CN107764472A - 一种砝码组合装置以及测力机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种砝码组合装置以及测力机，其特征在于，包括：竖直设置的中心吊杆；套于中心吊杆上，并与中心吊杆无接触的砝码组，每个砝码组均由至少两个、自上而下排列的砝码构成；至少两个可做升降运动的支撑件，该支撑件与砝码接触时，用于砝码在竖直方向上的支承。每个砝码组的下方均设置有固定于中心吊杆上的挡块。本发明设置多个砝码组，每个砝码组下方设置有一个固定在中心吊杆上的挡块，通过调节支撑件，使每个砝码组上的砝码根据需求移动至挡块上，参与配重，采用该加载方式后，任意量程点砝码可任意组合，该加载方式解决了现有技术中遇到的技术问题，却不仅仅使用在测力或质量砝码方面，还可以用在测力、砝码质量、计量等众多领域。

Description

一种砝码组合装置以及测力机

技术领域

本发明涉及一种砝码组合装置以及测力机，属于测量领域。

背景技术

随着传感器制造技术的发展，需要更加精确、稳定、可靠的测力机来对传感器进行检测，测力机主要依靠砝码的加载、卸载来对传感器施加力，测力机力值的范围主要由砝码质量和数量来决定。

中国专利文件(CN201444098U)公开了一种杠杆式力标准机，包括主机、杠杆、加载部分、电控、计算机系统，其特征在于，所述主机中间串联有三套加力反向器，中反向器上部装有定心装置，定心装置上装有导向板，主机顶部装有滚轮，主机右侧主栓基础上装有中反相器随动机构，中反向器随动机构通过传动部件与中反向器导向板联动，所述杠杆置于主机顶部，杠杆右端连接加载部分，加载部分包括蠕变装置、加荷框架和砝码系统，蠕变装置装于加载框架上衡量右端，加荷框架的中心杆与杠杆相连，其中部安装被检传感器，砝码系统置于于加个框架下方。其通过加载不同质量和数量的砝码实现对待测传感器不同力的施加。

上述结构的测力机也是目前测力机存在的主要问题，即加载方式存在只能到固定量程点、不能实现任意点的组合、测量点少、加载有交换、有进回程、某些测量点不能实现等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提出一种新的砝码组合的方式，来实现测力机大量程和多种力值的组合。

为解决上述问题，本发明其中一个主题：一种砝码组合装置，其特征在于，包括：

竖直设置的中心吊杆；

套于所述中心吊杆上，并与所述中心吊杆无接触的砝码组，该砝码组至少设置有两组，且之间具有间隙，每个所述砝码组均由至少两个、自上而下排列的砝码构成，所述砝码上设有用于使所述中心吊杆穿过的第一通孔，所述第一通孔的内径大于所述中心吊杆的外径；

至少两个可做升降运动的支撑件，该支撑件与所述砝码接触时，用于所述砝码在竖直方向上的支承。

每个所述砝码组的下方均设置有固定于所述中心吊杆上的挡块，所述挡块的水平尺寸能够限制位于其上方的所述砝码的通过。

作为本发明的进一步改进，所述支撑件均滑动连接在一固定设置的支撑杆上，所述支撑件由动力装置驱动，能沿所述支撑杆做升降运动。

作为本发明的进一步改进，所述支撑件包括：

位于每组所述砝码组下方并由所述动力装置驱动做升降运动的第一下托盘，所述第一下托盘与其上方的所述砝码接触后用于该砝码竖直方向上的支承；

位于其中一个所述砝码上方并由所述动力装置驱动做升降运动的第一上托盘，所述第一上托盘与所述砝码接触后，用于所述砝码竖直方向上的支承。

作为本发明的进一步改进，所述第一下托盘与所述砝码的接触面位于所述砝码的底面；所述第一上托盘以下列方式中的一种或者多种与所述砝码接触：

所述砝码组为倒锥形结构，同一组所述砝码组中，位于上方的所述砝码的体积大于其下方的所述砝码的体积，所述第一上托盘与所述砝码的接触面位于所述砝码的底面；

所述侧面设置有凸起和/或凹槽，所述第一上托盘通过夹持所述凸起或者卡入所述凹槽中实现与该砝码的接触。

作为本发明的进一步改进，

每个所述砝码上均设置有连接孔，该连接孔为通孔，

每个所述砝码组中的上、下两个所述砝码通过连接杆连接，所述连接杆上设置有两块具有间隙的限位挡片，所述限位挡片间的间隙大于相邻两个所述砝码之间的厚度之和，所述限位挡片用于限制所述连接杆从所述连接孔中穿过。

作为本发明的进一步改进，所述支撑件包括：

位于每组所述砝码组下方并由所述动力装置驱动做升降运动的第二下托盘，所述第二下托盘与其上方的所述砝码接触后用于该砝码竖直方向上的支承；

位于每组所述砝码组上方并由所述动力装置驱动的上吊挂，所述上吊挂与所述砝码组上最顶部的所述砝码固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述第二下托盘与所述砝码的接触面位于所述砝码的底面上。

作为本发明的进一步改进，每个所述砝码的质量均为相同值。

作为本发明的进一步改进，所述动力装置为伺服电机。

本发明的另一个主题：一种测力机，其特征在于，包括砝码组合装置以及：

机架，所述支撑杆固定在所述机架上；

水平工作台，固定设置在所述机架上方；

反向架，其包括位于所述水平工作台的正上方的上横梁、位于所述水平工作台正下方的下横梁，以及用于连接所述上横梁和下横梁的连接臂，该连接臂竖直设置，并穿过设置在所述水平工作台上的第二通孔，所述中心吊杆固定在所述下横梁上。

本发明的有益效果在于，本发明设置多个砝码组，每个砝码组下方设置有一个固定在中心吊杆上的挡块，通过调节支撑件，使每个砝码组上的砝码根据需求移动至挡块上，参与配重，采用该加载方式后，任意量程点砝码可任意组合，该加载方式解决了现有技术中遇到的技术问题，却不仅仅使用在测力或质量砝码方面，还可以用在测力、砝码质量、计量等众多领域。

附图说明

图1是发明测力机的结构示意图；

图2为本发明砝码组合装置第一实施例初始状态下的结构示意图；

图3为本发明砝码组合装置第一实施例中上吊架向上运动后的结构示意图；

图4为本发明砝码组合装置第一实施例最终配重后的结构示意图；

图5为本发明砝码组合装置第二实施例初始状态下的结构示意图；

图6为本发明砝码组合装置第二实施例中第二下托盘向下运动后的结构示意图

图7为本发明砝码组合装置第二实施例最终配重后的结构示意图

图8为本发明砝码组合装置第三实施例初始状态下的结构示意图

图9为本发明砝码组合装置第三实施例中第一下托盘向下运动后的结构示意图；

图10为本发明砝码组合装置第三实施例的最终配重后的结构示意图；

图中：2-中心吊杆；4-砝码组；6-砝码；10-挡块；12-支撑杆；14-第一下托盘；16-第一上托盘；24-第二下托盘；26-上吊挂；102-机架；104-水平工作台；105-上横梁；106-反向架；108-下横梁；110-连接臂；112-第二通孔。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-10所示，本发明一种砝码6组4合装置包括：

竖直设置的中心吊杆2；

套于所述中心吊杆2上，并与所述中心吊杆2无接触的砝码6组4，该砝码6组4至少设置有两组，且之间具有间隙，每个所述砝码6组4均由至少两个、自上而下排列的砝码6构成，所述砝码6上设有用于使所述中心吊杆2穿过的第一通孔，所述第一通孔的内径大于所述中心吊杆2的外径；

至少两个可做升降运动的支撑件，该支撑件与所述砝码6接触时，用于所述砝码6在竖直方向上的支承。

每个所述砝码6组4的下方均设置有固定于所述中心吊杆2上的挡块10，所述挡块10的水平尺寸能够限制位于其上方的所述砝码6的通过。

作为本发明的进一步改进，所述支撑件均滑动连接在一固定设置的支撑杆12上，所述支撑件由动力装置驱动，能沿所述支撑杆12做升降运动。

作为本发明的进一步改进，所述支撑件包括：

位于每组所述砝码6组4下方并由所述动力装置驱动做升降运动的第一下托盘14，所述第一下托盘14与其上方的所述砝码6接触后用于该砝码6竖直方向上的支承；

位于其中一个所述砝码6上方并由所述动力装置驱动做升降运动的第一上托盘16，所述第一上托盘16与所述砝码6接触后，用于所述砝码6竖直方向上的支承。

作为本发明的进一步改进，所述第一下托盘14与所述砝码6的接触面位于所述砝码6的底面；所述第一上托盘16以下列方式中的一种或者多种与所述砝码6接触：

所述砝码6组4为倒锥形结构，同一组所述砝码6组4中，位于上方的所述砝码6的体积大于其下方的所述砝码6的体积，所述第一上托盘16与所述砝码6的接触面位于所述砝码6的底面；

所述侧面设置有凸起和/或凹槽，所述第一上托盘16通过夹持所述凸起或者卡入所述凹槽中实现与该砝码6的接触。

作为本发明的进一步改进，

每个所述砝码6上均设置有连接孔，该连接孔为通孔，

每个所述砝码6组4中的上、下两个所述砝码6通过连接杆连接，所述连接杆上设置有两块具有间隙的限位挡片，所述限位挡片间的间隙大于相邻两个所述砝码6之间的厚度之和，所述限位挡片用于限制所述连接杆从所述连接孔中穿过。

作为本发明的进一步改进，所述支撑件包括：

位于每组所述砝码6组4下方并由所述动力装置驱动做升降运动的第二下托盘24，所述第二下托盘24与其上方的所述砝码6接触后用于该砝码6竖直方向上的支承；

位于每组所述砝码6组4上方并由所述动力装置驱动的上吊挂26，所述上吊挂26与所述砝码6组4上最顶部的所述砝码6固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述第二下托盘24与所述砝码6的接触面位于所述砝码6的底面上。

作为本发明的进一步改进，每个所述砝码6的质量均为相同值。

作为本发明的进一步改进，所述动力装置为伺服电机。

本发明的另一个主题：一种测力机，其特征在于，包括砝码6组4合装置以及：

机架102，所述支撑杆12固定在所述机架102上；

水平工作台104，固定设置在所述机架102上方；

反向架106，其包括位于所述水平工作台104的正上方的上横梁105、位于所述水平工作台104正下方的下横梁108，以及用于连接所述上横梁105和下横梁108的连接臂，该连接臂竖直设置，并穿过设置在所述水平工作台104上的第二通孔112，所述中心吊杆2固定在所述下横梁108上。

本发明的具体原理如下：

1.图1所示为测力机的结构示意图，其包括机架102，水平工作台104和反向架106，反向架106包括上横梁105和下横梁108以及用于连接上横梁105和下横梁108的连接臂，中心吊杆安装在下横梁108上，测试时，将待测传感器放置在水平工作台104上，在中心吊杆上加载砝码6，砝码6的重力作用在下横梁108上使下横梁108带动整个反向架106向下运动，此时反向架106上的上横梁105将待测传感器压在其与水平工作台104之间，通过改变砝码6的量来调节上横梁105作用在待测传感器上的压力。

其包括位于所述水平工作台104的正上方的上横梁105、位于所述水平工作台104正下方的下横梁108，以及用于连接所述上横梁105和下横梁108的连接臂，该连接臂竖直设置，并穿过设置在所述水平工作台104上的第二通孔112，所述中心吊杆2固定在所述下横梁108上。

1-1、采用多个独立砝码6组4和支撑件作为加载机构，每个砝码6组4由2个以上同步加卸载砝码6的来完成对每一级独立加载砝码6组4中的多个砝码6进行加卸载。

1-2、每一级独立砝码6组4可以对测力机进行一个或以上如10、15个力级的独立加载。

1-3、每一级独立砝码6组4可以在短时间内如5---20秒内连续完成对1个或多个力级的加卸载。

1-4、每一级独立砝码6组4也可以采用下面的几种可选方案将砝码6预加卸到需要的力级，然后根据需要一次性将多个力级的砝码6加卸载到测力机上。

1-5、实现测力机上可以提供5到100个甚至200以上不同力级可供测量检定时选择，如：0.5、1、1.5、…、50.5、51、…、75、75.5、76、…、100kN等力级。

1-6、每一级砝码6加卸载机构中的多个力级通过连接杆(如吊钉)进行吊挂，或通过砝码6选择机构选择砝码6堆放数量，来对测力机完成加卸载。

1-7、测力机中各力级砝码6分布如下举例说明：

假设反向架106质量为0.5(A)，中心吊杆2质量为0.5(A)，假设图1中有10层砝码6，每层砝码6数量可以如下：

第1层：1五块，那么第1层质量为：0.5A*10+1A*5＝10A

第2层：10块，那么第2层质量为：1A*10＝10A

第3层：10块，那么第3层质量为：1A*10＝10A

第4层：10块，那么第4层质量为：1A*10＝10A

第5层：10块，那么第5层质量为：1A*10＝10A

第6层：10块，那么第6层质量为：1A*10＝10A

第7层：10块，那么第7层质量为：1A*10＝10A

第8层：10块，那么第8层质量为：1A*10＝10A

第9层：10块，那么第9层质量为：1A*10＝10A

第10层：10块，那么第10层质量为：1A*10＝10A

砝码6总质量即为：

0.5*10+1*5+1*10+1*10+1*10+1*10+1*10+1*10+1*10+1*10+1*10＝100A

A＝10kN时，总量程就是1MN，如果A＝1kN时，测力机的总量程就是100kN，以此类推。

这是假设测量起始点从0.5％开始(0.5A/100A＝0.5％)，在以后的生产中，也可以从低于测量量程的0.5％开始，如从测量量程的0.2％开始，如0.4％，0.6％等。

上述假设是将砝码6分为100块，在实际生产中，也可以将砝码6更加细分，如200块、300块等。

2.图2-4是本发明中砝码6组4调节的第一实施例的结构示意图，

(选取其中一层来举例，该层有十块砝码6，目标加载五块砝码6)

2-1：如图2为初始状态，砝码6未加载，落在第二下托盘24上。

2-2：如图3，伺服电机动作，上吊挂26上升，将砝码6拎起五块，此时剩余五块落在第二下托盘24上(因为有连接杆<即吊钉>的存在，当上吊挂26向上运动，带动与之固定连接的砝码6同时向上运动，而相邻的砝码6之间距离大于连接杆上两个限位挡片的距离时，该连接杆将作为传递拉力的传动件，此时被拎起五块的砝码6其重力作用在上吊挂26上，而下面未被拎起五块砝码6重力作用在第二下托盘24上)。

2-3：如图4，上吊挂26、下托盘同时下降，下托盘上的五块砝码6落在中心吊杆2上的挡块10上参与配重，上部的五块砝码6仍在上吊挂26上，不参与配重。

3.图5-7是本发明中砝码6调节的第一实施例的结构示意图，

(选取其中一层来举例，该层有十块砝码6，目标加载五块砝码6)

3-1：如图5为初始状态，砝码6未加载，落在第二下托盘24上，这里的挡块10为锥形结构，且上表面的面积大于下表面的面积，砝码6组4上的所有砝码6均设有第一通孔，但是仅在最顶部的砝码6上设置的第一通孔的孔径能够限制挡块10的穿过。

3-2：伺服电机动作，第二下托盘24下降，将砝码6挂起五块，此时剩余五块落在下托盘上。(当第二下托盘24下降时，带动最近的五块砝码6下降，因为有连接杆<即吊钉>的存在，最上面的五块砝码6被拉开，此时连接杆将作为传递拉力的传动件，上面五块的砝码6的重力作用在上吊挂26上，而下面五块砝码6重力作用在第二下托盘24上)；

3-3：上吊挂26、第二下托盘24同时下降，上吊挂26上的五块砝码6，上吊挂26对此无拉力，而因为顶部的砝码6卡入中心吊杆2的挡块10中，从而参与配重，剩下的4块砝码6，因为连接杆的作用也参与配重，而最下部的五块砝码6仍在第二下托盘24上，不参与配重。

4.图8-10是本发明中砝码6调节的第一实施例的结构示意图，

4.1：如图8为初始状态，砝码6未加载，落在第一下托盘14上。

4.2：如图9伺服电机动作，第一下托盘14下降，将砝码6挂起五块，此时剩余五块落在第一下托盘14上。

4.3：第一上托盘16、第一下托盘14同时下降，第一下托盘14上的五块砝码6落在中心吊杆2上参与配重，上部的五块砝码6仍在第一上托盘16上，不参与配重。

(本实施例中，砝码6可以大小一致，在砝码6上设置开口或凸起方便选择砝码6，也可以将整个砝码6组4设置成锥形结构)

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种砝码组合装置，其特征在于，包括：

竖直设置的中心吊杆(2)；

套于所述中心吊杆(2)上，并与所述中心吊杆(2)无接触的砝码组(4)，该砝码组(4)至少设置有两组，且之间具有间隙，每个所述砝码组(4)均由至少两个、自上而下排列的砝码(6)构成，所述砝码(6)上设有使所述中心吊杆(2)穿过的第一通孔，所述第一通孔的内径大于所述中心吊杆(2)的外径；

至少两个可做升降运动的支撑件，该支撑件与所述砝码(6)接触时，用于所述砝码(6)在竖直方向上的支承。

每个所述砝码组(4)的下方均设置有固定于所述中心吊杆(2)上的挡块(10)，所述挡块(10)的水平尺寸能够限制位于其上方的所述砝码(6)的通过。

2.根据权利要求1所述的一种砝码组合装置，其特征在于，所述支撑件均滑动连接在一固定设置的支撑杆(12)上，所述支撑件由动力装置驱动，能沿所述支撑杆(12)做升降运动。

3.根据权利要求2所述的一种砝码组合装置，其特征在于，所述支撑件包括：

位于每组所述砝码组(4)下方并由所述动力装置驱动做升降运动的第一下托盘(14)，所述第一下托盘(14)与其上方的所述砝码(6)接触后用于该砝码(6)竖直方向上的支承；

位于其中一个所述砝码(6)上方并由所述动力装置驱动做升降运动的第一上托盘(16)，所述第一上托盘(16)与所述砝码(6)接触后，用于所述砝码(6)竖直方向上的支承。

4.根据权利要求3所述的一种砝码组合装置，其特征在于，所述第一下托盘(14)与所述砝码(6)的接触面位于所述砝码(6)的底面；所述第一上托盘(16)以下列方式中的一种或者多种与所述砝码(6)接触：

所述砝码组(4)为倒锥形结构，同一组所述砝码组(4)中，位于上方的所述砝码(6)的体积大于其下方的所述砝码的体积，所述第一上托盘(16)与所述砝码(6)的接触面位于所述砝码(6)的底面；

所述侧面设置有凸起和/或凹槽，所述第一上托盘(16)通过夹持所述凸起或者卡入所述凹槽中实现与该砝码(6)的接触。

5.根据权利要求2所述的一种砝码组合装置，其特征在于，

每个所述砝码上均设置有连接孔，该连接孔为通孔，

每个所述砝码组(4)中的上、下两个所述砝码(6)通过连接杆连接，所述连接杆上设置有两块具有间隙的限位挡片，所述限位挡片间的间隙大于相邻两个所述砝码(6)之间的厚度之和，所述限位挡片用于限制所述连接杆从所述连接孔中穿过。

6.根据权利要求2或者5其中之一所述的一种砝码组合装置，其特征在于，所述支撑件包括：

位于每组所述砝码组(4)下方并由所述动力装置驱动做升降运动的第二下托盘(24)，所述第二下托盘(24)与其上方的所述砝码(6)接触后用于该砝码(6)竖直方向上的支承；

位于每组所述砝码组(4)上方并由所述动力装置驱动的上吊挂(26)，所述上吊挂(26)与所述砝码组(4)上最顶部的所述砝码(6)固定连接。

7.根据权利要6所述的一种砝码组合装置，其特征在于，所述第二下托盘(24)与所述砝码(6)的接触面位于所述砝码(6)的底面上。

8.根据权利要求7其中之一所述的一种砝码组合装置，其特征在于，每个所述砝码的质量均为相同值。

9.根据权利要求2其中之一所述的一种砝码组合装置，其特征在于，所述动力装置为伺服电机。

10.一种测力机，其特征在于，包括权利要求1-9所述的砝码组合装置，以及：

机架(102)，所述支撑杆(12)固定在所述机架(102)上；

水平工作台(104)，固定设置在所述机架(102)上方；

反向架(106)，其包括位于所述水平工作台(104)的正上方的上横梁(105)、位于所述水平工作台(104)正下方的下横梁(108)，以及用于连接所述上横梁(105)和下横梁(108)的连接臂(110)，该连接臂(110)竖直设置，并穿过设置在所述水平工作台(104)上的第二通孔(112)，所述中心吊杆(2)固定在所述下横梁(108)上。