定制设计的倾斜传感器垫块可作为一种几何校正工具,用于将蜂箱框架不规则的接触点与平坦的称重传感器对齐。由于许多框架的“耳部”本身就带有斜度,因此这些垫块通过 3D 打印来模仿特定的角度,从而创建一个完全水平的界面。这使得框架的质量能够直接将垂直、均匀的压力施加到传感器的中心,从而消除了由对角线力矢量引起误差。
标准的蜂箱框架通常带有倾斜的连接点,这会阻止其与水平称重传感器均匀接触。定制垫块可以补偿这个角度,确保重量垂直施加,从而消除测量偏差。
测量偏差的机制
框架耳部的固有斜度
蜂箱框架的耳部通常设计有内置斜度,而不是平坦的底部。
当这些倾斜表面直接放置在标准的水平传感器上时,它们无法均匀接触。
对角线力的弊端
这种斜度会阻止框架的重量施加垂直压力。
相反,力会以一定角度施加,导致在传感器表面分布不均。这种错位会导致传感器读数不准确,因为称重传感器针对的是垂直力进行了优化。
垫块如何恢复精度
创建水平接触面
定制的 3D 打印垫块旨在匹配框架耳部的特定角度。
安装后,它们可以有效地抵消斜度,在框架和传感器之间创建一个水平接触面。这形成了一个机械桥梁,将框架的几何形状转换为传感器可以准确读取的格式。
负载集中
垫块的主要目标是确保总重量垂直传递。
通过调平界面,垫块迫使负载集中在传感器的中心。这消除了当力不均匀地分布到称重机构边缘时发生的测量偏差。
理解权衡
定制与便利性
此解决方案依赖于精确的定制。
您不能使用通用垫块; 3D 打印的组件必须根据您的蜂箱框架的具体角度进行定制。如果角度不完全匹配,测量结果仍将失真。
安装复杂性
添加垫块会给蜂箱组件增加一个额外的部件。
这需要具备设计和 3D 打印零件的能力,或者能够找到能够做到这一点的人。与简单地将蜂箱放在标准工业秤上相比,这增加了复杂性。
为您的目标做出正确的选择
为了最大限度地提高蜂箱秤的精度,请考虑以下关于垫块实施的注意事项:
- 如果您的主要关注点是绝对精度:使用卡尺测量框架耳部的角度,以确保 3D 打印的垫块创建完全垂直的负载路径。
- 如果您的主要关注点是设备寿命:确保垫块以高结构完整性打印,以防止它们在装满蜂蜜的蜂箱重量下压缩或变形。
通过机械校正框架和传感器之间的界面,您可以将可变物理连接转换为可靠数据源。
摘要表:
| 特性 | 标准接触(无垫块) | 定制倾斜垫块 |
|---|---|---|
| 力方向 | 对角线/不均匀矢量 | 垂直/垂直负载 |
| 负载分布 | 集中在边缘(高误差) | 集中在传感器上(高精度) |
| 接口类型 | 倾斜框架到平坦传感器 | 几何校正桥 |
| 数据可靠性 | 可变且不准确 | 稳定且高度精确 |
| 要求 | 安装简单 | 定制 3D 打印和测量 |
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参考文献
- Navid Shaghaghi, Peter Ferguson. Identifying Beehive Frames Ready For Harvesting. DOI: 10.1109/ghtc46095.2019.9033045
本文还参考了以下技术资料 HonestBee 知识库 .