專利名稱：凸輪式獨(dú)立加卸砝碼靜重式標(biāo)準(zhǔn)力源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測力儀(通常為負(fù)荷傳感器)的檢測試驗(yàn)和標(biāo)定裝置，更具體的說是一種凸輪式獨(dú)立加卸砝碼靜重式標(biāo)準(zhǔn)力源裝置。
背景技術(shù)：
傳感器是用來直接或間接與被測對象發(fā)生聯(lián)系，將被測參數(shù)(機(jī)械、物理、化學(xué)、 壓力、溫度等非電量)轉(zhuǎn)化成可以直接測量的信號(通常易于放大和遠(yuǎn)距離傳輸?shù)碾娦盘?，它為系統(tǒng)提供了進(jìn)行處理和決策所必須的原始信息。因此，它是現(xiàn)代檢測系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳感器獲得的信息正確與否，直接影響整個系統(tǒng)的精度。如果傳感器的誤差大，后級的測量電路、放大器以及微處理器的精度再高也是徒勞的?？梢?，高質(zhì)量的傳感器是現(xiàn)代化生產(chǎn)的基礎(chǔ)。隨著各種各樣傳感器的出現(xiàn)，要求生產(chǎn)計(jì)量部門對其進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的測試、檢定，并給出一致可靠的技術(shù)指標(biāo)。而在傳感器的測試、鑒定、校準(zhǔn)過程中，力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)即測力機(jī)是其關(guān)鍵設(shè)備。因此力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)作為力值傳遞系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，在國家重要的計(jì)量部門、科研部門、測力儀生產(chǎn)和使用部門廣泛應(yīng)用。但是傳統(tǒng)的靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)存在著工作效率難以提高、砝碼加卸機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、砝碼加卸機(jī)構(gòu)的成本過高、砝碼加卸機(jī)構(gòu)的使用維護(hù)極其不便等諸多問題，更重要的是根本無法滿足新的國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)對測力儀檢測加卸載荷時間的要求，這大大制約了測力儀的科研和生產(chǎn)的發(fā)展以及計(jì)量技術(shù)的進(jìn)步。針對這種狀況開發(fā)研制新型力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，運(yùn)用新的結(jié)構(gòu)原理、先進(jìn)的控制技術(shù)試圖解決力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)存在的問題，滿足市場需求。現(xiàn)有技術(shù)中在先申請，申請?zhí)枮?00810051182. X，發(fā)明名稱為獨(dú)立加卸砝碼靜重式標(biāo)準(zhǔn)力源裝置。上述專利盡管基本上解決了現(xiàn)有技術(shù)中靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)砝碼加載/卸載機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜、加工過于困難、效率過于低、成本過于高和難以實(shí)現(xiàn)自動化的缺點(diǎn)和不足，但還是存在一定的缺點(diǎn)，具體表現(xiàn)在①、該專利中砝碼電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，采用的是偏心輪結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)至少需要兩次偏心加工才能加工完成，所以該機(jī)構(gòu)較復(fù)雜、加工較困難、成本較高。由于偏心輪外緣套裝有滾動軸承，滾動軸承的外軸承環(huán)與滑塊的下工作面接觸連接。這樣一來當(dāng)電機(jī)驅(qū)動偏心輪轉(zhuǎn)動時，套在其上的滾動軸承與滑塊的下工作面接觸點(diǎn)位置是不斷變化的，該接觸點(diǎn)位置的變化范圍與驅(qū)動電機(jī)軸中心線的豎直平面左右對稱，該接觸點(diǎn)位置的變化范圍的大小與偏心輪中心相對于驅(qū)動電機(jī)軸中心的偏心距成正比。假如偏心輪中心相對于驅(qū)動電機(jī)軸中心的偏心距為d，則套在偏心輪上的滾動軸承與滑塊的工作面接觸點(diǎn)位置變化范圍大小為 2d。因此與滑塊工作面相接觸的滾動軸承作用到滑塊工作面上的作用力的作用點(diǎn)的位置也是不斷變化的，從而使得被滑塊支撐的砝碼不能被平穩(wěn)的加載/卸載，進(jìn)而不利于力值施加的精度，更不利于縮短讀數(shù)穩(wěn)定的時間；再者偏心輪支撐整體剛度小，工作面接觸點(diǎn)位置變化范圍過大(為2d)，滑塊承受偏載過大，很難保證水平加卸砝碼。②、該專利中防擺裝置，主要由兩個相同的驅(qū)動電動機(jī)、兩個相同的偏心輪和兩個滾動軸承組成，其所述的吊掛的下端插入到兩個滾動軸承之間，與兩個滾動軸承接觸連接或脫離。這樣一來當(dāng)砝碼施加到吊掛桿上時，由于吊掛桿的自由擺動或晃動，使得防擺裝置的兩個滾動軸承會受到吊掛桿的撞擊力，該撞擊力通過滾動軸承傳遞到每個相連接的偏心輪上，再由偏心輪最終直接傳遞到與其相連接的每個驅(qū)動電機(jī)軸上。這樣一來由于防擺裝置采用單端懸臂支撐，所以整體剛度小，當(dāng)受到吊掛桿撞擊時電機(jī)軸會產(chǎn)生變形，從而進(jìn)一步影響到驅(qū)動電機(jī)本身的壽命，進(jìn)而增加了設(shè)備的維修費(fèi)用；再者由于偏心輪采用卡環(huán)固定，所以當(dāng)受到吊掛桿的軸向撞擊時偏心輪會產(chǎn)生軸向竄動，不利于發(fā)揮防擺功能。③、現(xiàn)有技術(shù)和上述在先申請中機(jī)架上面的上底板上穿過移動橫梁中心的導(dǎo)向柱導(dǎo)向性和剛性差，不利于力值的施加精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有的技術(shù)存在問題，克服了現(xiàn)有技術(shù)中靜重式標(biāo)準(zhǔn)力源砝碼加載/ 卸載機(jī)構(gòu)較復(fù)雜、加工較困難、成本較高、剛性較差、力值施加較不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，提供一種凸輪式獨(dú)立加卸砝碼靜重式標(biāo)準(zhǔn)力源裝置。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，該裝置包括機(jī)架、獨(dú)立加卸砝碼電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)、中心吊桿、一組設(shè)置在支撐桿上的砝碼、防擺裝置、移動橫梁、導(dǎo)向柱、反向架、絲杠等。所述的獨(dú)立加卸砝碼電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在驅(qū)動電機(jī)上的凸輪，安裝在砝碼托架槽內(nèi)的短軸，安裝在短軸上的軸承，所述的凸輪的軸的中心線與砝碼托架左右對稱中心線在同一平面內(nèi)設(shè)置，凸輪厚度的對稱中心面與軸承軸向的對稱中心面在同一平面設(shè)置；所述的防擺裝置包括連接在驅(qū)動電機(jī)上并設(shè)置在座體內(nèi)的凸輪軸，通過同步帶連接并對稱設(shè)置在座體另一側(cè)的凸輪軸，對稱設(shè)置在兩凸輪軸之間的兩個V型塊，連接在每個V型塊與座體之間的恢復(fù)彈簧；所述的機(jī)架上面的上底板上穿過移動橫梁中心對稱設(shè)置有四根導(dǎo)向柱和兩根絲杠，四根導(dǎo)向柱十字交叉對角設(shè)置，兩根絲杠對稱設(shè)置在前后兩根導(dǎo)向柱之間。本發(fā)明由于采用上述結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、本發(fā)明的凸輪式獨(dú)立加卸砝碼電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)中與凸輪外緣接觸的軸承，其安裝固定在砝碼托架槽內(nèi)的短軸上，從而使得由驅(qū)動電機(jī)通過凸輪作用到軸承上的力，經(jīng)由軸承作用到短軸，最后由短軸作用到砝碼托架上，由于短軸是固定的，受力點(diǎn)是短軸上的軸承與凸輪上的接觸點(diǎn)，從而使得砝碼托架受到凸輪傳動力的作用點(diǎn)位置不會像在先申請專利中在兩倍偏心距Od)范圍內(nèi)變化，而是力的作用點(diǎn)位置根本不變，所以使得砝碼的加載/ 卸載更加平穩(wěn)，該機(jī)構(gòu)更有利于力值的施加精度。同時砝碼托架由凸輪支撐，由于凸輪剛性要比以前申請專利中偏心輪的剛性大，所以整體的承載能力增大，整體剛性增大。再者凸輪機(jī)構(gòu)的拓展使得砝碼加載/卸載結(jié)構(gòu)更簡單、更緊湊、加工制造更加簡單、成本大大降低。2、本發(fā)明的凸輪式防擺機(jī)構(gòu)，由于兩個凸輪軸兩端均由軸承支撐，從而使得機(jī)構(gòu)的剛性大大提高，更有利于保護(hù)機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動電機(jī)不受或少受來自于吊掛桿的撞擊力，從而有利于電機(jī)使用壽命的提高，同時降低了設(shè)備的維修費(fèi)用。3、本發(fā)明機(jī)架上面的上底板上穿過移動橫梁中心對稱設(shè)置有四根導(dǎo)向柱和兩根絲杠，四根導(dǎo)向柱十字交叉對角設(shè)置，兩根絲杠對稱設(shè)置在前后兩根導(dǎo)向柱之間。四根導(dǎo)向柱在增加系統(tǒng)的導(dǎo)向性同時進(jìn)一步提高了設(shè)備的剛性，大大有利于力值的施加精度。


圖1是凸輪式獨(dú)立加卸砝碼靜重式標(biāo)準(zhǔn)力源裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明凸輪式獨(dú)立加卸砝碼電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖3是本發(fā)明凸輪式獨(dú)立加卸砝碼電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)A向投影示意圖。圖4是發(fā)明凸輪式防擺裝置結(jié)構(gòu)剖視圖。圖5是發(fā)明凸輪式防擺裝置B向投影示意圖。圖6是凸輪式獨(dú)立加卸砝碼靜重式標(biāo)準(zhǔn)力源裝置上部結(jié)構(gòu)主視圖。圖7是凸輪式獨(dú)立加卸砝碼靜重式標(biāo)準(zhǔn)力源裝置上部結(jié)構(gòu)C投影示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)的描述參閱圖1，圖中所示是一臺量程為IOKN的的凸輪式獨(dú)立加卸砝碼靜重式標(biāo)準(zhǔn)力源裝置。該裝置包括有機(jī)架9、獨(dú)立加卸砝碼電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)6、中心吊桿11、一組設(shè)置在支撐桿上的砝碼7、防擺裝置12、移動橫梁2、導(dǎo)向柱3、反向架4、絲杠5等。所述的獨(dú)立加卸砝碼電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)6包括設(shè)置在驅(qū)動電機(jī)22上的凸輪19，安裝在砝碼托架16槽內(nèi)的短軸17， 安裝在短軸17上的軸承18，所述的凸輪19的軸的中心線與砝碼托架16左右對稱中心線在同一平面內(nèi)設(shè)置，凸輪19厚度的對稱中心面與軸承18軸向的對稱中心面在同一平面設(shè)置；所述的防擺裝置12包括連接在驅(qū)動電機(jī)34上并設(shè)置在座體39內(nèi)的凸輪軸37，通過同步帶27連接并對稱設(shè)置在座體39另一側(cè)的凸輪軸38，對稱設(shè)置在兩凸輪軸之間的兩個V 型塊33，連接在每個V型塊33與座體39之間的恢復(fù)彈簧40 ；所述的機(jī)架9上面的上底板 14上穿過移動橫梁2中心對稱設(shè)置有四個導(dǎo)向柱3和兩個絲杠5，四根導(dǎo)向柱3十字交叉對角設(shè)置，兩根絲杠5對稱設(shè)置在前后兩根導(dǎo)向柱3之間。IOKN標(biāo)準(zhǔn)力源裝置中四根槽鋼或立柱9、上底板14和下底板13所形成的內(nèi)部空間用來容納標(biāo)準(zhǔn)砝碼，IOKN標(biāo)準(zhǔn)力源裝置中共有13塊砝碼，其中IKN砝碼9塊、0. 5KN砝碼 1塊、0. 2KN砝碼2塊、0. IKN砝碼1塊；中心吊桿為0. 1KN，可以作為一塊砝碼。設(shè)備機(jī)架槽鋼或立柱9主要用來固定凸輪式獨(dú)立加卸砝碼機(jī)構(gòu)6，裝置中每塊砝碼配備兩套凸輪式獨(dú)立加卸砝碼機(jī)構(gòu)6，每塊砝碼7的加卸均有該砝碼7對應(yīng)的凸輪式獨(dú)立加卸砝碼機(jī)構(gòu)6來完成加卸載。設(shè)備在不工作時凸輪式獨(dú)立加卸砝碼機(jī)構(gòu)6的凸輪位于最高點(diǎn)，機(jī)構(gòu)6的砝碼托架23與砝碼7的支撐桿8相接觸，砝碼7的全部重量均由凸輪式獨(dú)立加卸砝碼機(jī)構(gòu)6所支撐；設(shè)備工作時，根據(jù)需要一部分或全部砝碼7通過凸輪式獨(dú)立加卸砝碼機(jī)構(gòu)6自動加載到中心吊桿11上，被加載的砝碼7的支撐桿8與機(jī)構(gòu)6的砝碼托架16相脫離，從而使得砝碼7的重力通過中心吊桿11施加到被檢測力儀1上。凸輪式獨(dú)立加卸砝碼電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)6主要由固定支架23、驅(qū)動電機(jī)22、電機(jī)安裝座21、凸輪19、軸承20、砝碼托架16、軸承18、短軸17、直線軸承對和導(dǎo)向柱25組成。驅(qū)動電機(jī)22固定安裝在電機(jī)安裝座21上，電機(jī)安裝座21固定安裝在設(shè)備機(jī)架槽鋼或立柱9 上；凸輪19 一端中心處與驅(qū)動電機(jī)22的電機(jī)軸相配合連接；凸輪19 一端由軸承20支撐； 凸輪19的外緣與球軸承18的外緣相接觸；軸承18固定安裝在短軸17上；短軸17固定安裝在砝碼托架16上；砝碼托架16上兩邊對稱裝有兩個直線軸承M，兩個直線軸承M分別與兩導(dǎo)向柱25配合；導(dǎo)向柱25固定安裝在固定支架23上；固定支架23固定安裝在機(jī)架槽鋼或立柱9上。機(jī)架9上面的上底板14上穿過移動橫梁2中心對稱設(shè)置有四個導(dǎo)向柱3和兩個絲杠5，四根導(dǎo)向柱3十字交叉對角設(shè)置，兩根絲杠5對稱設(shè)置在前后兩根導(dǎo)向柱3之間。 移動橫梁2的上下移動可以調(diào)整被檢測力儀的拉壓空間，同時承載砝碼7的重力。加卸砝碼前移動橫梁2帶動被檢測力儀1上升到上位，然后再完成砝碼7的加卸，砝碼7全部卸載后，移動橫梁2再帶動被檢測力儀1下降到下位，從而卸下被檢測力儀1。加卸砝碼時，微機(jī)程序根據(jù)需要自動發(fā)送指令給開關(guān)量輸出控制卡，開關(guān)量輸出控制卡控制相應(yīng)的凸輪式獨(dú)立加卸砝碼電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)6的驅(qū)動電機(jī)22的控制固態(tài)繼電器， 使得控制固態(tài)繼電器閉合，從而驅(qū)動電機(jī)22運(yùn)轉(zhuǎn)，凸輪式獨(dú)立加卸砝碼電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)6的砝碼托架16在驅(qū)動電機(jī)22的驅(qū)動下，沿著導(dǎo)向柱25做上下往復(fù)直線運(yùn)動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)砝碼加卸載。砝碼托架16的上下位由上下兩個光電開關(guān)檢測，砝碼托架16到下位時下位光電開關(guān)發(fā)信號給微機(jī)開關(guān)量輸入控制卡；砝碼托架16到上位時上位光電開關(guān)發(fā)信號給微機(jī)開關(guān)量輸入控制卡；驅(qū)動電機(jī)22的停止靠微機(jī)程序讀取開關(guān)量輸入控制卡的信號來控制。同時為了提高力值施加的精度，縮短讀數(shù)穩(wěn)定的時間，在設(shè)備底板13中心處安裝有凸輪式防擺裝置12，中心吊桿11下端插入凸輪式防擺裝置12的兩個V型塊33之間，兩個V型塊33的夾緊與松開使得中心吊桿11被抱緊與松開。該裝置在砝碼7加卸前先將中心吊桿11抱緊，砝碼7加卸完畢讀取數(shù)據(jù)之前，再將中心吊桿11松開。
權(quán)利要求
1. 一種凸輪式獨(dú)立加卸砝碼靜重式標(biāo)準(zhǔn)力源裝置，它包括移動橫梁O)、導(dǎo)向柱(3)、 反向架、絲杠(5)、獨(dú)立加卸砝碼電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)(6)、一組設(shè)置在支撐桿上的砝碼(7)、機(jī)架(9)、中心吊桿(11)、防擺裝置(12)，其特征在于所述的獨(dú)立加卸砝碼電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)(6) 包括設(shè)置在驅(qū)動電機(jī)0 上的凸輪(19)，安裝在砝碼托架(16)槽內(nèi)的短軸(17)，安裝在短軸(17)上的軸承(18)，所述的凸輪(19)的軸的中心線與砝碼托架(16)左右對稱中心線在同一平面內(nèi)設(shè)置，凸輪(19)厚度的對稱中心面與軸承(18)軸向的對稱中心面在同一平面設(shè)置；所述的防擺裝置(1 包括連接在驅(qū)動電機(jī)(34)上并設(shè)置在座體(39)內(nèi)的凸輪軸 (37)，通過同步帶(XT)連接并對稱設(shè)置在座體(39)另一側(cè)的凸輪軸(38)，對稱設(shè)置在兩凸輪軸之間的兩個V型塊(33)，連接在每個V型塊(3 與座體(39)之間的恢復(fù)彈簧GO)； 所述的機(jī)架(9)上面的上底板(14)上穿過移動橫梁O)中心對稱設(shè)置有四個導(dǎo)向柱(3) 和兩個絲杠(5)，四根導(dǎo)向柱C3)十字交叉對角設(shè)置，兩根絲杠( 對稱設(shè)置在前后兩根導(dǎo)向柱⑶之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測力儀的檢測試驗(yàn)和標(biāo)定裝置，更具體的說是一種凸輪式獨(dú)立加卸砝碼靜重式標(biāo)準(zhǔn)力源裝置，該裝置由機(jī)架、凸輪式獨(dú)立加卸砝碼電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)、中心吊桿、一組設(shè)置在支撐桿上的砝碼、凸輪式防擺裝置、移動橫梁、導(dǎo)向柱、反向架和絲杠等主要部件構(gòu)成，本發(fā)明針對現(xiàn)有的技術(shù)存在問題，克服了現(xiàn)有技術(shù)中靜重式標(biāo)準(zhǔn)力源砝碼加載/卸載機(jī)構(gòu)較復(fù)雜、加工較困難、成本較高、剛性較差、力值施加較不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，提供一種凸輪式獨(dú)立加卸砝碼靜重式標(biāo)準(zhǔn)力源裝置。
文檔編號G01L25/00GK102192814SQ20101012766
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者周長明, 李春光 申請人:周長明