CN106768969B - 特型弹簧刚度自动检测机构 - Google Patents

特型弹簧刚度自动检测机构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种特型弹簧刚度自动检测机构，包括分拣装置、弹簧固定螺杆、送簧机构、挂钩、力传感器、立柱一、铰接链、导轨、杠杆、外壳、立柱二、推杆、固定支座、推杆导轨、凸轮组件、底座、可调支脚、步进电机、传动齿轮组、送簧滑道、向心推力轴承。本发明有效的消除了系统测量误差；采用端面凸轮两个工作面的两次拉伸代替位移传感器，固定两次拉伸位移的差，确保拉伸位移精确；凸轮拉伸面过渡采用凸凹双圆弧，运动平稳；传动组件无需润滑，操作简单、组件压力小，摩擦减小，运动更灵活，精度更高；实现被测件自动安装、检测、分选。

Description

特型弹簧刚度自动检测机构
技术领域
本发明涉及设备检测领域，具体涉及一种特型弹簧刚度自动检测机构。
背景技术
特型弹簧外形结构为弹簧一端为半圆形挂钩，另一端为内外均带有螺纹的端头，外螺纹与弹簧旋紧固定，内螺纹与对应的螺丝相配合实现拉伸。
现有检测仪虽然能够实现部分固定形状弹簧零件的刚度检测，但仍存在诸多不足，被测弹簧的两端无特殊结构和形状，都为平端，不连接其他零件，现有检测机构不能消除弹簧自由长度不同和载荷测量误差对刚度测量结果的影响；而且不能实现自动安装一端环型一端带螺纹的弹簧；检测机构的运动不能实现由凸轮组件协调完成；目前使用的检测仪器大多通过位移传感器或CCD摄像仪测量位移，多用了一个传感器，成本高昂且使得操作变得复杂；同时分拣工作只能人工手动或通过电磁推杆实现分拣，人力物力大量浪费。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种特型弹簧刚度自动检测机构。
本发明采取的技术方案是：特型弹簧刚度自动检测机构，包括分拣装置、弹簧固定螺杆、送簧机构、挂钩、力传感器、立柱一、铰接链、导轨、杠杆、外壳、立柱二、推杆、固定支座、推杆导轨、凸轮组件、底座、可调支脚、步进电机、传动齿轮组、送簧滑道、向心推力轴承以及滚轮；矩形底座上方设有封闭外壳，底座的底面四角均设有可调支脚；分拣装置通过螺丝固定在底座前方，分拣装置斜向上设置，上端置于送簧机构下方；底座底面中部通过螺栓固定有步进电机，步进电机穿过底座依次连接传动齿轮组和凸轮组件，且步进电机直接驱动传动齿轮组；凸轮组件与向心推力轴承一同安装于立柱二下端；固定支座通过螺钉紧固于立柱二外部，且对凸轮组件进行轴向定位；送簧机构穿过固定支座直立设置，送簧滑道焊接于外壳后表面；弹簧固定螺杆由下至上穿过固定支座和送簧机构直立设置，弹簧固定螺杆与固定支座滑动配合；弹簧固定螺杆上方设有力传感器，力传感器的上下均设有螺纹孔，下方旋有挂钩，上方通过铰接链铰接于杠杆中部，铰接链下端与导轨滑动配合，保证挂钩的直线运动；导轨固定在外壳上盖板和底座之间；杠杆的一侧铰接于立柱一，另一侧由上至下铰接有推杆、推杆导轨，推杆底部设有滚轮，滚轮与凸轮组件上表面相接触，推杆外侧套有推杆导轨，且推杆与推杆导轨滑动配合。
特型弹簧刚度自动检测机构的工作步骤，包括如下步骤：
步骤一放入弹簧：将待检特型弹簧依次放入送簧滑道，实现弹簧半环定向；
步骤二检测机构初始化设置：接通电源，通过控制面板设置检测速率，其单位为个/小时；特型弹簧刚度值和检测精度参数；
步骤三一次检测：检测装置开始工作，送簧机构送簧、弹簧固定螺杆旋紧、第一次拉伸、测量第一次拉力；
步骤四第二次检测：检测装置继续工作，第二次拉伸、测量第二次拉力；
步骤五弹簧送出：弹簧固定螺杆旋出，待检弹簧刚度计算，送簧机构将弹簧送到分拣位置；
步骤六分拣：根据计算结果判断特型弹簧合格与否，然后通过分拣装置进行分拣，并统计检测数据。
作为一种优选的技术方案：所述的送簧滑道前端设有圆弧形托盘以及送簧口；所述的送簧机构包括圆盘、缺口、杆件以及齿轮,杆件的上下两端分别为圆盘和齿轮，圆盘的一侧设有缺口；圆弧形托盘与圆盘滑动配合；
所述的弹簧固定螺杆包括杆件和摩擦轮，杆件顶部带有螺纹，下端套接有摩擦轮，且杆件上端穿过送簧机构的缺口；所述的凸轮组件包括凸轮工作面、圆弧形弹性摩擦材料和圆弧形齿条，凸轮组件外围设有两个高度不同的凸轮工作面，两组圆弧形弹性摩擦材料对称设置在凸轮组件的底面上，保证摩擦轮的正转和反转；两组圆弧形齿条分别设置在凸轮组件的底面和凸轮工作面的侧壁内部，保证齿轮的正转和反转。
作为一种优选的技术方案：所述的凸轮组件匀速转动，最高转速为400r/min。
作为一种优选的技术方案：所述的齿轮、导轨以及滚轮均为聚四氟乙烯塑料材质。
作为一种优选的技术方案：所述的两个凸轮工作面为凸凹双圆弧过渡，运动平稳。
作为一种优选的技术方案：所述的特型弹簧刚度自动检测机构外设有控制面板，控制面板上半部为显示屏，下半部为按键，按键从左至右、从上至下依次为启动、左、确认、上、设置、下、急停、右以及取消。
本发明的有益效果是：(1)被测弹簧被拉伸两次，则拉力测量两次，即有效消除了系统测量误差；(2)采用端面凸轮两个工作面的两次拉伸代替位移传感器，固定两次拉伸位移的差，确保拉伸位移精确；且凸轮的两段工作面可换，以调节两次拉伸位移的差；(3)凸轮拉伸面过渡采用凸凹双圆弧，运动平稳；(4)传动组件无需润滑，操作简单、组件压力小，摩擦减小，运动更灵活，精度更高；(5)凸轮组件协调控制整个检测过程，集成了端面凸轮、不完整齿轮、摩擦轮实现被测件自动安装、检测、分选。
附图说明
图1为特型弹簧刚度自动检测机构的主视图；
图2为特型弹簧刚度自动检测机构的轴测图；
图3为特型弹簧刚度自动检测机构中送簧滑道的结构图；
图4为特型弹簧刚度自动检测机构中送簧机构的结构图；
图5为特型弹簧刚度自动检测机构中弹簧固定螺杆的结构图；
图6为特型弹簧刚度自动检测机构中凸轮组件的结构图；
图7为特型弹簧刚度自动检测机构的控制面板；
图8为特型弹簧刚度自动检测机构的检测流程图；
图9为弹簧参数变化范围；
图中：1分拣装置、2弹簧固定螺杆、2-1杆件、2-2摩擦轮、3送簧机构、3-1圆盘、3-2缺口、3-3杆件、3-4齿轮、4挂钩、5力传感器、6立柱一、7铰接链、8导轨、9杠杆、10外壳、11立柱二、12推杆、13固定支座、14推杆导轨、15凸轮组件、15-1凸轮工作面、15-2圆弧形弹性摩擦材料、15-3圆弧形齿条、16底座、17可调支脚、18步进电机、19传动齿轮组、20送簧滑道、20-1圆弧形托盘、20-2送簧口、21向心推力轴承、22滚轮。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图2和附图3以及具体实施例进一步阐述本发明。
参考附图，特型弹簧刚度自动检测机构，包括分拣装置1、弹簧固定螺杆2、送簧机构3、挂钩4、力传感器5、立柱一6、铰接链7、导轨8、杠杆9、外壳10、立柱二11、推杆12、固定支座13、推杆导轨14、凸轮组件15、底座16、可调支脚17、步进电机18、传动齿轮组19、送簧滑道20、向心推力轴承21以及滚轮22；矩形底座16上方设有封闭外壳10，底座16的底面四角均设有可调支脚17；分拣装置1通过螺丝固定在底座16前方，分拣装置1斜向上设置，上端置于送簧机构3下方；底座16底面中部通过螺栓固定有步进电机18，步进电机18穿过底座16依次连接传动齿轮组19和凸轮组件15，且步进电机18直接驱动传动齿轮组19；凸轮组件15与向心推力轴承21一同安装于立柱二11下端；固定支座13通过螺钉紧固于立柱二11外部，且对凸轮组件15进行轴向定位；送簧机构3穿过固定支座13直立设置，送簧滑道20焊接于外壳10后表面；弹簧固定螺杆2由下至上穿过固定支座13和送簧机构3直立设置，弹簧固定螺杆2与固定支座13滑动配合；弹簧固定螺杆2上方设有力传感器5，力传感器5的上下均设有螺纹孔，下方旋有挂钩4，上方通过铰接链7铰接于杠杆9中部，铰接链7下端与导轨8滑动配合，保证挂钩4的直线运动；导轨8固定在外壳10上盖板和底座16之间；杠杆9的一侧铰接于立柱一6，另一侧由上至下铰接有推杆12、推杆导轨14，推杆12底部设有滚轮22，滚轮22与凸轮组件15上表面相接触，推杆12外侧套有推杆导轨14，且推杆12与推杆导轨14滑动配合。
参考附图1至附图6，特型弹簧刚度自动检测机构的工作步骤，包括如下步骤：
步骤一放入弹簧：将待检特型弹簧自外壳10后表面依次放入送簧滑道20，待检弹簧按照同方向排列并沿送簧口20-2落入圆弧托盘20-1，实现弹簧半环定向；
步骤二检测机构初始化设置：接通电源，通过单片机AT89C51控制面板设置检测速率个/小时、特型弹簧刚度值和检测精度参数；
步骤三第一次检测：按下控制面板上的启动键，检测装置开始工作，步进电机18通过带动传动齿轮组19转动进而带动凸轮组件15转动，凸轮组件15中圆弧形齿条15-3带动送簧机构3以及待检弹簧转动，使待检弹簧从上往下顺时针转到弹簧固定螺杆2正上方，使待检弹簧上部半圆形挂钩挂于挂钩4上；凸轮组件15继续旋转，圆弧形弹性摩擦材料15-2驱动摩擦轮2-2正向旋转，弹簧固定螺杆2顶部旋入被检弹簧下部的内螺纹；凸轮组件15继续旋转，此时凸轮工作面15-1的第一个工作面转动到滚轮22下方，推杆12上升，杠杆9右侧上提对待检弹簧进行第一次拉伸，系统对待检弹簧的拉力进行第一次检测；
步骤四第二次检测：检测装置继续工作，凸轮组件15连续转动，此时凸轮工作面15-1的第二个工作面转动到滚轮22下方，推杆12继续上升，杠杆9右侧继续上提，对待检弹簧进行第二次拉伸，系统对待检弹簧的拉力进行第二次检测；
步骤五分拣：凸轮组件15继续转动，圆弧形弹性摩擦材料15-2驱动摩擦轮2-2反向旋转，弹簧固定螺杆2顶部旋出被检弹簧的内螺纹，送簧机构3的圆盘3-1反向旋转180°使得被检弹簧上部脱离挂钩4并由缺口3-2落入分拣装置1；分拣装置1根据系统检测并计算的刚度数据，利用单片机控制电磁铁驱动分拣片对被检弹簧进行合格与否的分拣，被检弹簧合格范围为：设置刚度值-设置误差值到设置刚度值+设置误差值。
参考附图3和附图4，所述的送簧滑道20前端设有圆弧形托盘20-1以及送簧口20-2；所述的送簧机构3包括圆盘3-1、缺口3-2、杆件3-3以及齿轮3-4,杆件3-3的上下两端分别为圆盘3-1和齿轮3-4，圆盘3-1的一侧设有缺口3-2；圆弧形托盘20-1与圆盘3-1滑动配合；
参考附图5和附图6所述的弹簧固定螺杆2包括杆件2-1和摩擦轮2-2，杆件2-1顶部带有螺纹，下端套接有摩擦轮2-2，且杆件2-1上端穿过送簧机构3的缺口3-2；所述的凸轮组件15包括凸轮工作面15-1、圆弧形弹性摩擦材料15-2和圆弧形齿条15-3，凸轮组件15外围设有两个高度不同的凸轮工作面15-1，两组圆弧形弹性摩擦材料15-2对称设置在凸轮组件15的底面上，两组圆弧形齿条15-3分别设置在凸轮组件15的底面和凸轮工作面15-1的侧壁内部，保证摩擦轮2-2和齿轮3-4的正转和反转。
所述的凸轮组件15匀速转动，最高转速为400r/min。
所述的齿轮3-4和导轨8以及滚轮22均为聚四氟乙烯塑料材质。
所述的两个凸轮工作面15-1为凸凹双圆弧过渡，运动平稳。
所述的特型弹簧刚度自动检测机构外设有控制面板，控制面板上半部为显示屏，下半部为按键，按键从左至右、从上至下依次为启动、左、确认、上、设置、下、急停、右以及取消。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其同物界定。

Claims (7)

1.特型弹簧刚度自动检测机构，其特征在于：包括分拣装置(1)、弹簧固定螺杆(2)、送簧机构(3)、挂钩(4)、力传感器(5)、立柱一(6)、铰接链(7)、导轨(8)、杠杆(9)、外壳(10)、立柱二(11)、推杆(12)、固定支座(13)、推杆导轨(14)、凸轮组件(15)、底座(16)、可调支脚(17)、步进电机(18)、传动齿轮组(19)、送簧滑道(20)、向心推力轴承(21)以及滚轮(22)；矩形底座(16)上方设有封闭外壳(10)，底座(16)的底面四角均设有可调支脚(17)；分拣装置(1)通过螺丝固定在底座(16)前方，分拣装置(1)斜向上设置，上端置于送簧机构(3)下方；底座(16)底面中部通过螺栓固定有步进电机(18)，步进电机(18)穿过底座(16)依次连接传动齿轮组(19)和凸轮组件(15)，且步进电机(18)直接驱动传动齿轮组(19)；凸轮组件(15)与向心推力轴承(21)一同安装于立柱二(11)下端；固定支座(13)通过螺钉紧固于立柱二(11)外部，且对凸轮组件(15)进行轴向定位；送簧机构(3)穿过固定支座(13)直立设置，送簧滑道(20)焊接于外壳(10)后表面；弹簧固定螺杆(2)由下至上穿过固定支座(13)和送簧机构(3)直立设置，弹簧固定螺杆(2)与固定支座(13)滑动配合；弹簧固定螺杆(2)上方设有力传感器(5)，力传感器(5)的上下均设有螺纹孔，下方旋有挂钩(4)，上方通过铰接链(7)铰接于杠杆(9)中部，铰接链(7)下端与导轨(8)滑动配合，保证挂钩(4)的直线运动；导轨(8)固定在外壳(10)上盖板和底座(16)之间；杠杆(9)的一侧铰接于立柱一(6)，另一侧由上至下铰接有推杆(12)、推杆导轨(14)，推杆(12)底部设有滚轮(22)，滚轮(22)与凸轮组件(15)上表面相接触，推杆(12)外侧套有推杆导轨(14)，且推杆(12)与推杆导轨(14)滑动配合。
2.根据权利要求1所述的特型弹簧刚度自动检测机构，其特征在于：所述的送簧滑道(20)前端设有圆弧形托盘(20-1)以及送簧口(20-2)；所述的送簧机构(3)包括圆盘(3-1)、缺口(3-2)、杆件(3-3)以及齿轮(3-4),杆件(3-3)的上下两端分别为圆盘(3-1)和齿轮(3-4)，圆盘(3-1)的一侧设有缺口(3-2)；圆弧形托盘(20-1)与圆盘(3-1)滑动配合；
所述的弹簧固定螺杆(2)包括杆件(2-1)和摩擦轮(2-2)，杆件(2-1)顶部带有螺纹，下端套接有摩擦轮(2-2)，且杆件(2-1)上端穿过送簧机构(3)的缺口(3-2)；所述的凸轮组件(15)包括凸轮工作面(15-1)、圆弧形弹性摩擦材料(15-2)和圆弧形齿条(15-3)，凸轮组件(15)外围设有两个高度不同的凸轮工作面(15-1)，两组圆弧形弹性摩擦材料(15-2)对称设置在凸轮组件(15)的底面上，保证摩擦轮(2-2)的正转和反转；两组圆弧形齿条(15-3)分别设置在凸轮组件(15)的底面和凸轮工作面(15-1)的侧壁内部，保证齿轮(3-4)的正转和反转。
3.根据权利要求1所述的特型弹簧刚度自动检测机构，其特征在于：所述的凸轮组件(15)匀速转动，最高转速为400r/min。
4.根据权利要求2所述的特型弹簧刚度自动检测机构，其特征在于：所述的齿轮(3-4)、导轨(8)以及滚轮(22)均为聚四氟乙烯塑料材质。
5.根据权利要求2所述的特型弹簧刚度自动检测机构，其特征在于：所述的两个凸轮工作面(15-1)为凸凹双圆弧过渡，运动平稳。
6.根据权利要求1所述的特型弹簧刚度自动检测机构，其特征在于：所述的特型弹簧刚度自动检测机构外设有控制面板，控制面板上半部为显示屏，下半部为按键，按键从左至右、从上至下依次为启动、左、确认、上、设置、下、急停、右以及取消。
7.根据权利要求1所述的特型弹簧刚度自动检测机构的工作步骤，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一放入弹簧：将待检特型弹簧依次放入送簧滑道(20)，实现弹簧半环定向；
步骤二检测机构初始化设置：接通电源，通过控制面板设置检测速率，单位为个/小时；特型弹簧刚度值和检测精度参数；
步骤三第一次检测：检测装置开始工作，送簧机构(3)送簧、弹簧固定螺杆(2)旋紧、第一次拉伸、测量第一次拉力；
步骤四第二次检测：检测装置继续工作，第二次拉伸、测量第二次拉力；
步骤五弹簧送出：弹簧固定螺杆(2)旋出，待检弹簧刚度计算，送簧机构(3)将弹簧送到分拣位置；
步骤六分拣：根据计算结果判断特型弹簧合格与否，然后通过分拣装置(1)进行分拣，并统计检测数据。
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