CN102954912B - 一种天平杠杆机 - Google Patents

Abstract

一种天平杠杆机，包括反向架、设置于所述反向架上的机架、横穿所述机架的大梁、以及设置于所述机架与所述大梁间的移动托架；所述机架中心处设置有第一丝杆，所述移动托架上端中心处设置有与所述第一丝杆相匹配的第一螺帽；所述大梁包括本体及对称设置于所述本体两端的力臂，所述力臂端部设置有天平刀架；所述大梁内部还固定设置有平衡装置，所述平衡装置包括位于所述大梁中心处的支撑刀、位于所述支撑刀一侧的天平十字刀、以及位于所述大梁前后端的天平刀。本发明既可以作为天平使用，又可以对工件性能检测，适用范围较广，且检测精度较高。

Description

一种天平杠杆机

技术领域

本发明涉及一种精密检测仪器，具体涉及一种天平杠杆机。

背景技术

检测仪器的精确度高低及其检测功能多样化的问题，在重型机械及工件性能精密检测领域越来越受到关注。

现有的压力、拉力、强度等性能的检测仪器一般为拉压力试验机等，其检测的内容仅仅局限于对工件自身一些强度性能的测试，但由于试验机本身结构功能的局限性，其检测精度较差、使用范围较小，尤其是一些航天设备的专用零部件，精度要求较高，由于其检测精度较低，严重影响设备的作用性能。

近年来，对于一般高精产品的检测主要采用杠杆机，杠杆机主要是采用杠杆的作用原理，通过与静重机的配合作用，将力施加于工件上进行检测，其测试精度较高，但杠杆机在测试时需将工件有效地固定于设备中心处，后将作用力施加于设备中心处，以便保证检测的准确性，但若要将工件安装固定于中心处，且又要保证作用始终施加于设备中心不产生偏移，操作难度较大，安装成本较高，一旦造成固定不精准，则会造成检测误差，影响工件质量。而且杠杆机仅可针对工件的拉力、压力强度进行测试，功能局限化。

发明内容

为解决现有检测仪器检测精度较差，检测功能较为局限化，且检测成本较高等问题，本发明公开了一种天平杠杆机，以达到提高检测精度，扩大适用范围，降低检测、安装固定成本的目的。

本发明的技术方案如下：

一种天平杠杆机，包括反向架、设置于所述反向架上的机架、横穿所述机架的大梁、以及设置于所述机架与所述大梁间的移动托架；

所述机架中心处设置有第一丝杆，所述移动托架上端中心处设置有与所述第一丝杆相匹配的第一螺帽；

所述大梁包括本体及对称设置于所述本体两端的力臂，所述力臂端部设置有天平刀架；所述机架顶端还固定设置有重心调整块，所述重心调整块固定于所述力臂上；

所述大梁内部还固定设置有平衡装置，所述平衡装置包括位于所述大梁中心处的支撑刀、位于所述支撑刀一侧的天平十字刀、以及位于所述大梁前后端的天平刀。

优选的，所述天平十字刀包括与所述支撑刀在同一水平线上的受力刀，以及位于所述反向架上的平衡刀，所述平衡刀与所述受力刀投影相互垂直，且所述平衡刀与所述受力刀的中心线与其投影的交点相交。

优选的，所述反向架包括支架、对称设置于所述支架上的导向柱、以及沿所述导向柱上下移动的升降平台；所述支架上还设置有第二丝杆，所述第二丝杆贯穿所述升降平台，所述第二丝杆为对称设置的至少2根，所述升降平台上与所述第二丝杆对应处固定设置有第二螺帽，所述第二螺帽与所述第二丝杆的数量一致；还包括带动所述升降平台移动的传动装置。

优选的，所述本体上端设置有用于放置受力刀的第一刀槽，所述本体下方中心处设置有用于放置支撑刀的第二刀槽，所述第一刀槽偏离所述第二刀槽一侧设置，所述第一刀槽与所述第二刀槽的中心线距离小于等于200mm。

优选的，所述丝杆为旋向相反的2根，所述丝杆的底端设置有蜗轮，所述传动装置包括电动机与相互啮合的2个同步带轮，所述其中一个同步带轮与所述电动机相连接，所述另一同步带轮两端对称设置有旋向相反的并与所述蜗轮相匹配的蜗杆。

优选的，所述天平刀的刀口固定安装于所述移动托架上；所述本体上端边沿向外伸出有凸台，所述凸台为前后对称的2个，所述凸台的中心线与所述第二刀槽的中心线在同一条直线上，所述天平刀的刀衬固定于所述凸台上。

优选的，所述天平刀架包括固定架、位于所述固定架上的限位框、以及能够在所述限位框内水平移动的活动刀座，所述活动刀座上固定安装有刀具，所述限位框的前后端还设置有用于限制所述刀具纵向移动的限位块；还包括带动所述活动刀座移动的调节机构。

优选的，所述调节机构包括对称设置于所述活动刀座两侧的调整块，以及与所述调整块固定连接的并给予所述调整块动力的调整杆，所述调整块与所述活动刀座相接触的一面为楔形面。

优选的，所述调整杆为丝杆，所述调整块上设置有与所述丝杆相匹配的连接孔，所述限位框上设置有与所述连接孔在同一中心线上的通孔，所述通孔尺寸大于或等于所述连接孔尺寸，所述连接孔与所述通孔中至少一个设置有与丝杆相匹配的内螺纹。

优选的，所述活动刀座上设置有凹槽，所述凹槽内设置有至少一个用于压紧所述刀具的刀具定位块，所述刀具定位块与所述刀具相接触的一面为楔形面。

本发明公开的天平杠杆机，包括反向架、机架、大梁与移动托架；

机架中心处设置有第一丝杆，移动托架上端中心处设置有与第一丝杆相匹配的第一螺帽；通过转动第一丝杆带动移动托架上下移动，从而带动大梁上提，控制支撑刀、天平十字刀、与天平刀的开合，当天平刀闭合时，支撑刀与受力刀分开，下方的反向架不起作用，天平刀作为支点，大梁作为摆杆，从而实现天平的功能，反之，支撑刀作为支点，大梁作为杠杆，在反向架中检测工件的性能，本发明既可以作为天平使用，又可以对工件性能检测，适用范围较广，且检测精度较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明公开的一种天平杠杆机的结构示意图；

图2为本发明公开的一种天平杠杆机中反向架传动装置的结构示意图；

图3为本发明公开的一种平衡装置中受力刀与平衡刀的安装位置关系的结构图；

图4为本发明公开的一种平衡装置中各刀具的位置关系简图；

图5为本发明公开的一种移动刀架中限位框与活动刀座的配合的结构示意图；

图6为本发明公开的一种移动刀架中活动刀座的结构示意图；

图7为本发明公开的大梁的结构示意图。

图中的数字或字母所代表的相应部件的名称：

100、反向架  200、机架  300、大梁  400、移动托架  500、天平刀架；

101、支架  102、导向柱  103、第二丝杆  104、第二螺帽  105、固定板  106、升降平台  107、底座  108、上面板  109、缺口  110、电动机  111、同步带轮  112、蜗杆  113、蜗轮  114、底板；

201、上平板  202、下平板  203、支撑杆  204、第一丝杆  205、第一螺帽  206、伺服电机  207、重心调整块；

301、本体  302、力臂  303、第一刀槽  304、第二刀槽  305、定位孔  306、凸台；

401、受力刀  402、平衡刀  403、支撑刀  404、天平刀  405、上刀座  406、下刀座  407、连接杆；

501、固定架  502、限位框  503、活动刀座  504、调整块  505、刀具定位块  506、刀具  507、通孔  508、连接孔  509、丝杆  510、凹槽  511、限位块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种天平杠杆机，以达到提高检测精度，扩大适用范围，降低检测、安装成本的目的。

如图1-7所示，一种天平杠杆机，包括反向架100、设置于反向架100上的机架200、横穿机架200的大梁300、以及设置于机架200与大梁300间的移动托架400；机架200中心处设置有第一丝杆204，移动托架400包括上平板201、下平板202、以及将上平板201与下平板202支撑固定的支撑杆203，上平板201上端中心处设置有与第一丝杆204相匹配的第一螺帽205，机架200上还固定设置有与第一丝杆204连接并为其提供动力的伺服电机206，通过启动伺服电机206带动第一丝杆204转动，带动移动托架400上下移动。

大梁300包括本体301及对称设置于本体301两端的力臂302，力臂302端部设置有天平刀架500；机架200顶端还固定设置有重心调整块207，重心调整块207固定于力臂302上；用于调整天平杠杆机的对中。大梁300的本体301位于上平板201与下平板202之间，当移动托架运行至与大梁300相接触时，大梁300可随移动托架同步移动。

大梁300内部还固定设置有平衡装置，平衡装置包括位于大梁300中心处的支撑刀403、位于支撑刀403一侧的天平十字刀、以及位于大梁300前后端的天平刀404；天平十字刀包括与支撑刀403在同一水平线上的受力刀401，以及位于固定板105与上面板108之间的平衡刀402，平衡刀402与受力刀401投影相互垂直，且平衡刀402与受力刀401的中心线与其投影的交点相交，形成十字刀，从而使得受力刀401所承受的作用力，精确的作用于受力刀401与平衡刀402的交点处，避免了作用力较分散，导致检测工件性能时产生的检测误差，保证检测的准确性。

本体301上端设置有用于放置受力刀401的第一刀槽303，本体301下方中心处设置有用于放置支撑刀403的第二刀槽304，第一刀槽303偏离第二刀槽304一侧设置，第一刀槽303与第二刀槽304的中心线距离小于等于200mm。第一刀槽303内还设置有至少一个用于定位受力刀301的定位孔305，各定位孔305对称设置。其中第一刀槽303与第二刀槽304的中心线距离可为150mm、160mm、190mm等，定位孔的数量可为3、4、5或多个，具体不做限制。

支撑刀403的刀衬固定于上面板108上，保持固定不动，其刀口固定于第二刀槽304内，随大梁200的移动而运动，控制支撑刀403的开合；受力刀401设置于第一刀槽303内，连接杆407对应的通过各定位孔305将受力刀401固定于大梁300内，受力刀401的刀口固定于上刀座405上，受力刀401的刀衬固定于大梁300内部，随大梁300的升降而升降，控制受力刀的开合；受力刀401纵向设置；连接杆407的下端连接有下刀座406，下刀座406上固定设置有平衡刀402，平衡刀402为横向设置的常闭刀。其中受力刀与平衡刀的放置方式视具体情况而定，只要保证其投影相互垂直即可，在此不做限制。

天平刀404的刀口固定安装于移动托架400上。本体301上端边沿向外伸出有凸台306，凸台306为前后对称的2个，凸台306的中心线与第二刀槽304的中心线在同一条直线上，天平刀404的刀衬固定于凸台306上。移动托架400上下移动控制天平刀404的开合。

通过在大梁上设置第一凹槽与第二凹槽有效的将支撑刀与受力刀固定安装于大梁内部，凹槽的四周及底部均用于承受力臂两端的作用力，结构强度较好，使用寿命较长，且承重力较强，适用范围较广。

反向架100包括支架101、对称设置于支架101上的导向柱102、以及沿导向柱102上下移动的升降平台106；支架101上还设置有第二丝杆103，第二丝杆103贯穿升降平台106，第二丝杆103为对称设置的2根，升降平台106上与第二丝杆103对应处固定设置有第二螺帽104，第二螺帽104与第二丝杆103的数量一致；第二丝杆103的底端设置有蜗轮113，还包括带动升降平台106移动的传动装置。传动装置包括电动机110与相互啮合的2个同步带轮111，其中一个同步带轮与电动机110相连接，另一同步带轮两端对称设置有旋向相反的并与蜗轮113相匹配的蜗杆112。

电动机110带动其前端的同步带轮111转动，由于2个同步带轮相啮合，将动力传递出去；另一同步带轮的两侧设置有旋向相反的蜗杆112，通过同一部电动机110给蜗杆112动力，由于两端蜗杆112的旋向相反，蜗杆112与蜗轮113啮合后，两根丝杆103随蜗轮113向相反的方向转动，同时向内或向外侧转动；由于两根丝杆103的旋向不同，且转向相反，保证2根丝杆同时给予升降平台106向上或向下的作用力，避免造成作用力方向相反而导致升降平台与丝杆及导向柱间的卡死。每根丝杆还可分别由一台电动机与相应的同步带轮带动，只要保证丝杆同时给予升降平台向上或向下的作用力即可，在此不做限制。

第二丝杆103的数量还可以为对称设置的4根，电动机110的数量为1个，电动机110前端连接有1个同步带轮，该同步带轮的两侧还各设置有一个同步带轮，且两侧同步带轮的两端设置有旋向相反的蜗杆112，保证4根丝杆同时向内与向外旋转，4根丝杆对称设置，保证升降的稳定性。此外丝杆的数量还可视具体情况而定，只要可有效保证升降平稳即可，在此不做限制。

此外，支架101的底座107与导向柱102的伸出端对应的位置处设置有方便导向柱102安装的缺口109。通过设置缺口109可方便导向柱的拆卸，简化安装拆卸步骤，降低劳动量，提高安装拆卸效率。    

天平刀架包括固定架501、位于固定架501上的限位框502、以及能够在限位框502内水平移动的活动刀座503，活动刀座503上固定安装有刀具506。还包括带动活动刀座503移动的调节机构。调节机构包括对称设置于活动刀座503两侧的调整块504，以及与调整块504固定连接的并给予调整块504动力的调整杆。调整杆为丝杆509，调整块504上设置有与丝杆509相匹配的连接孔508，限位框502上设置有与连接孔508在同一中心线上的通孔507，通孔507尺寸大于或等于连接孔508的尺寸。调整块504与活动刀座503相接触的一面为楔形面。连接孔508内设置有螺纹，丝杆509穿过通孔507与连接孔508配合作用，丝杆509的一端伸出通孔507外侧，丝杆509上还设置有挡圈（未视出），保证丝杆509只能在通孔507内转动，避免产生前后移动；丝杆509正传时，丝杆509推动调整块504沿丝杆509中心线前移，丝杆509反转时，丝杆509拉动调整块504后移，通过对两侧的调整块504一前移一后退的共同作用，从而楔形面推动活动刀座403左右移动，调节活动刀座503相对于大梁300中心的距离。操作简单，且丝杆每转一圈活动刀座503所移动的距离较小，因此调节精度较高。

活动刀座503上设置有凹槽510，刀具定位块505为对称设置于所述凹槽510内的两个。刀具定位块505与刀具506相接触的一面为楔形面。刀具定位块505与活动刀座503通过螺栓相固定，由于刀具定位块505与刀具506相接触的一面为楔形面，通过松动螺栓，使得刀具定位块505与刀具506间存在间隙，可将刀具506从一侧取出，通过锁紧螺栓，可将刀具506压紧于凹槽510内，将其固定。刀具定位块505与活动刀座503除采用螺栓定位外，还可采用卡接、键连接等其它固定方式，具体不做限制。其中，刀具定位块505还可为设置于刀具任一侧的一个，具体数量不做限制。

此外，限位框502的前后端还设置有用于限制刀具506纵向移动的限位块511，为了保证调整块504前后移动的距离，一般限位框502的尺寸大于活动刀座503的尺寸，因此通过设置限位块511，可有效的限制活动刀座503的纵向移动，避免大梁300两端刀架上的活动刀座503与大梁300的中心线不在同一直线上，产生偏移，影响天平杠杆机的调节精度，造成检测误差。

另外，还可在连接孔508内设置有沟槽（未视出），丝杆509的一端设置有凸沿(未视出)，丝杆509伸入连接孔508内使得沟槽与凸沿相配合，使得丝杆可在连接孔内转动，与调整块固定连接，另一端伸出通孔外侧，且通孔内部设置有内螺纹，通过转动丝杆，使得丝杆与内螺纹配合作用，带动调整块504的移动。其中还可在丝杆509上设置至少一个凸块，凸块卡接于沟槽内，并可沿沟槽转动，具体不做限制。

本发明的工作原理如下：

在天平杠杆机使用前，需进行测试，在测试时，大梁300左边放置砝码，大梁300右边放置重物，当大梁偏向左边时，说明左端偏重，通过调节丝杆509的转动方向促使左边与右边的活动刀座503均右移，调节平衡，反之，左移调节平衡。

天平杠杆机在做天平使用时，伺服电机206带动第一丝杆204转动，带动移动托架400上移，前后的两个天平刀404合并，移动托架400带动大梁300上提，支撑刀403与受力刀401分开，天平刀404作为支点，大梁300作为天平摆杆，大梁300一端设置砝码一端设置工件，对工件进行检测。

天平杠杆机在作为杠杆机使用时，伺服电机206带动第一丝杆204反转，移动托架400下移至上面板108上，两端的天平刀404分开，支撑刀403与受力刀401合并，支撑刀403作为支点，靠近支撑刀403的一侧力臂上设置静重机，工件置于升降平台106上检测工件拉伸性能，或其下方的底板114上，检测工件的压力，根据需检测的不同功能确定其位置，通过静重机将力作用于受力刀401上，受力刀401与平衡刀402的配合作用，通过其下方的反向架100调节带动升降平台106移动来实现对工件拉伸及压力性能的检测。受力刀401与平衡刀402配合形成十字刀，将作用力精确的集中于一点上，保证检测时的精度。

本发明公开的天平杠杆机，包括反向架、机架、大梁与移动托架；

机架中心处设置有第一丝杆，移动托架上端中心处设置有与第一丝杆相匹配的第一螺帽；通过转动第一丝杆带动移动托架上下移动，从而带动大梁上提，控制支撑刀、天平十字刀、与天平刀的开合，当天平刀闭合时，支撑刀与受力刀分开，下方的反向架不起作用，天平刀作为支点，大梁作为摆杆，从而实现天平的功能，反之，支撑刀作为支点，大梁作为杠杆，在反向架中检测工件的性能，本发明既可以作为天平使用，又可以对工件性能检测，适用范围较广，且检测精度较高。而且，天平刀架相对于大梁中心的距离可调，便于天平杠杆机的调试，调试成本较低，调节精度较高。

同时，通过在大梁的本体部位设置第一刀槽与第二刀槽，一方面可有效的将受力刀与支撑刀固定于大梁内部，另一方面，第一刀槽与第二刀槽的四周为密闭的结构，对大梁的结构损坏较小，四个侧面与底面同时承受大梁两端的力，承重力较强，减小大梁的损坏，保证了大梁的使用寿命，同时，大梁的承重力增加，其检测范围较广。

此外，通过对称设置至少两根丝杆，保证升降平台在上下移动的过程中移动较平稳，避免了升降平台升降不稳与导向柱及丝杆间卡死，造成传动装置的损坏或电机的烧毁，同时，检测元件可设置于升降平台的中心处，检测工件的精度较高。

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种天平杠杆机，其特征在于，包括反向架、设置于所述反向架上的机架、横穿所述机架的大梁、以及设置于所述机架与所述大梁间的移动托架；

所述机架中心处设置有第一丝杆，所述移动托架上端中心处设置有与所述第一丝杆相匹配的第一螺帽；

所述大梁包括本体及对称设置于所述本体两端的力臂，所述力臂端部设置有天平刀架；所述机架顶端还固定设置有重心调整块，所述重心调整块固定于所述力臂上；

所述大梁内部还固定设置有平衡装置，所述平衡装置包括位于所述大梁中心处的支撑刀、位于所述支撑刀一侧的天平十字刀、以及位于所述大梁前后端的天平刀，所述本体上端设置有用于放置受力刀的第一刀槽，所述本体下方中心处设置有用于放置支撑刀的第二刀槽，所述第一刀槽偏离所述第二刀槽一侧设置，所述第一刀槽与所述第二刀槽的中心线距离小于等于200mm，所述天平十字刀包括与所述支撑刀在同一水平线上的受力刀，以及位于下刀座上的平衡刀，所述平衡刀与所述受力刀投影相互垂直，且所述平衡刀与所述受力刀的中心线与其投影的交点相交，所述天平刀的刀口固定安装于所述移动托架上，所述本体上端边沿向外伸出有凸台，所述凸台为前后对称的2个，所述凸台的中心线与所述第二刀槽的中心线在同一条直线上，所述天平刀的刀衬固定于所述凸台上。

2.根据权利要求1所述的天平杠杆机，其特征在于，所述反向架包括支架、对称设置于所述支架上的导向柱、以及沿所述导向柱上下移动的升降平台；所述支架上还设置有第二丝杆，所述第二丝杆贯穿所述升降平台，所述第二丝杆为对称设置的至少2根，所述升降平台上与所述第二丝杆对应处固定设置有第二螺帽，所述第二螺帽与所述第二丝杆的数量一致；还包括带动所述升降平台移动的传动装置。

3.根据权利要求2所述的天平杠杆机，其特征在于，所述第二丝杆为旋向相反的2根，所述第二丝杆的底端设置有蜗轮，所述传动装置包括电动机与相互啮合的2个同步带轮，所述其中一个同步带轮与所述电动机相连接，所述另一同步带轮两端对称设置有旋向相反的并与所述蜗轮相匹配的蜗杆。

4.根据权利要求1-3任一项所述的天平杠杆机，其特征在于，所述天平刀架包括固定架、位于所述固定架上的限位框、以及能够在所述限位框内水平移动的活动刀座，所述活动刀座上固定安装有刀具，所述限位框的前后端还设置有用于限制所述刀具纵向移动的限位块；还包括带动所述活动刀座移动的调节机构。

5.根据权利要求4所述的天平杠杆机，其特征在于，所述调节机构包括对称设置于所述活动刀座两侧的调整块，以及与所述调整块固定连接的并给予所述调整块动力的调整杆，所述调整块与所述活动刀座相接触的一面为楔形面。

6.根据权利要求5所述的天平杠杆机，其特征在于，所述调整杆为丝杆，所述调整块上设置有与所述调整杆相匹配的连接孔，所述限位框上设置有与所述连接孔在同一中心线上的通孔，所述通孔尺寸大于或等于所述连接孔尺寸，所述连接孔与所述通孔中至少一个设置有与调整杆相匹配的内螺纹。

7.根据权利要求5所述的天平杠杆机，其特征在于，所述活动刀座上设置有凹槽，所述凹槽内设置有至少一个用于压紧所述刀具的刀具定位块，所述刀具定位块与所述刀具相接触的一面为楔形面。