專利名稱：凸輪式獨立加卸砝碼靜重式標準力源裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測力儀(通常為負荷傳感器)的檢測試驗和標定裝置，更具 體的說是一種凸輪式獨立加卸砝碼靜重式標準力源裝置。
背景技術：
傳感器是用來直接或間接與被測對象發(fā)生聯系，將被測參數(機械、物理、化學、 壓力、溫度等非電量)轉化成可以直接測量的信號(通常易于放大和遠距離傳輸的電信 號)，它為系統(tǒng)提供了進行處理和決策所必須的原始信息。因此，它是現代檢測系統(tǒng)中的關 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?，高質量的傳感器是現代 化生產的基礎。隨著各種各樣傳感器的出現，要求生產計量部門對其進行全面、準確的測試、檢 定，并給出一致可靠的技術指標。而在傳感器的測試、鑒定、校準過程中，力標準機即測力機 是其關鍵設備。因此力標準機作為力值傳遞系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，在國家重要的計量部門、科研 部門、測力儀生產和使用部門廣泛應用。但是傳統(tǒng)的靜重式力標準機存在著工作效率難以 提高、砝碼加卸機構的結構復雜、砝碼加卸機構的成本過高、砝碼加卸機構的使用維護極其 不便等諸多問題，更重要的是根本無法滿足新的國家標準和國際標準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的發(fā)展以及計量技術的進步。針對這種狀況開發(fā)研制新型力標準機，運用新的結構原理、先進的控制技術試圖 解決力標準機存在的問題，滿足市場需求?，F有技術中在先申請，申請?zhí)枮?00810051182. X，發(fā)明名稱為獨立加卸砝碼靜重 式標準力源裝置。上述專利盡管基本上解決了現有技術中靜重式力標準機砝碼加載/卸載 機構結構過于復雜、加工過于困難、效率過于低、成本過于高和難以實現自動化的缺點和不 足，但還是存在一定的缺點，具體表現在①、該專利中砝碼電動驅動機構，采用的是偏心輪結構，該結構至少需要兩次偏心 加工才能加工完成，所以該機構較復雜、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。這樣一來當電機驅動偏心輪轉 動時，套在其上的滾動軸承與滑塊的下工作面接觸點位置是不斷變化的，該接觸點位置的 變化范圍與驅動電機軸中心線的豎直平面左右對稱，該接觸點位置的變化范圍的大小與偏 心輪中心相對于驅動電機軸中心的偏心距成正比。假如偏心輪中心相對于驅動電機軸中 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，進而不利于力值施 加的精度，更不利于縮短讀數穩(wěn)定的時間；再者偏心輪支撐整體剛度小，工作面接觸點位置 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動電動機、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動電機軸上。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，當受到吊掛桿撞擊時電機軸會產生變形，從而進一 步影響到驅動電機本身的壽命，進而增加了設備的維修費用；再者由于偏心輪采用卡環(huán)固 定，所以當受到吊掛桿的軸向撞擊時偏心輪會產生軸向竄動，不利于發(fā)揮防擺功能。③、現有技術和上述在先申請中機架上面的上底板上穿過移動橫梁中心的導向柱 導向性和剛性差，不利于力值的施加精度。
發(fā)明內容本實用新型針對現有的技術存在問題，克服了現有技術中靜重式標準力源砝碼加 載/卸載機構較復雜、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，提供一 種凸輪式獨立加卸砝碼靜重式標準力源裝置。本實用新型的目的是這樣實現的，該裝置包括機架、獨立加卸砝碼電動驅動機構、 中心吊桿、一組設置在支撐桿上的砝碼、防擺裝置、移動橫梁、導向柱、反向架、絲杠等。所 述的獨立加卸砝碼電動驅動機構包括設置在驅動電機上的凸輪，安裝在砝碼托架槽內的短 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 面內設置，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置；所述的防擺 裝置包括連接在驅動電機上并設置在座體內的凸輪軸，通過同步帶連接并對稱設置在座體 另一側的凸輪軸，對稱設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 恢復彈簧；所述的機架上面的上底板上穿過移動橫梁中心對稱設置有四根導向柱和兩根絲 杠，四根導向柱十字交叉對角設置，兩根絲杠對稱設置在前后兩根導向柱之間。本實用新型由于采用上述結構具有以下優(yōu)點和積極效果1、本實用新型的凸輪式獨立加卸砝碼電動驅動機構中與凸輪外緣接觸的軸承，其 安裝固定在砝碼托架槽內的短軸上，從而使得由驅動電機通過凸輪作用到軸承上的力，經 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，受力點是短軸上的 軸承與凸輪上的接觸點，從而使得砝碼托架受到凸輪傳動力的作用點位置不會像在先申請 專利中在兩倍偏心距(2d)范圍內變化，而是力的作用點位置根本不變，所以使得砝碼的加 載/卸載更加平穩(wěn)，該機構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 凸輪機構的拓展使得砝碼加載/卸載結構更簡單、更緊湊、加工制造更加簡單、成本大大降 低。2、本實用新型的凸輪式防擺機構，由于兩個凸輪軸兩端均由軸承支撐，從而使得 機構的剛性大大提高，更有利于保護機構中的驅動電機不受或少受來自于吊掛桿的撞擊 力，從而有利于電機使用壽命的提高，同時降低了設備的維修費用。3、本實用新型機架上面的上底板上穿過移動橫梁中心對稱設置有四根導向柱和 兩根絲杠，四根導向柱十字交叉對角設置，兩根絲杠對稱設置在前后兩根導向柱之間。四根 導向柱在增加系統(tǒng)的導向性同時進一步提高了設備的剛性，大大有利于力值的施加精度。
圖1是凸輪式獨立加卸砝碼靜重式標準力源裝置整體結構示意圖。圖2是本實用新型凸輪式獨立加卸砝碼電動驅動機構的結構的剖視圖。圖3是本實用新型凸輪式獨立加卸砝碼電動驅動機構A向投影示意圖。圖4是實用新型凸輪式防擺裝置結構剖視圖。圖5是實用新型凸輪式防擺裝置B向投影示意圖。圖6是凸輪式獨立加卸砝碼靜重式標準力源裝置上部結構主視圖。圖7是凸輪式獨立加卸砝碼靜重式標準力源裝置上部結構C投影示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做詳細的描述參閱圖1，圖中所示是一臺量程為IOKN的的凸輪式獨立加卸砝碼靜重式標準力源 裝置。該裝置包括有機架9、獨立加卸砝碼電動驅動機構6、中心吊桿11、一組設置在支撐桿 上的砝碼7、防擺裝置12、移動橫梁2、導向柱3、反向架4、絲杠5等。所述的獨立加卸砝碼 電動驅動機構6包括設置在驅動電機22上的凸輪19，安裝在砝碼托架16槽內的短軸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 在同一平面內設置，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 置；所述的防擺裝置12包括連接在驅動電機34上并設置在座體39內的凸輪軸37，通過同 步帶27連接并對稱設置在座體39另一側的凸輪軸38，對稱設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之間的恢復彈簧40 ；所述的機架9上面的上底板 14上穿過移動橫梁2中心對稱設置有四個導向柱3和兩個絲杠5，四根導向柱3十字交叉 對角設置，兩根絲杠5對稱設置在前后兩根導向柱3之間。IOKN標準力源裝置中四根槽鋼或立柱9、上底板14和下底板13所形成的內部空 間用來容納標準砝碼，IOKN標準力源裝置中共有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。設備機架槽 鋼或立柱9主要用來固定凸輪式獨立加卸砝碼機構6，裝置中每塊砝碼配備兩套凸輪式獨 立加卸砝碼機構6，每塊砝碼7的加卸均有該砝碼7對應的凸輪式獨立加卸砝碼機構6來完 成加卸載。設備在不工作時凸輪式獨立加卸砝碼機構6的凸輪位于最高點，機構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立加卸砝碼機構6所 支撐；設備工作時，根據需要一部分或全部砝碼7通過凸輪式獨立加卸砝碼機構6自動加載 到中心吊桿11上，被加載的砝碼7的支撐桿8與機構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。凸輪式獨立加卸砝碼電動驅動機構6主要由固定支架23、驅動電機22、電機安裝 座21、凸輪19、軸承20、砝碼托架16、軸承18、短軸17、直線軸承24和導向柱25組成。驅 動電機22固定安裝在電機安裝座21上，電機安裝座21固定安裝在設備機架槽鋼或立柱9 上；凸輪19 一端中心處與驅動電機22的電機軸相配合連接；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24，兩個直線軸承24分別與兩導向柱25配合；導向柱25固定安裝在固定支架23上；固定支架23固定安裝在機架槽 鋼或立柱9上。機架9上面的上底板14上穿過移動橫梁2中心對稱設置有四個導向柱3和兩個 絲杠5，四根導向柱3十字交叉對角設置，兩根絲杠5對稱設置在前后兩根導向柱3之間。 移動橫梁2的上下移動可以調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，微機程序根據需要自動發(fā)送指令給開關量輸出控制卡，開關量輸出 控制卡控制相應的凸輪式獨立加卸砝碼電動驅動機構6的驅動電機22的控制固態(tài)繼電器， 使得控制固態(tài)繼電器閉合，從而驅動電機22運轉，凸輪式獨立加卸砝碼電動驅動機構6的 砝碼托架16在驅動電機22的驅動下，沿著導向柱25做上下往復直線運動，進而實現砝碼 加卸載。砝碼托架16的上下位由上下兩個光電開關檢測，砝碼托架16到下位時下位光電 開關發(fā)信號給微機開關量輸入控制卡；砝碼托架16到上位時上位光電開關發(fā)信號給微機 開關量輸入控制卡；驅動電機22的停止靠微機程序讀取開關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，縮短讀數穩(wěn)定的時間，在設備底板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加卸完畢讀取數據之前，再將中心吊桿11松開。
權利要求一種凸輪式獨立加卸砝碼靜重式標準力源裝置，它包括移動橫梁(2)、導向柱(3)、反向架(4)、絲杠(5)、獨立加卸砝碼電動驅動機構(6)、一組設置在支撐桿上的砝碼(7)、機架(9)、中心吊桿(11)、防擺裝置(12)，其特征在于所述的獨立加卸砝碼電動驅動機構(6)包括設置在驅動電機(22)上的凸輪(19)，安裝在砝碼托架(16)槽內的短軸(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設置，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置；所述的防擺裝置(12)包括連接在驅動電機(34)上并設置在座體(39)內的凸輪軸(37)，通過同步帶(27)連接并對稱設置在座體(39)另一側的凸輪軸(38)，對稱設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)之間的恢復彈簧(40)；所述的機架(9)上面的上底板(14)上穿過移動橫梁(2)中心對稱設置有四個導向柱(3)和兩個絲杠(5)，四根導向柱(3)十字交叉對角設置，兩根絲杠(5)對稱設置在前后兩根導向柱(3)之間。
專利摘要本實用新型涉及一種測力儀的檢測試驗和標定裝置，更具體的說是一種凸輪式獨立加卸砝碼靜重式標準力源裝置，該裝置由機架、凸輪式獨立加卸砝碼電動驅動機構、中心吊桿、一組設置在支撐桿上的砝碼、凸輪式防擺裝置、移動橫梁、導向柱、反向架和絲杠等主要部件構成，本實用新型針對現有的技術存在問題，克服了現有技術中靜重式標準力源砝碼加載/卸載機構較復雜、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，提供一種凸輪式獨立加卸砝碼靜重式標準力源裝置。
文檔編號G01L25/00GK201653643SQ20102013544
公開日2010年11月24日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權日2010年3月19日
發(fā)明者周長明, 李春光 申請人:周長明