获得拉力差。

可选的，将第一时间点和第二时间点代入第二函数关系图，获得第一高度和第二高度，根据第一高度和第二高度获得高度差。

步骤S106：根据摆长、拉力差以及高度差，获得待测物重量。待测物重量、摆长、拉力差以及高度差满足

其中，G为待测物重量，L为摆长，ΔF为拉力差，Δh为高度差。

可选的，在一具体实施例中，如图2所示，图2中201表示待测物，

的获得，如下：

根据在第一时间点和第二时间点的待测物能量守恒，获得

根据待测物的向心力公式，获得待测物在第一时间点向心力

和第二时间的相向力

如图2所示，Δh＝h₂-h₁＝L(cosθ₂-cosθ₁)；

根据

Δh＝h₂-h₁＝L(cosθ₂-cosθ₁)以及G＝mg，获得

其中，G为待测物重量，L为摆长，ΔF为拉力差，Δh为高度差，v₁为待测物在第一时间点的速度，v₂为待测物在第二时间点的速度，h₁为待测物在第一时间点与吊钩秤固定点的距离，可以通过第二函数关系图获得，h₂为待测物在第二时间点与吊钩秤固定点的距离，可以通过第二函数关系图获得，m为待测物的质量，g为重力加速度，θ₁为第一时间点吊钩与垂直地面方向的夹角，θ₂为第二时间点吊钩与垂直地面方向的夹角。

需要说明的是，图2中把物体的重心画在了与吊钩秤连接处，使摆长和吊钩秤的吊钩长度一致。图2仅仅只是为了方便说明采取这样画法，实际中摆长很少与吊钩长度一致，图2仅作为说明，不对本发明进行任何限定。

步骤S107：根据待测物重量，对吊钩秤的示数进行修正。

可选的，根据待测物重量，对吊钩秤的示数进行修正，包括：

将获得的待测物重量对吊钩秤的示数进行取代，以使示数为待测物重量。

可选的，待测物的抖动角度小于或等于10°；其中，抖动角度为吊钩秤的吊钩与垂直地面方向的夹角。

需要说明的是，如果抖动幅度过大会导致本发明实施例的测量精度下降。

可选的，方法还包括：

将第一函数关系图、第二函数关系图以及待测物重量上传至云端服务器。

需要说明的是，本发明实施例将第一函数关系图、第二函数关系图以及待测物重量上传至云端服务器。可以通过云端服务器对这些数据进行分析，找出重量与抖动的关系，方便以后对吊钩秤的消抖处理。

本发明实施例通过采集拉力跟随时间变化的第一函数关系图并同步采集三轴陀螺仪及三轴加速度计检测到的高度跟随时间变化的第二函数关系图；根据第一函数关系图或第二函数关系图获得待测物的抖动周期；根据抖动周期，获得待测物的摆长；选取第一函数关系图或第二函数关系图中的第一时间点和第二时间点；根据第一函数关系图，获得第一时间点和第二时间点在第一函数关系图中的拉力差；根据第二函数关系图，获得第一时间点和第二时间点在第二函数关系图中的高度差；根据摆长、拉力差以及高度差，获得待测物重量。本发明实施例相对于现有技术，无须采集最高点和最低点的拉力，从而避免现有技术采集最高点拉力不准确的问题，进而避免因为最高点拉力不准确带来的计算待测物重量也不准确的问题；本发明实施例可以采集第一函数关系图或第二函数关系图中相邻的波峰与波谷之间任意不同的两个时间点，再获得这两个时间点的高度差和拉力差，进而获得待测物重量。本发明实施例比起现有技术测量获得待测物重量的结果更加精准。本发明实施例可以根据抖动周期，获得待测物的摆长。可以无需对摆长进行实际测量，简单快捷。本发明实施例将第一函数关系图、第二函数关系图以及待测物重量上传至云端服务器。可以通过云端服务器对这些数据进行分析，找出重量与抖动的关系，方便以后对吊钩秤的消抖处理。综上，本发明实施例通过采集拉力跟随时间变化的第一函数关系图并同步采集三轴陀螺仪及三轴加速度计检测到的高度跟随时间变化的第二函数关系图；并且通过第一函数关系图或第二函数关系图获得待测物摆长；获得任意两个时间点在第一函数关系图的拉力差和在第二函数关系图的高度差，通过摆长、拉力差以及高度差获得待测物重量；本发明实施例可以有效消除待测物抖动对吊钩秤测量产生的影响，保证测量结果精确。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种吊钩秤消抖方法，其特征在于，所述方法包括：

响应于吊钩秤上悬挂待测物，采集拉力跟随时间变化的第一函数关系图并同步采集三轴陀螺仪及三轴加速度计检测到的高度跟随时间变化的第二函数关系图；其中，所述三轴陀螺仪和所述三轴加速度计设置于所述吊钩秤的吊钩上；

根据所述第一函数关系图或所述第二函数关系图获得所述待测物的抖动周期；

根据所述抖动周期，获得所述待测物的摆长；

选取所述第一函数关系图或所述第二函数关系图中的第一时间点和第二时间点；其中，所述第一时间点和所述第二时间点为所述第一函数关系图或所述第二函数关系图中相邻的波峰与波谷之间任意不同的两点；

根据所述第一函数关系图，获得所述第一时间点和所述第二时间点在所述第一函数关系图中的拉力差；根据所述第二函数关系图，获得所述第一时间点和所述第二时间点在第二函数关系图中的高度差；

根据所述摆长、所述拉力差以及所述高度差，获得所述待测物重量，所述待测物重量、所述摆长、所述拉力差以及所述高度差满足

其中，G为所述待测物重量，L为所述摆长，ΔF为所述拉力差，Δh为所述高度差；

根据所述待测物重量，对所述吊钩秤的示数进行修正；

所述根据所述抖动周期，获得所述待测物的摆长，包括：

根据

获得所述待测物的摆长；其中，L为所述摆长，T为所述抖动周期，g为重力加速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集拉力跟随时间变化的第一函数关系图并同步采集三轴陀螺仪及三轴加速度计检测到的高度跟随时间变化的第二函数关系图，包括：

采用预设的时间间隔持续采集拉力跟随时间变化的第一函数关系图并同步采集三轴陀螺仪及三轴加速度计检测到的高度跟随时间变化的第二函数关系图。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一函数关系图或所述第二函数关系图获得所述待测物的抖动周期，包括：

将所述第一函数关系图或所述第二函数关系图中相邻的三个波峰或者波谷所经过的时间确定为所述抖动周期。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测物重量，对所述吊钩秤的示数进行修正，包括：

将获得的所述待测物重量对所述吊钩秤的示数进行取代，以使所述示数为所述待测物重量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测物的抖动角度小于或等于10°；其中，所述抖动角度为所述吊钩秤的所述吊钩与垂直地面方向的夹角。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述第一函数关系图、第二函数关系图以及所述待测物重量上传至云端服务器。

Images