JPS6143645B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6143645B2 JPS6143645B2 JP4271481A JP4271481A JPS6143645B2 JP S6143645 B2 JPS6143645 B2 JP S6143645B2 JP 4271481 A JP4271481 A JP 4271481A JP 4271481 A JP4271481 A JP 4271481A JP S6143645 B2 JPS6143645 B2 JP S6143645B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- driving shaft
- diagonal
- weight
- rotation speed
- link mechanism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G9/00—Methods of, or apparatus for, the determination of weight, not provided for in groups G01G1/00 - G01G7/00
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は計重機に関する。
従来のはかり用電子式計重機には自動送錘式ま
たは変位計測式によるものがあつた。しかし、自
動送錘式では応答が遅く、また変位計測式では精
度が劣る欠点があつた。
たは変位計測式によるものがあつた。しかし、自
動送錘式では応答が遅く、また変位計測式では精
度が劣る欠点があつた。
この発明の目的は、高精度に測定でき、かつ応
答の速い計重機を提供することにある。
答の速い計重機を提供することにある。
この発明の大型台ばかりに適用した大荷重測定
を行うことができる。
を行うことができる。
以下、この発明の測定原理を第１図に従い説明
する。
する。
四本の連接棒AB，BC，CD，DAによつて四辺
が形成されたリンク機構において、四隅の節Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄは回り対偶である。連接棒ABとDA，
BCとCDは、それぞれ長さが等しい。回転軸AE
は節Ａと一体形成され、駆動装置２１により回転
する。回転軸AEの回転に伴い上記リンク機構が
回転する。節ＢおよびＤには所定重量Ｍの重り２
０がそれぞれ固定される。節Ｃには測定すべき試
料の荷重Ｗが加えられる。このように構成された
計重機において回転軸AEを回転させると、重り
２０に遠心力Ｆが作用し、節Ｃの位置が上昇す
る。この遠心力の作用を利用して荷重Ｗを測定す
ることができる。そこで、辺BC，CDが対角線
ACと角度θをなしてつりあうとすると、遠心力
Ｆと荷重Ｗの関係は次のように表される。
が形成されたリンク機構において、四隅の節Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄは回り対偶である。連接棒ABとDA，
BCとCDは、それぞれ長さが等しい。回転軸AE
は節Ａと一体形成され、駆動装置２１により回転
する。回転軸AEの回転に伴い上記リンク機構が
回転する。節ＢおよびＤには所定重量Ｍの重り２
０がそれぞれ固定される。節Ｃには測定すべき試
料の荷重Ｗが加えられる。このように構成された
計重機において回転軸AEを回転させると、重り
２０に遠心力Ｆが作用し、節Ｃの位置が上昇す
る。この遠心力の作用を利用して荷重Ｗを測定す
ることができる。そこで、辺BC，CDが対角線
ACと角度θをなしてつりあうとすると、遠心力
Ｆと荷重Ｗの関係は次のように表される。
Ｆ＝Wtanθ …………(1)
また、回転の角速度をωとすると、遠心力Ｆは
次のように表される。
次のように表される。
Ｆ＝Ｍ／ｇ・lsinθ・ω２ …………(2)
ここで、ｌはBCまたはCDの長さであり、ｇは
重力加速度である。したがつて、つりあいの関係
から、(1)式と(2)式によつて下式が得られる。
重力加速度である。したがつて、つりあいの関係
から、(1)式と(2)式によつて下式が得られる。
Ｗ＝Ｍ／ｇ・lcosθ・ω２ ………(3)
この(3)式から、角度θが一定になるよう回転運
動を制御し、角速度ωあるいは回転数を測定すれ
ば荷重Ｗを求めることができる。
動を制御し、角速度ωあるいは回転数を測定すれ
ば荷重Ｗを求めることができる。
次に、この発明の実施例を第２図に基づき説明
する。
する。
原動軸１は、中心より半径方向にｒ離れた連結
点ａ，ｆを設けた連結部３と一体形成され、サー
ボモータ４の回転軸に連結されている。従動軸２
は全体がＵ字形で、先端部に中心より半径方向に
ｒ離れた連結点ｃ，ｄが設けられ、原動軸１と同
心である。また、Ｕ字形の内側の幅は原動軸１の
直径より大きい。従動軸２の下部は軸受５内に収
められている。
点ａ，ｆを設けた連結部３と一体形成され、サー
ボモータ４の回転軸に連結されている。従動軸２
は全体がＵ字形で、先端部に中心より半径方向に
ｒ離れた連結点ｃ，ｄが設けられ、原動軸１と同
心である。また、Ｕ字形の内側の幅は原動軸１の
直径より大きい。従動軸２の下部は軸受５内に収
められている。
リンク機構は、対角線が互いに直交する四角形
に連結部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄによつて連結
して形成されている。連結部材３Ａの一端は、連
結点ａに、また他端は連結部材３Ｃと連結点ｂに
おいて連結されている。連結部材３Ｂの一端は連
結点ｆに、また他端は連結部材３Ｄと連結点ｅに
おいて連結されている。連結部材３Ｃの一端は連
結点ｂに、他端は連結点ｃにそれぞれ連結されて
いる。連結部材３Ｄの一端は連結点ｅに、他端は
連結点ｄにそれぞれ連結されている。連結点ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは回り対偶に構成されてい
る。連結部材３Ａ，３Ｂにはそれぞれ連結点ｂ，
ｅ近傍に所定重量Ｍの重り６が一体形成されてい
る。重り６の重心位置は対角線be方向にあり、
連結点ｂあるいはｅからl1のところにある。な
お、ab間とef間、またはbc間とde間の長さはそ
れぞれ等しく、なお、bc間の長さはｌとする。
に連結部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄによつて連結
して形成されている。連結部材３Ａの一端は、連
結点ａに、また他端は連結部材３Ｃと連結点ｂに
おいて連結されている。連結部材３Ｂの一端は連
結点ｆに、また他端は連結部材３Ｄと連結点ｅに
おいて連結されている。連結部材３Ｃの一端は連
結点ｂに、他端は連結点ｃにそれぞれ連結されて
いる。連結部材３Ｄの一端は連結点ｅに、他端は
連結点ｄにそれぞれ連結されている。連結点ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは回り対偶に構成されてい
る。連結部材３Ａ，３Ｂにはそれぞれ連結点ｂ，
ｅ近傍に所定重量Ｍの重り６が一体形成されてい
る。重り６の重心位置は対角線be方向にあり、
連結点ｂあるいはｅからl1のところにある。な
お、ab間とef間、またはbc間とde間の長さはそ
れぞれ等しく、なお、bc間の長さはｌとする。
原動軸１と一体に固定された角速度測定用回転
板７は、原動軸１とともに回転し、所定位置に固
定された角速度測定用センサー８に角速度を伝達
する。角速度測定用センサー８は、回転板７と近
接して設けられ、回転板７に光などを当て、回転
板７の円周に所定周期で設けた切り欠きによつて
その光が遮断されるごとにパルス信号をカウンタ
９に発する。カウンタ９は基準クロツク１０から
の基準クロツク信号に従い上記パルス信号を計数
し、単位時間当り計数されたパルス信号数を演算
部１１に出力する。なお、この角速度の測定は、
磁気、容量、インダクタンスなどの変化によりパ
ルス信号を発するセンサーによつても行うことが
できる。
板７は、原動軸１とともに回転し、所定位置に固
定された角速度測定用センサー８に角速度を伝達
する。角速度測定用センサー８は、回転板７と近
接して設けられ、回転板７に光などを当て、回転
板７の円周に所定周期で設けた切り欠きによつて
その光が遮断されるごとにパルス信号をカウンタ
９に発する。カウンタ９は基準クロツク１０から
の基準クロツク信号に従い上記パルス信号を計数
し、単位時間当り計数されたパルス信号数を演算
部１１に出力する。なお、この角速度の測定は、
磁気、容量、インダクタンスなどの変化によりパ
ルス信号を発するセンサーによつても行うことが
できる。
軸受５の下部と一体に試料を懸垂するための鉤
１３が取り付けられ、鉤１３の根幹部には回転止
め用リンク１４が係合している。
１３が取り付けられ、鉤１３の根幹部には回転止
め用リンク１４が係合している。
軸受５に設けられた指示腕１５は、変位センサ
１６によつてその位置が検出される。変位センサ
１６、増幅器１７、PID（比例積分微分）制御器
１８およびブースター１９からなる制御系は、変
位センサー１６によつて検出される指示腕１５の
位置に基づき、回転による従動軸２の上昇量が一
定に、すなわち原動軸１の中心線と辺bcあるい
はdeが所定の角度θになるようサーボモータ４
の駆動を制御する。
１６によつてその位置が検出される。変位センサ
１６、増幅器１７、PID（比例積分微分）制御器
１８およびブースター１９からなる制御系は、変
位センサー１６によつて検出される指示腕１５の
位置に基づき、回転による従動軸２の上昇量が一
定に、すなわち原動軸１の中心線と辺bcあるい
はdeが所定の角度θになるようサーボモータ４
の駆動を制御する。
演算部１１は、予め設定された角度θおよび下
記の(4)式に基づき、カウンタ９から角速度ωを導
入して従動軸２に加えられた荷重Ｗを算出する。
記の(4)式に基づき、カウンタ９から角速度ωを導
入して従動軸２に加えられた荷重Ｗを算出する。
Ｗ＝Ｍ／ｇ・ω２・ｌ・（ｒ＋ｌ１／ｌｔａｎθ＋co
sθ）…(4) この(4)式は上述の測定原理で求めた(3)式と同様
にして導かれる。なお、ｌ，l1，ｒ，Ｍ，ｇなど
の値は角度θと同様予め演算部１１に設定され
る。ただし、連結点ｂあるいはｅにおいて、原動
軸１の中心軸方向（−）方向に、重り６の位置、
すなわちl1の符号をとるとする。この(4)式の右辺
の括弧内はθに依存するとともに、ｒとl1の設計
事項にも依存する。そこで、（ｒ＋l1）／ｌをａと
おき、上記括弧内の値Ｚ（＝ａ／tanθ＋cosθ）
に関し、Ｗの値の変化がθに対して最小となる条
件をみつけ、ｒおよびl1を設定すればよい。すな
わち、ａをパラメータとしてＺのθに対する変化
を計算すると第３図のようになり、ａが−0.03か
ら−0.1のときＺの変化が小さい領域が得られる
ことがわかる。なお、算出された荷重Ｗは表示装
置１２に導入され表示される。以上の演算部１１
は、電子はかりにおいて風袋引演算などに使用さ
れているマイクロ・コンピユータを用いて安価に
実施される。
sθ）…(4) この(4)式は上述の測定原理で求めた(3)式と同様
にして導かれる。なお、ｌ，l1，ｒ，Ｍ，ｇなど
の値は角度θと同様予め演算部１１に設定され
る。ただし、連結点ｂあるいはｅにおいて、原動
軸１の中心軸方向（−）方向に、重り６の位置、
すなわちl1の符号をとるとする。この(4)式の右辺
の括弧内はθに依存するとともに、ｒとl1の設計
事項にも依存する。そこで、（ｒ＋l1）／ｌをａと
おき、上記括弧内の値Ｚ（＝ａ／tanθ＋cosθ）
に関し、Ｗの値の変化がθに対して最小となる条
件をみつけ、ｒおよびl1を設定すればよい。すな
わち、ａをパラメータとしてＺのθに対する変化
を計算すると第３図のようになり、ａが−0.03か
ら−0.1のときＺの変化が小さい領域が得られる
ことがわかる。なお、算出された荷重Ｗは表示装
置１２に導入され表示される。以上の演算部１１
は、電子はかりにおいて風袋引演算などに使用さ
れているマイクロ・コンピユータを用いて安価に
実施される。
次に、上記実施例の作用を説明する。
ｒおよびl1の値は第３図によつてａが−0.1とな
るよう設定する。この場合、θが24度から28度に
おいて、Ｚの値がほぼ一定となり、(4)式のＷをω
のみに依存させることができる。上記制御系によ
つて上記範囲内の所定の角度θ０となるようサー
ボモータ４の駆動が制御される。
るよう設定する。この場合、θが24度から28度に
おいて、Ｚの値がほぼ一定となり、(4)式のＷをω
のみに依存させることができる。上記制御系によ
つて上記範囲内の所定の角度θ０となるようサー
ボモータ４の駆動が制御される。
鉤１３に試料が取り付けられ、原動軸１が停止
しているときは、荷重Ｗにより原動軸１の中心線
と辺bcあるいはdeのなす角はθ０より小さい。
そこで、原動軸１を回転させると、重り６に遠心
力が働き、従動軸２とともに試料が持ち上げられ
る。さらに、指示腕１５の位置を変位センサー１
６が検出し、予め設定された角度θ０になるよう
原動軸１の回転が制御される。この角度θ０に達
したとき、カウンタ９からそのときの角速度ωが
演算部１１に導入され(4)式に基づい試料の荷重Ｗ
が算出され、表示装置１２に出力される。
しているときは、荷重Ｗにより原動軸１の中心線
と辺bcあるいはdeのなす角はθ０より小さい。
そこで、原動軸１を回転させると、重り６に遠心
力が働き、従動軸２とともに試料が持ち上げられ
る。さらに、指示腕１５の位置を変位センサー１
６が検出し、予め設定された角度θ０になるよう
原動軸１の回転が制御される。この角度θ０に達
したとき、カウンタ９からそのときの角速度ωが
演算部１１に導入され(4)式に基づい試料の荷重Ｗ
が算出され、表示装置１２に出力される。
また、重りと連結部材が一体となつた剛体で、
リンク機構の一辺に用いるときにはその鋼体の重
心が対角線be上よりずれるが、ab間とbc間およ
びde間とef間を一対の剛体連結材によつて連結す
れば、その重心がつねに対角線be上にあるよう
に構成することができる。
リンク機構の一辺に用いるときにはその鋼体の重
心が対角線be上よりずれるが、ab間とbc間およ
びde間とef間を一対の剛体連結材によつて連結す
れば、その重心がつねに対角線be上にあるよう
に構成することができる。
以上のように、この発明によれば荷重が回転
数、あるいは角速度に関する物理量に変換される
ので、Ａ／Ｄ変換器を用いないで直接デジタル信
号出力として得られ、かつ高精度な計量を行う計
重機を得ることができる。
数、あるいは角速度に関する物理量に変換される
ので、Ａ／Ｄ変換器を用いないで直接デジタル信
号出力として得られ、かつ高精度な計量を行う計
重機を得ることができる。
第１図はこの発明の測定原理を説明するための
構成図である。第２図はこの発明の実施例を示す
構成図である。第３図は上記実施例の作用説明図
である。 １……原動軸、２……従動軸、４……サーボモ
ータ、５……軸受、６……重り、７……回転板、
８……角速度測定用センサー、９……カウンタ、
１１……演算部、１３……鉤、１６……変位セン
サー、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ……連結部材、
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ……連結点。
構成図である。第２図はこの発明の実施例を示す
構成図である。第３図は上記実施例の作用説明図
である。 １……原動軸、２……従動軸、４……サーボモ
ータ、５……軸受、６……重り、７……回転板、
８……角速度測定用センサー、９……カウンタ、
１１……演算部、１３……鉤、１６……変位セン
サー、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ……連結部材、
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ……連結点。
Claims (1)
- １ 一本の対角線を対称軸として四隅を連接棒に
よつて連結し、上記四隅が回り対偶に形成された
リンク機構と、上記リンク機構の第１の対角線上
の一つの節と一体形成された原動軸と上記第１の
対角線上の他の節と一体形成された試料懸垂部
と、上記リンク機構の第２の対角線上の二つの節
の近傍に上記第１の対角線に関し対称に固定され
た所定重量の重りと、上記原動軸を回転駆動する
駆動手段と、上記試料懸垂部の上記第１の対角線
方向の変位を検出する変位センサーと、上記変位
センサー出力を導入して上記試料懸垂部が上記第
１の対角線方向に所定高さだけ上昇するよう上記
駆動手段を制御する駆動制御手段と、上記原動軸
の回転数を測定する回転数測定手段と、上記原動
軸の回転により上記試料懸垂部が上記所定高さ上
昇したとき上記回転数測定手段から上記原動軸の
回転数を導入して、上記重りに作用する遠心力と
上記試料懸垂部に取り付けられた試料の荷重との
平衡に基づき上記荷重を算出する演算部とを有し
たことを特徴とする計重機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4271481A JPS57156525A (en) | 1981-03-23 | 1981-03-23 | Weighing machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4271481A JPS57156525A (en) | 1981-03-23 | 1981-03-23 | Weighing machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57156525A JPS57156525A (en) | 1982-09-27 |
| JPS6143645B2 true JPS6143645B2 (ja) | 1986-09-29 |
Family
ID=12643731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4271481A Granted JPS57156525A (en) | 1981-03-23 | 1981-03-23 | Weighing machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57156525A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01114626A (ja) * | 1987-10-29 | 1989-05-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 加熱装置 |
-
1981
- 1981-03-23 JP JP4271481A patent/JPS57156525A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57156525A (en) | 1982-09-27 |
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