專利名稱：夾持力測量儀及夾持力測量方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及儀器測量領域，尤其涉及一種夾持力測量儀及夾持力測量方法。
背景技術(shù)：
PCB生產(chǎn)制造過程中，前后有多種夾具，如濕膜線的內(nèi)層薄板夾具，電鍍線用的電鍍夾具，靜電噴涂用的噴涂和烘箱專用夾具等。夾具由于產(chǎn)品的厚度、加工要求、使用環(huán)境的不同，每種夾具的大小、夾持力也各不相同。到目前未至，PCB夾具的夾持力測量工具一直為空缺。平時對夾持力的檢驗，一般為人工按壓彈簧或夾一片板材，進行人工拉扯，靠經(jīng)驗進行夾持力的判定，結(jié)果各不相同，這對夾具的維護與定期更換，都帶來很大的麻煩。如果有了一個夾持力檢驗工具，不但可以節(jié)約夾具的維護成本，而且還可以降低人工夾持力檢查的工作量；從目前幾萬個夾具的檢查工作來看，是十分重要的。中國實用新型專利號為“ZL98M5162. 8”，專利名稱為“一種測量微夾力的微夾鉗”的專利文件中公開了一種測量微夾力的微夾鉗，其包括有動力源、杠桿支點、杠桿動力臂、杠桿阻力臂、懸臂梁、應變片、鉗體、基座、鉸鏈、驅(qū)動電路、電橋、放大電路，它能對微夾鉗的夾持力進行測量、監(jiān)視、控制并感知被夾持物表面的軟硬程度。該專利文件中的夾持力測量是通過電子電橋的測量方式得到微夾持力的，雖然其可以準確測量夾持力，但是電子電橋的測量需要用到多個電路進行信號處理，信號處理勢必會顯著增加成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種夾持力測量儀及夾持力測量方法，采用純機械式的夾持力測量方式，在顯著降低成本的基礎上對夾持力進行準確測量，適用于PCB 板行業(yè)內(nèi)多種夾具的保養(yǎng)與維護。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是提供一種夾持力測量儀，用于測量夾具的夾持力，包括可更換的適合不同夾具夾持的標準塊、彈簧、顯示夾持力大小的夾持力指示機構(gòu)和產(chǎn)生拉力的拉力機構(gòu)；所述標準塊與彈簧固定連接，彈簧與夾持力指示機構(gòu)固定連接，夾持力指示機構(gòu)與拉力機構(gòu)固定連接；夾持力指示機構(gòu)的指示數(shù)值與彈簧的形變量成正比。其中，所述夾持力測量儀還包括使標準塊定向拔出的第一導向機構(gòu)，所述第一導向機構(gòu)連接于標準塊與彈簧之間，所述導向機構(gòu)包括與標準塊固定連接的第一滑塊和與容置滑塊定向滑動的第一導軌。其中，所述夾持力測量儀還包括使標準塊定向拔出的第二導向機構(gòu)，所述第二導向機構(gòu)連接于指示機構(gòu)與拉力機構(gòu)之間，所述第二導向機構(gòu)包括與指示機構(gòu)固定連接的第二滑塊和與容置滑塊定向滑動的第二導軌。其中，所述拉力機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)手柄、絲桿和主傳動桿，所述旋轉(zhuǎn)手柄與絲桿螺紋連接，絲桿與主傳動桿連接，絲桿將旋轉(zhuǎn)手柄的旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為主傳動桿的直線位移，主傳動桿與彈簧固定連接。
其中，所述夾持力指示機構(gòu)包括儀表盤、拉力指針、直線齒條和齒輪，所述直線齒條和主傳動桿固定連接，齒輪與拉力指針固定連接，直線齒條與齒輪配合，主傳動桿的直線位移通過齒輪轉(zhuǎn)換為拉力指針的在儀表盤內(nèi)偏轉(zhuǎn)指示，所述儀表盤數(shù)值與所述彈簧形變量成正比。其中，所述夾持力指示機構(gòu)包括拉力指針和力矩表，所述拉力指針與主傳動軸固定連接，主傳動軸的直線位移功過拉力指針在力矩表中移動指示，所述力矩表數(shù)值與所述彈簧形變量成正比。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是提供一種夾持力測量方法，包括以下步驟a.將適合測量夾具夾持的標準塊與彈簧、夾持力指示機構(gòu)及拉力機構(gòu)順序固定連接；b.拉力機構(gòu)產(chǎn)生拉力，拉動夾持于夾具內(nèi)的標準塊，彈簧產(chǎn)生形變，指示機構(gòu)中產(chǎn)生指示數(shù)值；c.夾持于夾具內(nèi)的標準塊被拉力機構(gòu)拉出時產(chǎn)生的最大拉力，記錄下夾持力指示機構(gòu)中的指示數(shù)值。其中，在步驟c中所述的夾持力指示機構(gòu)包括儀表盤、拉力指針、直線齒條和齒輪，所述直線齒條和主傳動桿固定連接，齒輪與拉力指針固定連接，直線齒條與齒輪配合， 主傳動桿的直線位移通過齒輪轉(zhuǎn)換為拉力指針的在儀表盤內(nèi)偏轉(zhuǎn)指示，所述儀表盤數(shù)值與所述彈簧形變量成正比。其中，在步驟c中所述的夾持力指示機構(gòu)包括拉力指針和力矩表，所述拉力指針與主傳動軸固定連接，主傳動軸的直線位移功過拉力指針在力矩表中移動指示，所述力矩表數(shù)值與所述彈簧形變量成正比。本發(fā)明的有益效果是區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的夾持力測量儀采用電子電橋的測量方式得到夾持力的，結(jié)構(gòu)負載且成本高的缺陷，本發(fā)明提供一種純機械式的夾持力測量儀，運用彈簧的形變量與拉力成正比的原理，通過拉力機構(gòu)產(chǎn)生使夾持在夾具內(nèi)的標準塊拉出的力，并將拉力機構(gòu)產(chǎn)生的拉力通過彈簧的形變在指示機構(gòu)中直觀地指示出來，準確地對夾具的夾持力做出測量結(jié)果，適用于PCB板行業(yè)內(nèi)多種夾具的保養(yǎng)與維護。進一步地，為保證拉力機構(gòu)的拉力是定向拉出，在標準塊與彈簧之間設置第一導向機構(gòu)。加入了第一導向機構(gòu)，能夠保證力能夠在一條直線上傳遞，不會產(chǎn)生影響拉力的阻力存在，使得夾持力測量更加準確。進一步地，由于彈簧為軟性連接件，為保證拉力能夠在一條直線上傳遞，優(yōu)選地在指示機構(gòu)與拉力機構(gòu)之間設置第二導向機構(gòu)。


圖1是本發(fā)明夾持力測量儀第一實施例的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是本發(fā)明夾持力測量儀第二實施例與夾具配合的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明夾持力測量儀第三實施例與夾具配合的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明夾持力測量方法的步驟流程圖。
具體實施例方式為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。請參閱圖1，本發(fā)明的夾持力測量儀，用于測量夾具107的夾持力，包括可更換的適合不同夾具夾持的標準塊101、彈簧102、顯示夾持力大小的夾持力指示機構(gòu)103和產(chǎn)生拉力的拉力機構(gòu)104 ；所述標準塊101與彈簧102固定連接，彈簧102與夾持力指示機構(gòu)固定連接，夾持力指示機構(gòu)與拉力機構(gòu)固定連接；夾持力指示機構(gòu)的指示數(shù)值與彈簧的形變量成正比。區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的夾持力測量儀采用電子電橋的測量方式得到夾持力的，結(jié)構(gòu)負載且成本高的缺陷，本發(fā)明提供一種純機械式的夾持力測量儀，運用彈簧的形變量與拉力成正比的原理，通過拉力機構(gòu)產(chǎn)生使夾持在夾具內(nèi)的標準塊拉出的力，并將拉力機構(gòu)產(chǎn)生的拉力通過彈簧的形變在指示機構(gòu)中直觀地指示出來，準確地對夾具的夾持力做出測量結(jié)果，適用于PCB板行業(yè)內(nèi)多種夾具的保養(yǎng)與維護。參見圖2，在一實施例中，所述夾持力測量儀還包括使標準塊定向拔出的第一導向機構(gòu)105，所述第一導向機構(gòu)連接于標準塊與彈簧之間，所述導向機構(gòu)包括與標準塊固定連接的第一滑塊1051和與容置滑塊定向滑動的第一導軌1052。為保證拉力機構(gòu)的拉力是定向拉出，在標準塊與彈簧之間設置第一導向機構(gòu)。加入了第一導向機構(gòu)，能夠保證力能夠在一條直線上傳遞，不會產(chǎn)生影響拉力的阻力存在，使得夾持力測量更加準確。參見圖3，在一實施例中，所述夾持力測量儀還包括使標準塊定向拔出的第二導向機構(gòu)106，所述第二導向機構(gòu)連接于指示機構(gòu)與拉力機構(gòu)之間，所述第二導向機構(gòu)包括與指示機構(gòu)固定連接的第二滑塊1061和與容置滑塊定向滑動的第二導軌1062。由于彈簧為軟性連接件，為保證拉力能夠在一條直線上傳遞，優(yōu)選地還在指示機構(gòu)與拉力機構(gòu)之間設置第二導向機構(gòu)。參見圖2及圖3，在一實施例中，所述拉力機構(gòu)104包括旋轉(zhuǎn)手柄1043、絲桿1042 和主傳動桿1041，所述旋轉(zhuǎn)手柄與絲桿螺紋連接，絲桿與主傳動桿連接，絲桿將旋轉(zhuǎn)手柄的旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為主傳動桿的直線位移，主傳動桿與彈簧固定連接。本發(fā)明中，通過設置旋轉(zhuǎn)手柄絲桿和主傳動桿組成的拉力機構(gòu)，其目的是在將彈簧的伸長量通過螺旋位移定向可控形變，且螺旋增強拉力的結(jié)構(gòu)，其直線位移具有自鎖性， 因此使測量的精度和平穩(wěn)性更高。參見圖2，在一實施例中，所述夾持力指示機構(gòu)103包括拉力指針1031和力矩表 1032，所述拉力指針與主傳動軸固定連接，主傳動軸的直線位移功過拉力指針在力矩表中移動指示，所述力矩表數(shù)值與所述彈簧形變量成正比。參見圖3，在一實施例中，所述夾持力指示機構(gòu)103包括儀表盤1033、拉力指針 1034、直線齒條(未示出)和齒輪(未示出)，所述直線齒條和主傳動桿固定連接，齒輪與拉力指針固定連接，直線齒條與齒輪配合，主傳動桿的直線位移通過齒輪轉(zhuǎn)換為拉力指針的在儀表盤內(nèi)偏轉(zhuǎn)指示，所述儀表盤數(shù)值與所述彈簧形變量成正比。參見圖4，本發(fā)明的夾持力測量方法，包括以下步驟a.將適合測量夾具夾持的標準塊與彈簧、夾持力指示機構(gòu)及拉力機構(gòu)順序固定連接；
b.拉力機構(gòu)產(chǎn)生拉力，拉動夾持于夾具內(nèi)的標準塊，彈簧產(chǎn)生形變，指示機構(gòu)中產(chǎn)生指示數(shù)值；c.夾持于夾具內(nèi)的標準塊被拉力機構(gòu)拉出時產(chǎn)生的最大拉力，記錄下夾持力指示機構(gòu)中的指示數(shù)值。在一實施例中，在步驟c中所述的夾持力指示機構(gòu)包括儀表盤、拉力指針、直線齒條和齒輪，所述直線齒條和主傳動桿固定連接，齒輪與拉力指針固定連接，直線齒條與齒輪配合，主傳動桿的直線位移通過齒輪轉(zhuǎn)換為拉力指針的在儀表盤內(nèi)偏轉(zhuǎn)指示，所述儀表盤數(shù)值與所述彈簧形變量成正比。在一實施例中，在步驟c中所述的夾持力指示機構(gòu)包括拉力指針和力矩表，所述拉力指針與主傳動軸固定連接，主傳動軸的直線位移功過拉力指針在力矩表中移動指示， 所述力矩表數(shù)值與所述彈簧形變量成正比。本發(fā)明的工作原理是手柄旋轉(zhuǎn)-絲桿后移-拉動傳動桿-拉動標準件-力傳導至夾具上，夾具彈簧力與本設計工具的標準彈簧力會形成壓力差，壓力差再產(chǎn)生位移。然后經(jīng)過讀取位移的數(shù)據(jù)，確定夾持力的大小。本發(fā)明設計的夾持力測量，實際上就是標準彈簧力與夾具的彈簧力進行對比，輸出之間的差異，以確定夾持力。本發(fā)明的力傳導過程為經(jīng)過旋轉(zhuǎn)手柄，將旋轉(zhuǎn)絲桿后移，在主傳動桿上產(chǎn)生拉力，拉力拉動彈簧、彈簧再將拉力傳導至標準塊，形成一個旋轉(zhuǎn)力變?yōu)闃藴世Φ膫鲗н^程。本發(fā)明的定向引導過程為主傳動桿在聯(lián)動滑塊在導軌上運動，保證力能夠在一條直線上傳遞，不會產(chǎn)生影響標準拉力的阻力存在。本發(fā)明的測量系統(tǒng)主要是將位移量轉(zhuǎn)換為指針方向，然后再讀取指針所指方向的刻度數(shù)。參見圖3，下面以一優(yōu)選的實施例來說明本發(fā)明的工作原理旋轉(zhuǎn)手柄，帶動絲桿，絲桿將拉力傳遞主傳動桿，主傳動桿將力傳遞給拉力彈簧，然后再將拉力經(jīng)過滑塊，滑塊再拉動標準塊，標準塊另一端被夾具夾住，由于夾具彈簧力的作用，需要一定的引力，才能將標準塊慢慢的從夾具中拉出，拉力彈簧彈簧力與夾具彈簧拉力形成拉力差，會在儀表盤表示為指針方向。這時，傳動桿的直線運動轉(zhuǎn)換為指針的旋轉(zhuǎn)運動，就是直線齒條與圓形齒輪配合，把齒條的直線運動轉(zhuǎn)換為齒輪的圓周旋轉(zhuǎn)，齒輪帶動指針同步旋轉(zhuǎn)。然后，再讀取刻度，刻度上的數(shù)值就是夾具的夾持力?；瑝K和導塊為上下兩組，都起到引導作用，由于拉力彈簧為軟連接，前后兩段必須增加相應的引導機構(gòu)，才能保證拉力彈簧前后兩段導桿做同軸直線運動。夾持力的大小是將標準塊從夾具中拉出所需要的力，拉力彈簧為一個標準件，是與夾具彈簧形成比較，如果只有剛性軸，則只有位移量，不管夾具夾持力的大小，只要有一定的位移，就可以將標準塊從夾具中拉出，如果增加彈簧，夾持力大的，拉力彈簧形變就大，就會被拉伸長，如果夾持力小，拉力彈簧就會變小，所測量夾持力大小，就是與拉力彈簧形變大小的比較。本發(fā)明的應用領域有DPCB生產(chǎn)制造中板件夾持，測量夾持力大小；2)電鍍行業(yè)中的板件夾持，測量夾持力大??；3)自動化工業(yè)機械手夾持力的測量；
4)汽車制造行業(yè)中50公斤物件搬運手臂夾持力的檢驗。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1)使夾具夾持力進行標準化測量，還可以進行數(shù)據(jù)記錄與分析，解決以往夾持力無法測量的歷史；2)作業(yè)簡單，操作方便，一個人可手持操作；3)可在線或設備保養(yǎng)時作業(yè)，不影響生產(chǎn)；4)工具制作簡單，可標準化生產(chǎn)；5)用途廣泛，可使用于各種夾具的夾持力測量。以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種夾持力測量儀，用于測量夾具的夾持力，其特征在于包括可更換的適合不同夾具夾持的標準塊、彈簧、顯示夾持力大小的夾持力指示機構(gòu)和產(chǎn)生拉力的拉力機構(gòu)；所述標準塊與彈簧固定連接，彈簧與夾持力指示機構(gòu)固定連接，夾持力指示機構(gòu)與拉力機構(gòu)固定連接；夾持力指示機構(gòu)的指示數(shù)值與彈簧的形變量成正比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持力測量儀，其特征在于所述夾持力測量儀還包括使標準塊定向拔出的第一導向機構(gòu)，所述第一導向機構(gòu)連接于標準塊與彈簧之間，所述導向機構(gòu)包括與標準塊固定連接的第一滑塊和與容置滑塊定向滑動的第一導軌。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的夾持力測量儀，其特征在于所述夾持力測量儀還包括使標準塊定向拔出的第二導向機構(gòu)，所述第二導向機構(gòu)連接于指示機構(gòu)與拉力機構(gòu)之間，所述第二導向機構(gòu)包括與指示機構(gòu)固定連接的第二滑塊和與容置滑塊定向滑動的第二導軌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項所述的夾持力測量儀，其特征在于所述拉力機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)手柄、絲桿和主傳動桿，所述旋轉(zhuǎn)手柄與絲桿螺紋連接，絲桿與主傳動桿連接，絲桿將旋轉(zhuǎn)手柄的旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為主傳動桿的直線位移，主傳動桿與彈簧固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的夾持力測量儀，其特征在于所述夾持力指示機構(gòu)包括儀表盤、拉力指針、直線齒條和齒輪，所述直線齒條和主傳動桿固定連接，齒輪與拉力指針固定連接，直線齒條與齒輪配合，主傳動桿的直線位移通過齒輪轉(zhuǎn)換為拉力指針的在儀表盤內(nèi)偏轉(zhuǎn)指示，所述儀表盤數(shù)值與所述彈簧形變量成正比。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的夾持力測量儀，其特征在于所述夾持力指示機構(gòu)包括拉力指針和力矩表，所述拉力指針與主傳動軸固定連接，主傳動軸的直線位移功過拉力指針在力矩表中移動指示，所述力矩表數(shù)值與所述彈簧形變量成正比。
7.一種夾持力測量方法，其特征在于，包括以下步驟a.將適合測量夾具夾持的標準塊與彈簧、夾持力指示機構(gòu)及拉力機構(gòu)順序固定連接；b.拉力機構(gòu)產(chǎn)生拉力，拉動夾持于夾具內(nèi)的標準塊，彈簧產(chǎn)生形變，指示機構(gòu)中產(chǎn)生指示數(shù)值；c.夾持于夾具內(nèi)的標準塊被拉力機構(gòu)拉出時產(chǎn)生的最大拉力，記錄下夾持力指示機構(gòu)中的指示數(shù)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的夾持力測量方法，其特征在于在步驟c中所述的夾持力指示機構(gòu)包括儀表盤、拉力指針、直線齒條和齒輪，所述直線齒條和主傳動桿固定連接，齒輪與拉力指針固定連接，直線齒條與齒輪配合，主傳動桿的直線位移通過齒輪轉(zhuǎn)換為拉力指針的在儀表盤內(nèi)偏轉(zhuǎn)指示，所述儀表盤數(shù)值與所述彈簧形變量成正比。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的夾持力測量方法，其特征在于在步驟c中所述的夾持力指示機構(gòu)包括拉力指針和力矩表，所述拉力指針與主傳動軸固定連接，主傳動軸的直線位移功過拉力指針在力矩表中移動指示，所述力矩表數(shù)值與所述彈簧形變量成正比。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種夾持力測量儀及夾持力測量方法，用于測量夾具的夾持力，所述夾持力測量儀包括可更換的適合不同夾具夾持的標準塊、彈簧、顯示夾持力大小的夾持力指示機構(gòu)和產(chǎn)生拉力的拉力機構(gòu)；所述標準塊與彈簧固定連接，彈簧與夾持力指示機構(gòu)固定連接，夾持力指示機構(gòu)與拉力機構(gòu)固定連接；夾持力指示機構(gòu)的指示數(shù)值與彈簧的形變量成正比。本發(fā)明提供一種純機械式的夾持力測量儀，運用彈簧的形變量與拉力成比例的原理，通過拉力機構(gòu)產(chǎn)生使夾持在夾具內(nèi)的標準塊拉出的力，并將拉力機構(gòu)產(chǎn)生的拉力通過彈簧的形變在指示機構(gòu)中直觀地指示出來，準確地對夾具的夾持力做出測量結(jié)果，適用于PCB板行業(yè)內(nèi)多種夾具的保養(yǎng)與維護。
文檔編號G01L1/04GK102183321SQ201110039818
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者孫鍵, 曹陽, 閔秀紅, 陳陽 申請人:深南電路有限公司