CN101358892B - 独立加卸砝码静重式标准力源装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种独立加卸砝码静重式标准力源装置，克服结构复杂、效率不高、难以自动化和不易砝码交换加卸的问题。其包括机架(26)、吊挂(32)、一组砝码和砝码电动驱动机构(10)，对应每一块砝码(12)至少有两套砝码电动驱动机构(10)均匀分布地安装在砝码周围机架的立柱(9)上，不工作时，砝码电动驱动机构(10)的滑块(18)与砝码(12)接触。在滑块(18)与砝码(12)和托盘(17)与卡环组件(28)之间分别设置1号弹性构件(17)和弹性构件(27)；在底板(16)中心处安装防摆装置(13)，吊杆(7)下端插入防摆装置(13)两个第二滚动轴承(29)之间与两个第二滚动轴承(29)接触或脱离。

Description

独立加卸砝码静重式标准力源装置

技术领域

本发明涉及一种对测力仪进行检测试验和标定的技术装置，更具体地说，它涉及一种独立加卸砝码静重式标准力源装置。

背景技术

随着经济的飞速发展和科学技术的进步，各个行业对力值计量的要求越来越高。以最具代表性的测力仪之一的负荷传感器的生产和应用为例，目前中国已经是全世界最大的负荷传感器生产国，产量约占世界总产量的一半，数量以每年千万只来计算，应用于以称重为代表的系统中。作为测力仪(通常是指测力传感器、称重传感器、测力环等)，其研发、生产、检定和使用都必须使用力标准机，因而力标准机具有巨大的市场需求。但是传统的静重式标准力源装置及其技术存在着效率极低、结构复杂、体积庞大、成本过高、使用维护极其不方便等诸多问题，更重要的是根本无法满足新的国家标准和国际标准对测力仪检测要求，这大大制约了测力仪的科研和生产的发展以及计量技术的进步。

参阅图1，目前公知的静重式标准力源装置在结构上，将砝码的重力通过力反向器加到被检的测力仪上。机架与反向器之间的上部空间为压空间，下部空间为拉空间，分别用于检定压式测力仪与拉式测力仪。通过反向器下部的承载吊杆对被检测力仪施加重力砝码，根据式(1)，只要知道所挂砝码的质量便可计算出作用于被检测力仪的力。

$f=\mathrm{mg}(1-\frac{{\mathrm{\ρ}}_a}{{\mathrm{\ρ}}_W})---\left(1\right)$

式中ρ_a——空气密度，ρ_W——砝码材料密度。

由于砝码质量可以通过高精度天平标定，重力加速度和密度都是常数，所以只要标准力源装置的机械结构、砝码选配与加卸砝码的方式合理，静重式标准力源装置可以达到很高的力值不确定度。

任何一台标准力源装置通常为满足力值计量会需要有若干块砝码。砝码为多少块最合理？如何增大力值计量范围？如何提高效率，满足测力仪计量检定规程的要求？如何简化结构，降低制造和使用成本？如何将若干块重力砝码根据不同的工作需要施加到承载吊杆上？如何保证高精度并提高机器的自动化水平？这些都是静重式标准力源装置的工作性能的重要技术内容和需要解决的问题。已知的施加重力砝码方法包括通过机械运动顺序依次施加、通过转角机构分别或者成组施加等等。比较先进的结构和方法是砝码放置在固定机架上，并通过“爪子”(或者转角)支承，通过一个结构与固定机架相似、可以上下移动的机架将砝码托起或者放下，从而实现把砝码施加到承载吊杆上的目标。施加某块或者某几块砝码应首先从放置砝码的固定机架支撑转角上提升起砝码，移开支撑转角，然后才能将砝码降落到承载吊杆上。不但结构复杂，工作过程也复杂，效率难以提高。

这些施加砝码的方法结构复杂、工作效率难以提高、难以实现设备工作自动化控制，尤其不易实现砝码的交换控制。对各种测力仪的检测、标定，新的标准给出了对加卸载荷的时间要求，传统的静重式力标准机很难达到这些要求，或者很难全部达到要求。

随着技术的进步发展，尤其是电动机技术、电控技术的进步，电动机及各种控制装置的性能价格比已经很高，因此为在静重式标准力源装置上采用电动驱动机构、为自动化工作以及为提高设备的技术性能奠定了物质和经济技术基础。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的问题，提供了一种具有单独的驱动机构执行每一块砝码能够独立的加卸，并能使标准力源装置上的砝码任意组合，单独或者成组地同时对被检测力仪施加作用力的电动的独立加卸砝码静重式标准力源装置。

为解决上述技术问题，本发明是采用了如下技术方案实现的：以目前公知的主要由机架、吊挂、一组砝码所组成的静重式标准力源装置为基础，增装了用于加卸砝码的砝码电动驱动机构，对应每一块砝码至少有两套砝码电动驱动机构均匀分布地固定安装在砝码周围机架的立柱上，不工作时的独立加卸砝码静重式标准力源装置的砝码电动驱动机构中的滑块与砝码的突出在砝码外侧的支撑件相接触。

砝码电动驱动机构主要由具有失电自锁能力的第一驱动电动机、第一偏心轮、第一滚动轴承、滑块与导向柱组成，第一驱动电机固定安装在机架的立柱上，第一偏心轮的回转轴端与第一驱动电动机的输出轴固定连接，第一偏心轮的外缘套装有第一滚动轴承，第一滚动轴承的外轴承环与滑块的下工作面接触连接，固定安装在滑块两侧的导向柱插入固定在立柱上的滑套里，即形成第一技术方案。

以第一技术方案为基础，在砝码电动驱动机构中的滑块的上工作面和砝码的突出在砝码外侧的支撑件之间设置有具有减小冲击与力值波动的1号弹性构件，即形成第二技术方案。

以第一技术方案与第二技术方案为基础，在吊挂中的托盘与卡环组件之间设置有具有减小冲击与力值波动的弹性构件，即形成第三技术方案与第四技术方案。

以第三技术方案与第四技术方案为基础，在机架的底板的中心处安装一套防摆装置，吊杆的下端插入防摆装置中的两个第二滚动轴承之间，与两个第二滚动轴承接触连接或者脱离。防摆装置主要由两个相同的第二驱动电动机、两个相同的第二偏心轮和两个相同的第二滚动轴承组成。两个相同的第二驱动电动机固定安装在机架的底板上，两个相同的第二驱动电动机输出轴的轴线在水平面内平行，和吊挂中的反向架所确定的平面垂直，两个套装有第二滚动轴承的第二偏心轮的回转轴与第二驱动电动机的输出轴固定连接，两个第二滚动轴承的轴向对称面与垂直设置的吊杆的回转轴线共面。即形成第五技术方案与第六技术方案。

再以第一技术方案与第二技术方案为基础，在机架的底板的中心处安装一套防摆装置，吊杆的下端插入防摆装置中的两个第二滚动轴承之间，与两个第二滚动轴承接触连接或者脱离。防摆装置主要由两个相同的第二驱动电动机、两个相同的第二偏心轮和两个相同的第二滚动轴承组成。两个相同的第二驱动电动机固定安装在机架的底板上，两个相同的第二驱动电动机输出轴的轴线在水平面内平行，和吊挂中的反向架所确定的平面垂直，两个套装有第二滚动轴承的第二偏心轮的回转轴与第二驱动电动机的输出轴固定连接，两个第二滚动轴承的轴向对称面与垂直设置的吊杆的回转轴线共面。即形成第七技术方案与第八技术方案。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明的电动独立加码方式使机器上的砝码可以根据需要任意组合使用。砝码电动驱动机构不但结构简单，而且可以实现驱动机构的模块化设计；第一驱动电动机作为原动机非常适于运用微电子和数字控制技术。因而可以从根本上解决静重式力标准机加载速度慢、控制装置复杂、可靠性低、操作使用复杂、难以实现自动化的问题，对实现静重式标准力源装置的准确、快速和自动加载的目标，简化控制装置、提高可靠性、降低成本有益；它可以完全符合各种标准对测力仪检测过程中施加载荷的要求。

2.本发明可以通过砝码交换的方法，通过优化选择砝码的数量，达到运用少量的砝码实现尽可能多的载荷级数，从而极大地扩大对测力仪的检测范围，使机器的结构大大简化，成本大大降低；且可以不必另加装检测装置，完成砝码交换过程，力值波动很小，控制装置和方法简单可靠。

3.本发明所述的实现砝码加卸动作的机构是第一驱动电动机驱动偏心轮滑块机构，支承砝码的滑块通过一弹性构件与砝码接触，同时砝码的重力通过处于中心位置的吊杆上的托盘施加到被检测力仪上，托盘通过一弹性机构与吊杆连接，弹性机构的应用不但减小以至可以消除冲击现象，同时有利于在砝码交换过程中减小力值波动，提高力值施加的精度。

4.本发明加卸载过程中使用了防摆机构，该机构在工作过程中起着减小砝码的晃动、提高力值施加精度的作用，并能够缩短读数的稳定时间。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是目前公知的静重式标准力源装置的结构简图；

图2是电动的独立加卸砝码静重式标准力源装置中独立加卸砝码方式的结构原理示意图；

图3是电动的独立加卸砝码静重式标准力源装置中独立加卸砝码机构的工作原理示意图；

图4-a是电动的独立加卸砝码静重式标准力源装置加码过程中滑块下降的位移变化曲线；

图4-b是电动的独立加卸砝码静重式标准力源装置卸码过程中滑块上升的位移变化曲线；

图5-a是电动的独立加卸砝码静重式标准力源装置同时加卸砝码时吊挂位移变化曲线；

图5-b是电动的独立加卸砝码静重式标准力源装置同时加卸砝码时吊挂力值变化曲线；

图6是电动的独立加卸砝码静重式标准力源装置中托盘与相邻零部件装配关系主视图上的全剖视图；

图7-a是电动的独立加卸砝码静重式标准力源装置中防摆装置的结构的主视图；

图7-b是电动的独立加卸砝码静重式标准力源装置中防摆装置的结构的俯视图；

图8-a是电动的独立加码静重式标准力源装置中砝码电动驱动机构的结构的主视图上的全剖视图；

图8-b是图8-a中在D-D位置的剖视图；

图9是一台型号为20kN的电动的独立加卸砝码静重式标准力源装置的结构的主视图上的全剖视图；

图中：1.顶横梁，2.挂杆，3.反向架，4.第一导向柱，5.动横梁，6.丝杠，7.吊杆，8.下横梁，9.立柱，10.砝码电动驱动机构，11.托盘，12.砝码，13.防摆装置，14.地脚垫，15.环境实验箱，16.底板，17.1号弹性构件，18.滑块，19.第一偏心轮，20.第一滚动轴承，21.第一驱动电动机，22.导向柱，23.第二驱动电动机，24.第二偏心轮，25.位置开关，26.机架，27.弹性构件，28.卡环组件，29.第二滚动轴承，30.压式测力仪，31.拉式测力仪，32.吊挂，H.滑块升降最大行程，h.滑块与托盘之间的初始距离，Q.砝码初始位置直线，M.加砝码托盘位移曲线，N.卸砝码托盘位移曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图9，图中所示的是一台型号为20kN的电动的独立加卸砝码静重式标准力源装置。电动的独立加卸砝码静重式标准力源装置是一种以砝码12的重力为力源的检测装置，砝码12的重力通过处于中心位置的吊杆7施加到被检的测力仪上。其基本结构组成包括机架26、砝码电动驱动机构10、吊挂32、砝码12、防摆装置13与电控系统。

机架26包括底板16、立柱9、下横梁8、丝杠6、第一导向柱4、动横梁5和顶横梁1等组成，主要作用是承载砝码、安装被检的测力仪。机架26的下半部分即由底板16、立柱9和下横梁8所组成的部分是一个横截面是一个正方形的立式框架，框架的里面是容纳砝码12的空间，借助于吊挂32使一组砝码12(17块)依次等间隔地放在吊杆7上的托盘11上，或者由砝码电动驱动机构10支撑着。动横梁5上安装被检的测力仪，可以通过电动机、蜗轮蜗杆副驱动丝杠6带动动横梁5上下移动，用于调整拉空间或压空间的上下位置。对于具有一组砝码12的电动的独立加卸砝码静重式标准力源装置，每块砝码12的加卸动作均采用独立的砝码电动驱动机构10来完成。对应每一块砝码在其周围应最少安装两套砝码电动驱动机构10。

参阅图8-a、图8-b与图9，如前面所述为了达到独立驱动加卸砝码12的目的，在每一块砝码的周边应最少均匀地安装两套砝码电动驱动机构10，砝码12的外形一般是圆形或正方形的，砝码周边均布有突出砝码外侧的支撑件，每个砝码上支撑件的个(组)数与周围的砝码电动驱动机构10的套数相等(本发明所述砝码上的支撑件以组为单位，每个砝码上布有两组支撑件，每组包括两个突出砝码外侧的支撑件，在砝码的周围对称安装2套电动驱动机构10)，所以在砝码的周边一般采用2至4套砝码电动驱动机构10，当采用4套时其中一套是起辅助作用，所以说，一台型号为20kN的电动的独立的加卸砝码静重式标准力源装置如果具有17块砝码，那么就应该有17个2至4套砝码电动驱动机构10在砝码的周围均匀分布地由上至下地固定安装在机架26上。砝码电动驱动机构10具体是安装在立柱9的内侧面上，它主要由第一驱动电动机21、第一偏心轮19、第一滚动轴承20、滑块18、导向柱22组成，砝码电动驱动机构10的动力由具有失电自锁能力的电动机提供。驱动机构的基本组成为一偏心轮滑块结构，第一偏心轮19的外缘套装有第一滚动轴承20，它的回转轴与第一驱动电动机21的输出轴固定连接，工作时第一偏心轮19带动滑块18沿导向柱22作上下直线运动。独立加砝码机构10中的滑块18与砝码接触部分采用具有弹性的1号弹性构件17，用以减小冲击，减小力值波动。即在滑块18的上工作面与砝码周边均布的突出砝码外侧的支撑件之间固定有具有弹性的1号弹性构件17，即采用一个板式弹簧。

参阅图6与图9，吊挂32包括挂杆2、反向架3、吊杆7、托盘11等组成，挂杆2一端与机架26的顶横梁1活动连接，另一端与长方形的反向架3的上端固定连接，反向架3的下端与吊杆7的上端固定连接，吊杆7的下端与防摆装置13活动连接。电动的独立加卸砝码静重式标准力源装置不工作时吊挂32通过两个相同的挂杆2挂在顶横梁1上。吊挂32中的托盘11与卡环组件28之间也采用一个弹性构件27，用以减小加卸砝码12时的冲击，减小力值波动。

参阅图7，加卸砝码时为了减小以至消除吊杆7的摆动，在吊杆7的底部加装防摆装置13。防摆装置13包括一对同步相向转动的第二驱动电动机23和一对外缘套装有第二滚动轴承29的第二偏心轮24，第二驱动电动机23的转动周期大于吊杆7的摆动周期。

更具体地说，两个相同的第二驱动电动机23固定安装在机架26的底板16的上工作面的中心处，两个相同的第二驱动电动机23输出轴的轴线在水平面内平行，和机架26的对称面平行，和吊挂32中的反向架3所(处)确定的平面垂直，两个套装有第二滚动轴承29的第二偏心轮24的回转轴与第二驱动电动机23的输出轴固定连接，两个第二滚动轴承29的轴向对称面与垂直设置的吊杆7的回转轴线共面。也就是说，垂直设置的吊杆7的下端插入防摆装置13中两个第二滚动轴承29外轴承环的外圆环面之间，根据工作需要与两个第二滚动轴承29外轴承环接触连接或者是脱离。

加卸砝码时，启动两个第二驱动电动机23，两个第二偏心轮24同步相向缓慢转动直至两个第二滚动轴承29与吊杆7接触并夹紧使其不能摆动，完成加卸砝码。加卸砝码后，再启动两个第二驱动电动机23，使两个第二偏心轮24同步向相反方向缓慢转动直至两个第二滚动轴承29与吊杆7脱离，电动的独立加卸砝码静重式标准力源装置可进行检测工作，检测被检的测力仪直至检测工作结束。然后进行下一个且重复上述步骤的新工作循环。

电控系统包括控制器(图中未注)、位置开关、驱动电机的控制开关等，它们均布置在下横梁8的下部相应位置上，在下横梁8上部的整个工作部分(即环境实验箱15内部)不布置任何电器件；控制器中又包括装有计算机程序的单片机，执行计算机程序，再结合各种电器开关的动作就可以有序地控制哪块或哪几块砝码周围的砝码电动驱动机构10启动，达到单独加卸或交换加卸砝码的目的。独立加卸砝码静重式标准力源装置设置的砝码12共计17块，机器不工作时通过两个突出在砝码外侧的支承件放置在布置在两侧的砝码电动驱动机构10中的滑块18上。17块砝码包括100N(1块)、200N(1块)、300N(1块)、400N(1块)、500N(2块)、1000N(4块)、200N(7块)。另外吊挂32本身也算作一块砝码。

独立加卸砝码静重式标准力源装置的结构与理论分析

在上面介绍各组成部分具体结构的基础上，概括地说本发明提出的静重式标准力源电动独立加码装置，是通过至少是两套砝码电动驱动机构10执行每一块砝码独立的加卸动作，可以使独立加卸砝码静重式标准力源装置上的一组砝码任意组合，单块或者几块同时对被检测力仪施加作用力。

为此，提出了一种全新的独立加码方式。由电动机驱动凸轮机构转动，带动滑块18做升降运动，滑块18上放置着砝码12。从而当滑块升降时，砝码随之升降，完成砝码12往吊挂32上的加卸砝码的动作。

具体实施过程：

初始状态，由至少是两套砝码电动驱动机构10中的滑块18支撑着一组砝码12处于最顶端位置，吊挂32则处于自由状态，其上的托盘11与各块砝码12之间有一初始距离h。

1.加砝码

第一驱动电动机21驱动第一偏心轮19转动，带动滑块18向下移动，滑块18支撑的砝码12随之下降，直到砝码12与吊挂32上的托盘11接触并被托住。随后滑块18继续向下运动直至最底端位置。滑块18的这一空行程理论值为，滑块18最大升降距离H的一半，加上托盘11与砝码12之间的初始距离h。滑块18的这一空行程越大，越有利于防止吊挂32与砝码12之间和砝码12与砝码12之间产生刮碰现象。因被检的测力仪及其它构件受力变形，使两块砝码12之间以及吊挂32中的托盘11与砝码12之间的初始距离h减小，因而该空行程值减小。所以该空行程的最小值不应小于上述变形值。

2.卸砝码

参阅图4-a与图4-b，第一驱动电动机21驱动第一偏心轮19转动，带动滑块18向上运动，直到滑块18与放置在吊挂上的砝码12接触并把砝码12托起。随后滑块18带动砝码12继续向上运动直至最顶端位置。滑块18从吊挂32中的托盘11上托起砝码12之前的这一行程理论值与上述加砝码过程中滑块18脱离砝码12向下运动的空行程相同。

加砝码过程滑块下降运动位移

$y_1=\frac{H_1}{2}+\frac{H_1}{2}\cos \mathrm{\θ}$    θ＝ω₁t        (2)

卸砝码过程滑块上升运动位移

$y_2=\frac{H_2}{2}-\frac{H_2}{2}\cos \mathrm{\α}$     α＝ω₂t      (3)

式中：H₁、H₂分别是加、卸砝码过程滑块的最大位移，ω₁和ω₂分别是滑块下降和上升时第一驱动电动机21的角速度。(图中H₁、H₂统一用H表示，ω₁、ω₂统一用ω表示)

这种谐波运动规律，滑块18带动砝码12运动至最顶端和最底端的运动速度为

${y_1}^{\′}={y_2}^{\′}=0\left|\begin{array}{c}\mathrm{\θ}=0,\mathrm{\θ}=\mathrm{\π}\\ \mathrm{\α}=0,\mathrm{\α}=\mathrm{\π}\end{array}\right.---\left(4\right)$

即在最顶端和最底端附近运动速度很小，有利于滑块带动砝码12平稳启动和停止，减小冲击。

但是这种运动规律，在 $\mathrm{\θ}=\frac{\mathrm{\π}}{2},$ $\mathrm{\α}=\frac{\mathrm{\π}}{2}$ 处，速度具有最大值。由于吊挂32的初始位置接近于此处，因此滑块18带动砝码12往吊挂32上放置的过程，初始时和滑块18从吊挂32上取下砝码12的初始时由于砝码质量较大，根据动量原理，可能发生冲击现象，为此通过加装弹性元件的方式减小冲击力。

参阅图6与图9，图中所示为吊挂32与托盘11的结构，吊挂32由托盘11、弹性构件27以及吊杆7组成。弹性元件27可以是碟型、波形等形式的弹簧。砝码12落到托盘11上时弹簧被压缩，直至托盘11与卡环组件28接触。弹簧变形和刚度大小根据设计需要确定。托盘11可以沿吊杆7上下滑动，滑动距离取决于设计的弹簧变形大小。

参阅图8，图中所示为砝码电动驱动机构10，它包括第一驱动电动机21、第一偏心轮19、第一滚动轴承20、滑块18、导向柱22、1号弹性构件17等组成。第一驱动电动机21和驱动机构均有自锁功能。工作时，砝码电动驱动机构10中的第一驱动电动机21转动，第一驱动电动机21带动第一偏心轮19转动，偏心轮上安装的第一滚动轴承20绕偏心轴中心转动，其轴承外环的外圆表面与滑块18下工作表面接触并做相对滚动运动，同时由于第一偏心轮19的转动，驱动滑块18带动砝码12向下移动，使砝码12落在吊杆7上的托盘11上。滑块18通过弹性构件17与砝码12接触，起到缓冲作用。滑块的行程H大小由第一偏心轮19的偏心距e决定，且H＝2e。滑块运动是否到位，由位置开关发出指令进行控制。当需要卸掉砝码12时，动作过程与上述类似，只是滑块18向上运动。因为驱动机构是自锁的，所以能够在任意位置停止运动，滑块18都不会自动下落。

参阅图7，为了减小以至消除吊杆7的摆动，在吊杆7的底部加装防摆装置13。防摆装置13是一对由第二驱动电动机23驱动的同步相向转动的、且外缘套装有第二滚动轴承29的第二偏心轮24，其转动周期大于吊杆的摆动周期。

参阅图5，为了尽量增大施加力围和级数，减少砝码12的个数，可以采用交换砝码的方法。例如，施加一级1000N的载荷，可以施加一块2000N的砝码，同时卸掉一块1000N的砝码。当需要交换砝码时，加卸砝码过程均有。显然只要加卸砝码过程的位移—时间曲线和吊挂32上托盘11的位置线交于一点，则加砝码与卸砝码同时对吊挂32施加作用力，就如同加卸一块砝码一样。此时交换砝码过程的吊挂力值变化关系如曲线所示。

实现这一目标的方法是，当吊挂托盘位置确定且为已知的情况下，改变加卸砝码过程位移—时间曲线的相位，即可以达到加砝码与卸砝码同时对吊挂32施加作用力的目的。图中所示为卸砝码曲线超前一个角度

。超前角度可以实时检测得到。为了弥补由于检测误差、第一驱动电动机21相应滞后造成的相位不准确，可以利用在支承砝码的滑块18和托盘11处加装的1号弹性构件17。

上述采用砝码电动驱动机构10独立加码方式，多层砝码可以根据需要同时或者分时加卸，或者按照某种规则加卸。滑块18的行程取决于第一偏心轮19的偏心量(设偏心量为e，则理论行程为2e)，升降的速度取决于第一驱动电动机21。因而通过适当的控制方法，实现砝码12快速、平稳加卸；通过不同的砝码自由组合，实现最大限度的负荷级数，扩大使用范围是可能的。电动驱动有利于实现数字化控制，由于分层独立加卸砝码，加之每一层砝码的驱动具有相同的结构，对驱动功率要求大大降低；随着电子技术、电动机技术的进步，为电动驱动提供了技术和价格基础。因而采用砝码电动驱动机构10的独立加卸砝码静重式标准力源装置具有结构简单、自动化程度高、可靠性高、易于维护、造价低等优点。

独立加卸砝码静重式标准力源装置的工作原理：

参阅图9，被检的测力仪(图中未注)放置在位于上部的动横梁5上，施加于被检测力仪上的载荷通过丝杠、螺母、轴承作用于机架26上，机架26由地脚垫14支撑。工作时，首先由电动机驱动丝杠、螺母、动横梁5带动被检测的传感器(或者其他测力仪)向上移动直至被检测的传感器与吊挂32中的反向架3的上部接触并带动吊挂32一起向上移动，当吊挂32中的挂杆2脱离顶横梁，并由位置开关25发出指令。然后根据需要施加的载荷大小，控制器自动选择砝码12，并启动砝码驱动机构10的第一驱动电机21转动，通过滑块18带动砝码12向下移动，使砝码12落在吊挂32中吊杆7上的托盘上。滑块18的行程由位置开关发出指令，进行控制。当需要卸下砝码12时，动作过程与上述类似，只是滑块18向上移动。因为砝码驱动机构10是具有自锁功能的，所以在任意位置停止运动，滑块18都不会自动下落。

当需要交换砝码12时，由控制器按照上述砝码交换原理控制砝码12的加卸。正如前面所述，因为配置了相应的控制器和计算机程序，所以能够实现独立加卸砝码静重式标准力源装置的全自动工作。

砝码交换时加卸砝码计算实施例

1.检测2000N规格传感器，十级等间隔加载：

200N(吊挂)，200N(砝码直加)，400-200N(交换)，200N(砝码直加)，500N+100N-400N(交换)，400-200N(交换)，200N(砝码直加)，300-100N(交换)，500N-300N(交换)，300N+100N-200N(交换)；

2.检测2000N规格传感器，十级等间隔卸载：

200N-300N-100N(交换)，300N-500N(交换)，100N-300(交换)，-200N(砝码直减)，200N-400N(交换)，400N-500N-100N(交换)，-200N(砝码直减)，200N-400N(交换)，-200N(砝码直减)，-200N(吊挂)

通过交换砝码，可以实现最小分级间隔为100N的载荷级数组合。

Claims (5)

1.一种独立加卸砝码静重式标准力源装置，包括有机架、吊挂与一组砝码，其特征是该装置还设置有用于加卸砝码的砝码电动驱动机构(10)，对应每一块砝码(12)至少有两套砝码电动驱动机构(10)均匀分布地固定安装在砝码(12)周围机架(26)的立柱(9)上，不工作时的独立加卸砝码静重式标准力源装置的砝码电动驱动机构(10)中的滑块(18)与砝码(12)的突出在砝码外侧的支撑件相接触；

砝码电动驱动机构(10)主要由具有失电自锁能力的第一驱动电动机(21)、第一偏心轮(19)、第一滚动轴承(20)、滑块(18)与导向柱(22)组成，第一驱动电动机(21)固定安装在机架(26)的立柱(9)上，第一偏心轮(19)的回转轴端与第一驱动电动机(21)的输出轴固定连接，第一偏心轮(19)的外缘套装有第一滚动轴承(20)，第一滚动轴承(20)的外轴承环与滑块(18)的下工作面接触连接，固定安装在滑块(18)两侧的导向柱(22)插入固定在立柱(9)上的滑套里。

2.按照权利要求1所述的独立加卸砝码静重式标准力源装置，其特征是在砝码电动驱动机构(10)中的滑块(18)的上工作面和砝码(12)的突出在砝码外侧的支撑件之间设置有具有减小冲击与力值波动的1号弹性构件(17)。

3.按照权利要求1或2所述的独立加卸砝码静重式标准力源装置，其特征是在吊挂(32)中的托盘(11)与卡环组件(28)之间设置有具有减小冲击与力值波动的2号弹性构件(27)。

4.按照权利要求3所述的独立加卸砝码静重式标准力源装置，其特征是在机架(26)的底板(16)的中心处安装一套防摆装置(13)，吊杆(7)的下端插入防摆装置(13)中的两个第二滚动轴承(29)之间，与两个第二滚动轴承(29)接触连接或者脱离；

防摆装置(13)主要由两个相同的第二驱动电动机(23)、两个相同的第二偏心轮(24)和两个相同的第二滚动轴承(29)组成，两个相同的第二驱动电动机(23)固定安装在机架(26)的底板(16)上，两个相同的第二驱动电动机(23)输出轴的轴线在水平面内平行，和吊挂(32)中的反向架(3)所确定的平面垂直，两个套装有第二滚动轴承(29)的第二偏心轮(24)的回转轴与第二驱动电动机(23)的输出轴固定连接，两个第二滚动轴承(29)的轴向对称面与垂直设置的吊杆(7)的回转轴线共面。

5.按照权利要求1或2所述的独立加卸砝码静重式标准力源装置，其特征是在机架(26)的底板(16)的中心处安装一套防摆装置(13)，吊杆(7)的下端插入防摆装置(13)中的两个第二滚动轴承(29)之间，与两个第二滚动轴承(29)接触连接或者脱离；

防摆装置(13)主要由两个相同的第二驱动电动机(23)、两个相同的第二偏心轮(24)和两个相同的第二滚动轴承(29)组成，两个相同的第二驱动电动机(23)固定安装在机架(26)的底板(16)上，两个相同的第二驱动电动机(23)输出轴的轴线在水平面内平行，和吊挂(32)中的反向架(3)所确定的平面垂直，两个套装有第二滚动轴承(29)的第二偏心轮(24)的回转轴与第二驱动电动机(23)的输出轴固定连接，两个第二滚动轴承(29)的轴向对称面与垂直设置的吊杆(7)的回转轴线共面。

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