CN104165725A - 一种扭矩标准机砝码自动精密加载机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种扭矩标准机砝码自动精密加载机构，属于计量检测、扭矩检测校准、扭矩测试领域。本发明包括底板(4)、垂直滑动部件(5)、水平移动部件(3)和转动部件(2)；所述垂直滑动部件(5)包括立柱和垂直移动平台，所述立柱垂直设置，其底面固定在所述底板(4)上，所述垂直移动平台设置在立柱上，并能够沿立柱进行上下移动；所述水平移动部件(3)包括水平梁和水平移动平台，所述水平梁水平设置，其一端固定在所述垂直滑动部件(5)的垂直移动平台上，另一端悬空；所述水平移动平台设置在水平梁上，并能够沿水平梁进行水平移动。

Description

一种扭矩标准机砝码自动精密加载机构

技术领域

本发明属于计量检测、扭矩检测校准、扭矩测试领域，具体涉及一种扭矩标准机砝码自动精密加载机构。

背景技术

扭矩标准机可分为静重式和参考式两种。本发明是用于静重式扭矩标准机的。静重式扭矩标准机均是以砝码的重力作为标准力值，直接或经过一定的杠杆机构放大后，通过力臂杠杆的作用产生标准力矩。目前国内现有的静重式扭矩标准机通常采用自动加载和手动加载两种方式。手动加载适用于砝码质量适重的标准机。砝码质量过重或过轻，则需要采用自动加载的方式实现加载或卸载的过程。通常大质量砝码的自动加卸载采用吊杆拉升的方式实现，首砝码通过悬挂机构吊挂于杠杆末端，其下层砝码通过上层砝码的吊杆拉升，通过控制吊杆长度，实现砝码逐一加载。然而在质量较小的砝码的加载过程中，因为砝码体积也相应变小，以至于不适合采用这种吊杆式的加载方式。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种扭矩标准机砝码自动精密加载机构，为微小量程段扭矩标准机的砝码自动加卸载问题提供了一种行之有效的解决方式，可通过软件控制实现全自动加卸载。本发明提供的微小砝码自动加卸载机构可以保证多组砝码自动切换，砝码加卸载稳定可靠，加载速度可调，并能有效地防止加卸载时对微小砝码的损坏。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种扭矩标准机砝码自动精密加载机构，包括底板4、垂直滑动部件5、水平移动部件3和转动部件2；

所述垂直滑动部件5包括立柱和垂直移动平台，所述立柱垂直设置，其底面固定在所述底板4上，所述垂直移动平台设置在立柱上，并能够沿立柱进行上下移动；

所述水平移动部件3包括水平梁和水平移动平台，所述水平梁水平设置，其一端固定在所述垂直滑动部件5的垂直移动平台上，另一端悬空；所述水平移动平台设置在水平梁上，并能够沿水平梁进行水平移动；

所述转动部件2包括固定平台和旋转平台，所述固定平台与水平移动部件3上的水平移动平台固定连接，所述旋转平台设置在固定平台上，并能够在水平面内进行旋转；

在所述转动部件2上的旋转平台上固定有砝码支架1，所述砝码支架1随旋转平台一同旋转。

所述砝码支架1包括支架杆9和至少一个支架臂7，所述各个支架臂7从上至下依次固定在所述支架杆9上。

所述支架杆9为中空杆，其下端固定在所述旋转平台上，并与旋转平台垂直；所述支架杆9的横截面的外轮廓形状为正多边形，例如可以是五边形。

每个支架臂7均水平设置，每个支架臂7的一端固定在支架杆9上，另一端上设有导向沟槽，所述导向沟槽用于放置砝码8。所述导向沟槽的面积小于砝码的底面积；当支架臂7从吊挂系统上左右分开的两片托盘的中间穿过时，砝码被两片托盘拖住，而支架臂7从吊挂系统穿出来。

所述导向沟槽的槽口开有45度等边倒角，用于方便砝码8的定位。

所述导向沟槽的形状为一圆形切去两个对称的弓形，所述弓形的弧小于半圆，所述弓形的弦与支架臂7的长度方向平行，所述圆形的直径与砝码8的直径相等。

在同一水平面上所设置的支架臂7的个数与正多边形的边数相等，且每个支架臂对应设置在正多边形的一条边上。

所述支架臂7是通过螺纹连接固定到支架杆9上。

所述扭矩标准机砝码自动精密加载机构进一步包括垂直直角支架6，其安装在垂直滑动部件5中的立柱的后侧，用于保证垂直精度。

在所述转动部件2内安装有高精度低速旋转电机，其驱动旋转平台实现自动旋转；在所述水平移动部件3内安装有水平移动电机，其驱动水平移动平台实现水平移动；在所述垂直滑动部件5内安装有垂直电机，其驱动垂直移动平台实现上下移动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明为扭矩机提供了一种便捷可靠的全自动微小量程段砝码精密加卸载方式，解决了微小砝码手动加载的不稳定及易损耗问题。

(2)本发明使微小量程段静重式扭矩标准机的砝码加载和卸载更为准确稳定。

(3)本发明为静重式扭矩标准机向微小量程段的发展提供了可靠的技术保障。

附图说明

图1是本发明扭矩标准机砝码自动精密加载机构的结构示意图。

图2是本发明扭矩标准机砝码自动精密加载机构中的砝码支架1的结构示意图。

图3是本发明扭矩标准机砝码自动精密加载机构与吊挂系统的结构示意图。

图4是图3的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明解决了砝码质量较小无法采用吊杆结构时的砝码加载问题，为微小砝码的自动稳定加卸载提供了一个可靠有效的实现方式。本发明可实现全自动加卸载多组不同质量的砝码。本实施例中，每个支架臂7上可安置5个砝码，一共10个支架臂7，因此对应五边形的一条边就有10只砝码，每次可加载或卸载10只。

本发明整体结构如图1、图2示。转动部件2由高精度低速旋转电机驱动可自动旋转。固定于其旋转平台上的砝码支架1可随其一同转动来实现砝码位置调整。水平移动电机驱动水平移动平台3可带着旋转平台2和砝码支架1一同前后移动。实现砝码的送进和退出。而砝码支架1及转动部件2通过水平移动部件3移动到砝码吊挂处。水平移动平台固定于垂直滑动部件5之上。垂直滑动平台5由电机驱动能够上下移动。通过上下移动运动实现砝码的放置或卸载。垂直移动电机5通过背后高精度垂直直角支架6实现垂直方向的精度控制。

所述转动部件2的旋转平台由高精度低速旋转电机驱动实现自动旋转；所述水平移动部件3上的水平移动平台由水平移动电机驱动实现水平移动；所述垂直滑动部件5上的垂直移动平台由垂直电机驱动实现上下移动。

所有电机都安装在对应部件的内部。旋转部件2、水平移动部件3和垂直滑动部件5是3套独立部件，其本身都自带有驱动电机，每个部件都可看做是单独存在，不可分割的机械部件。

本发明通过旋转、水平方向直线移动和竖直方向直线移动这3种运动结合的方式实现了砝码的自动加载或卸载。

本发明通过高精度垂直直角支架6保证机构的垂直精度。

本实施例采用正五边形的支架结构，可实现五种砝码量程段的自动加载。

上一层的支架臂7与下一层的支架臂7之间的距离不等，而吊挂系统上的上一层托盘与下一层托盘之间的距离也不同，它们之间的距离经过计算，当支架臂7以一个稳定的速度向下降时(也就是整个加载机构沿着垂直移动部件5向下移动时)，可以让砝码一只一只的放到吊挂系统的托盘上。先放最上面的然后依次往下放。通过控制整套加载系统的下降距离来控制砝码加载的数量，其中，吊挂系统是位置不变的。关于吊挂系统的吊挂，主要是通过一根很薄(5微米)的钢带与另一套部件(主梁部件)上的主梁连接。

本实施例中，砝码支架1包括一根中空的五边形砝码支架杆9和固定于其上的支架臂7，支架臂7绕支架杆9一周排列，一圈5个，纵向排列一排10个。总共是50个(该数量可根据需要增加或减少。)。支架臂7的一端设有导向沟槽，用来承载砝码并方便砝码8定位。

图3和图4是本发明加载机构与吊挂系统的位置关系示意图，其中，左侧是吊挂系统，右侧是本发明中的支架杆9和支架臂7。在所述吊挂系统上设计有托盘，托盘本身是分为左右两片，中间是空的，正好让支架臂从中间经过。支架臂7原本在托盘上方，带着砝码，支架臂比较瘦，砝码比较宽。当需要加载时，本发明的支架臂把砝码送到吊挂系统上面去，具体如下：支架臂7向下移动，从托盘中间经过，支架臂穿过托盘中间，但托盘托住了比较宽的砝码。如此实现砝码加载。是悬挂系统中的托盘，但为了说明加载机构如何加载卸载砝码的，所以在这里也写了吊挂系统部分内容。希望专利里包含的不只是结构，也包括砝码加载方式。

砝码8是从加载机构上的支架臂7，通过一系列电机的自动控制运动，被逐个放到吊挂系统上的相应托盘上。本发明只是保护加载机构，所述吊挂系统是采用现有的吊挂系统，因此没有做详细阐述。

本发明加载机构主要是用于砝码8的加载和卸载。砝码8首先放在加载机构的支架臂7上。转动部件2用来实现旋转功能，使固定于其上的支架臂7旋转到正对与吊挂系统的位置。水平移动部件3实现进给功能，带动其上一系列部件向吊挂系统靠近或远离，直到支架臂7位于吊挂系统中托盘的正上方。然后，垂直滑动部件5实现上下移动，使支架臂7下降，从吊挂系统的托盘中间通过，并将砝码转交到吊挂系统的托盘上，实现砝码加载功能。最后，再次通过水平移动部件3使支架臂7等加载部件远离吊挂系统，加载完毕。同理，利用与上面描述反向的流程即可完成卸载功能。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (10)

1.一种扭矩标准机砝码自动精密加载机构，其特征在于：所述扭矩标准机砝码自动精密加载机构包括底板(4)、垂直滑动部件(5)、水平移动部件(3)和转动部件(2)；

所述垂直滑动部件(5)包括立柱和垂直移动平台，所述立柱垂直设置，其底面固定在所述底板(4)上，所述垂直移动平台设置在立柱上，并能够沿立柱进行上下移动；

所述水平移动部件(3)包括水平梁和水平移动平台，所述水平梁水平设置，其一端固定在所述垂直滑动部件(5)的垂直移动平台上，另一端悬空；所述水平移动平台设置在水平梁上，并能够沿水平梁进行水平移动；

所述转动部件(2)包括固定平台和旋转平台，所述固定平台与水平移动部件(3)上的水平移动平台固定连接，所述旋转平台设置在固定平台上，并能够在水平面内进行旋转；

在所述转动部件(2)上的旋转平台上固定有砝码支架(1)，所述砝码支架(1)随旋转平台一同旋转。

2.根据权利要求1所述的扭矩标准机砝码自动精密加载机构，其特征在于：所述砝码支架(1)包括支架杆(9)和至少一个支架臂(7)，所述各个支架臂7从上至下依次固定在所述支架杆(9)上。

3.根据权利要求2所述的扭矩标准机砝码自动精密加载机构，其特征在于：所述支架杆(9)为中空杆，其下端固定在所述旋转平台上，并与旋转平台垂直；所述支架杆(9)的横截面的外轮廓形状为正多边形。

4.根据权利要求3所述的扭矩标准机砝码自动精密加载机构，其特征在于：每个支架臂(7)均水平设置，每个支架臂(7)的一端固定在支架杆(9)上，另一端上设有导向沟槽，所述导向沟槽用于放置砝码(8)。所述导向沟槽的面积小于砝码的底面积；当支架臂(7)从吊挂系统上左右分开的两片托盘的中间穿过时，砝码被两片托盘拖住，而支架臂(7)从吊挂系统穿出来。

5.根据权利要求4所述的扭矩标准机砝码自动精密加载机构，其特征在于：所述导向沟槽的槽口开有45度等边倒角，用于方便砝码(8)的定位。

6.根据权利要求5所述的扭矩标准机砝码自动精密加载机构，其特征在于：所述导向沟槽的形状为一圆形切去两个对称的弓形，所述弓形的弧小于半圆，所述弓形的弦与支架臂(7)的长度方向平行，所述圆形的直径与砝码(8)的直径相等。

7.根据权利要求2-6任一所述的扭矩标准机砝码自动精密加载机构，其特征在于：在同一水平面上所设置的支架臂(7)的个数与正多边形的边数相等，且每个支架臂对应设置在正多边形的一条边上。

8.根据权利要求7所述的扭矩标准机砝码自动精密加载机构，其特征在于：所述支架臂(7)是通过螺纹连接固定到支架杆(9)上。

9.根据权利要求1所述的扭矩标准机砝码自动精密加载机构，其特征在于：所述扭矩标准机砝码自动精密加载机构进一步包括垂直直角支架(6)，其安装在垂直滑动部件(5)中的立柱的后侧，用于保证垂直精度。

10.根据权利要求1所述的扭矩标准机砝码自动精密加载机构，其特征在于：在所述转动部件(2)内安装有高精度低速旋转电机，其驱动旋转平台实现自动旋转；在所述水平移动部件(3)内安装有水平移动电机，其驱动水平移动平台实现水平移动；在所述垂直滑动部件(5)内安装有垂直电机，其驱动垂直移动平台实现上下移动。