CN108680296B - 一种自动测量扭矩的两轴移动机构 - Google Patents

Abstract

本发明一种自动测量扭矩的两轴移动机构，包括固定平台，所述固定平台上设有用于安放待测工件的待测区固定板，还设有X轴位移机构、设于所述X轴位移机构上且的Y轴位移机构和设于所述Y轴位移机构上的扭矩测试机构，还设有设于所述X轴位移机构上的图像识别机构，所述图像识别机构包括识别镜头及能与所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构通信的数据传输模块，所述数据传输模块与所述识别镜头连接以接收所述待测工件的方位信息并将该方位信息转化成命令后传至所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构，所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构响应命令而使所述扭矩测试机构对准所述待测工件以测量扭矩。效果：自动对准、减少人因误差、提高测量精度和准度。

Description

一种自动测量扭矩的两轴移动机构

技术领域

本发明涉及零部件测试设备技术领域，尤其涉及一种自动测量扭矩的两轴移动机构。

背景技术

早期的扭矩测量工具，是将人力、电动或气动设备的动能，通过扭矩传递方式输出至一零件，如螺丝、螺栓及螺帽等，然后通过设备的数显功能人工读取参数。所以传统的测量方式获取的测量值很容易受到人为操作的影响。

当下零部件的生产已经进入了大规模、自动化的模式，通过人力手动操作测量工具的方式极大的限制了零件的扭矩测量效率，使零件的测量速度远低于生产速度。

因此，如何让工具稳定、高效的测量扭矩，就成为本发明亟待解决的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种能够自动测量待测工件扭矩以排出人因误差和提高测量效率的自动测量扭矩的两轴移动机构。

本发明的实施例提供一种自动测量扭矩的两轴移动机构，包括固定平台，所述固定平台包括测量区和待测区，所述待测区上设有用于安放待测工件的待测区固定板，所述测量区上设有可沿X轴方向运动的X轴位移机构、设于所述X轴位移机构上且可沿Y轴方向运动的Y轴位移机构和设于所述Y轴位移机构上的扭矩测试机构，还设有设于所述X轴位移机构上的且与所述Y轴位移机构相互并列的图像识别机构，所述图像识别机构包括识别所述待测工件方位的识别镜头及既能与所述X轴位移机构通信又能与所述Y轴位移机构通信的数据传输模块，所述数据传输模块与所述识别镜头连接以接收所述待测工件的方位信息并将该方位信息转化成命令然后将该命令传至所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构，所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构响应命令而携带所述扭矩测试机构运动使所述扭矩测试机构对准所述待测工件以测量扭矩，所述X轴方向垂直于所述Y轴方向，所述待测区固定板位于所述Y轴方向上。

进一步地，所述扭矩测试机构的长度方向与所述Y轴方向平行，所述扭矩测试机构包括依次连接的电机、第一联轴器、扭矩传感器、第二联轴器、编码器和测试头，所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构携带所述扭矩测试机构运动使所述测试头对准所述待测工件，测量所述待测工件的扭矩时，所述测试头插入所述待测工件。

进一步地，所述扭矩测试机构还包括竖直的安装于所述Y轴位移机构的第一安装板和第二安装板，所述第一安装板和所述第二安装板相互平行，所述第一安装板上开设有第一安装孔，所述第一安装孔内安设有第一轴承，所述第一联轴器穿过所述第一轴承与所述电机连接；所述第二安装板上开设有第二安装孔，所述第二安装孔内安设有第二轴承，所述第二联轴器穿过所述第二轴承与所述测试头连接；所述扭矩测试机构还包括竖直的安装于所述Y轴位移机构的侧安装板，所述侧安装板的安装方向垂直于所述第一安装板，所述扭矩传感器的底部被所述Y轴位移机构支撑且其一侧固定于所述侧安装板。

进一步地，所述Y轴位移机构包括安装于所述X轴位移机构的Y轴导轨、可沿着所述Y轴导轨滑动的Y轴安装板和与所述Y轴安装板通过Y轴连接块连接的Y轴气缸，所述Y轴气缸用于推动所述Y轴安装板沿所述Y轴导轨滑动，所述Y轴气缸安装于所述X轴位移机构，且所述Y轴气缸的安装方向平行与所述Y轴导轨的延伸方向。

进一步地，所述扭矩测试机构设于所述Y轴安装板的上表面，且所述扭矩测试机构的安装方向与所述Y轴气缸的安装方向相互平行。

进一步地，所述Y轴位移机构还包括安装于所述X轴位移机构上的Y轴限位块，所述Y轴限位块和所述Y轴气缸设于所述Y轴连接块的相对两侧，且所述Y轴限位块与所述Y轴连接块之间断开设置以阻止所述Y轴连接块在所述Y轴气缸的推动下继续向所述Y轴限位块所在的方向运动。

进一步地，所述Y轴导轨只有一条，与所述Y轴方向平行。

进一步地，所述X轴位移机构包括安装于所述固定平台的X轴导轨、可沿着所述X轴导轨滑动的X轴安装板和与所述X轴安装板通过X轴连接块连接的X轴气缸，所述X轴气缸用于推动所述X轴安装板沿所述X轴导轨滑动，所述Y轴导轨和所述Y轴气缸均安装于所述X轴安装板的上表面，所述待测区的所述固定平台上开设有收容空间，所述收容空间位于所述X轴安装板的正中间的下方，所述X轴气缸收容且固定于所述收容空间，所述X轴气缸的安装方向平行于所述X轴导轨的延伸方向。

进一步地，所述X轴位移机构还包括安装于所述固定平台上的X轴限位块，所述X轴限位块具有3个呈等腰三角形分布，位于所述等腰三角形底部的二所述X轴限位块与所述X轴连接块处于所述X轴安装板的同一侧，剩余一所述X轴限位块处于所述X轴安装板的另一侧。

进一步地，所述X轴导轨具有两条，且分置于所述X轴气缸的相对两侧，所述X轴导轨与所述X轴方向平行。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：(1)本发明所述的自动测量扭矩的两轴移动机构中，采用所述图像识别机构来识别所述待测工件的方位信息(即为所述待测工件定位)，然后再通过所述图像识别机构中的所述数据传输模块将所述方位信息转化成命令传至所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构，所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构中的所述X轴气缸和所述Y轴气缸响应命令而驱使所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构携带所述扭矩测试机构运动以使所述扭矩测试机构的所述测试头对准所述待测工件，然后所述测试头插入所述待测工件，所述电机启动，进而对所述待测工件进行自动的扭矩测试，自动化对准相对人工对准，效率更高且更加精准，能够有效的减小对准误差，方便后续的测试。(2)所述扭矩测试机构中的所述扭矩传感器能够自动记录测量数据，所述编码器能够将所述测试数据传至电脑，由电脑来判断所述测量数据是否达到要求，即通过所述扭矩传感器和所述编码器使测量数据被电脑解读分析，以替代人工劳动，能够排除人工读数误差，使测量数据更加准确。

附图说明

图1是本发明自动测量扭矩的两轴移动机构的俯视图；

图2是本发明自动测量扭矩的两轴移动机构的立体图；

图3是本发明自动测量扭矩的两轴移动机构的另一角度的立体图；

图4是本发明自动测量扭矩的两轴移动机构的又一角度的立体图。

图中标注：1-X轴安装板、2-X轴导轨、3-X轴连接块、4-X轴气缸、5-Y轴限位块、6-Y轴安装板、7-Y轴导轨、8-Y轴连接块、9-Y轴气缸、10-电机、11-第一安装板、12-第一轴承、13-第一联轴器、14-扭矩传感器、15-侧安装板、16-第二联轴器、17-编码器、18-第二轴承、19-第二安装板、20-测试头、21-支撑板、22-识别镜头、23-数据传输模块、24-待测区固定板、25-X轴限位块、26-固定平台。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1至图4，本发明的实施例提供了一种自动测量扭矩的两轴移动机构，包括固定平台26，及设于所述固定平台26的X轴位移机构和设于所述X轴位移机构上的Y轴位移机构，还包括设于Y轴位移机构上的扭矩测试机构和设于所述固定平台26的用于安放待测工件的待测区固定板24，所述X轴位移机构可相对所述固定平台26沿X轴方向运动，所述Y轴位移机构可相对所述X轴位移机构沿Y轴方向运动，所述X轴方向垂直于所述Y轴方向，所述待测区固定板24位于所述Y轴方向上。

请参考图2，所述固定平台26为一块矩形板，其上表面包括测量区和待测区，所述X轴位移机构位于所述测量区，所述待测区固定板24位于所述待测区，所述测量区开设有有一收容空间27，优选所述收容空间27贯穿所述固定平台26的上下表面。

请参考图1和图2，所述待测区固定板24远离所述测量区的一侧敞开，其他三侧具有侧墙，所述侧墙中，靠近所述测量区的所述侧墙最高。所述待测区固定板24包括一底板，所述侧墙安装于所述底板的三侧边沿处，所述底板与所述固定平台26之间具有间隙。所述固定平台26上还设有一抵挡版28，所述抵挡板28抵挡所述待测区固定板24的敞开侧，且所述抵挡板28的上表面与所述底板的上表面平齐，且所述侧墙均未与所述抵挡板28接触。

请参考图1至图4，所述X轴位移机构包括安装于所述固定平台26的X轴导轨2、可沿着所述X轴导轨2滑动的X轴安装板1和与所述X轴安装板1通过X轴连接块3连接的X轴气缸4。所述收容空间27位于所述X轴安装板1在所述Y轴方向的正中间的下方，所述X轴气缸4收容且固定于所述收容空间27，所述X轴气缸4的安装方向平行于所述X轴导轨2的延伸方向。所述X轴导轨2具有两条，且分置于所述X轴气缸4的相对两侧，所述X轴导轨2与所述X轴方向平行，所述X轴气缸4用于推动所述X轴安装板1沿所述X轴导轨2滑动。

所述X轴位移机构还包括安装于所述固定平台26上的X轴限位块25，所述X轴限位块25具有3个且呈等腰三角形分布，位于所述等腰三角形底部的二所述X轴限位块25与所述X轴连接块3处于所述X轴安装板1的同一侧，只是所述X轴连接块3固定于所述X轴安装板1的侧边上，二所述X轴限位块25与所述X轴安装板1各自独立、互不连接，剩余一所述X轴限位块25处于所述X轴安装板1的另一侧，且亦与所述X轴安装板1各自独立、互不连接。

所述X轴气缸4的气杆连接所述X轴连接块3，在所述X轴气缸4的驱使下，所述X轴气缸4的气杆伸缩，从而带动所述X轴安装板1沿所述X轴导轨2运动。所述X轴限位块25能够止挡所述X轴安装板1继续运动以防止所述X轴安装板1的位移过度。优选所述X轴限位块25设有X轴碰撞传感器，所述X轴碰撞传感器与所述X轴气缸4通信连接或者电连接，当所述X轴安装板1与其一所述X轴限位块25发生碰撞时，所述X轴碰撞传感器向所述X轴气缸4发出停止继续伸或者缩的命令，所述X轴气缸4接收该命令后，其气杆停止继续伸或者缩。

所述Y轴位移机构包括安装于所述X轴安装板1的上表面的Y轴导轨7、可沿着所述Y轴导轨7滑动的Y轴安装板6和与所述Y轴安装板6通过Y轴连接块8连接的Y轴气缸9。所述Y轴导轨7只有一条，与所述Y轴方向平行。所述Y轴气缸9用于推动所述Y轴安装板6沿所述Y轴导轨7滑动，所述Y轴气缸9安装于所述X轴安装板1的上表面，且所述Y轴气缸9的安装方向平行与所述Y轴导轨7的延伸方向。

所述Y轴位移机构还包括安装于所述X轴安装板1的上表面上的Y轴限位块5，所述Y轴限位块5只有一个。所述Y轴限位块5和所述Y轴气缸9设于所述Y轴连接块8的相对两侧，且所述Y轴限位块5与所述Y轴连接块8之间断开设置。

所述Y轴气缸9的气杆连接所述Y轴连接块8，在所述Y轴气缸9的驱使下，所述Y轴气缸9的气杆伸缩，从而带动所述Y轴安装板6沿所述Y轴导轨7运动。所述Y轴限位块5能够止挡所述Y轴安装板6继续运动以防止所述Y轴安装板6的位移过度。优选所述Y轴限位块5设有Y轴碰撞传感器，所述Y轴碰撞传感器与所述Y轴气缸9通信连接或者电连接，当所述Y轴安装板6与所述Y轴限位块5发生碰撞时，所述Y轴碰撞传感器向所述Y轴气缸9发出停止继续伸长的命令，所述Y轴气缸9接收该命令后，其气杆停止继续伸长。

所述扭矩测试机构设于所述Y轴安装板6的上表面，且所述扭矩测试机构的安装方向与所述Y轴气缸9的安装方向相互平行。

所述扭矩测试机构的长度方向与所述Y轴方向平行，所述扭矩测试机构包括依次连接的电机10、第一联轴器13、扭矩传感器14、第二联轴器16、编码器17和测试头20，所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构用于携带所述扭矩测试机构运动以使所述测试头20对准所述待测工件，测量所述待测工件的扭矩时，所述测试头20插入所述待测工件，然后所述电机10转动，所述扭矩传感器14通过所述测试头20而测量出所述待测工件的扭矩，所述扭矩以角位移体现，然后所述扭矩传感器14将角位移信息传至与之相连的所述编码器17，所述编码器17将所述角位移信息转转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小，并将该电信号传至电脑上，利用电脑来统计脉冲个数，并分析和处理所述电信号，得到扭矩信息，即测量结果。

所述扭矩测试机构还包括竖直的安装于所述Y轴安装板6的上表面的第一安装板11和第二安装板19，所述第一安装板11和所述第二安装板19相互平行，所述第一安装板11上开设有第一安装孔，所述第一安装孔内安设有第一轴承12，所述第一联轴器13穿过所述第一轴承12与所述电机10连接；所述第二安装板19上开设有第二安装孔，所述第二安装孔内安设有第二轴承18，所述第二联轴器16穿过所述第二轴承18与所述测试头20连接；所述扭矩测试机构还包括竖直的安装于所述Y轴安装板6的上表面的侧安装板15，所述侧安装板15的安装方向垂直于所述第一安装板11，所述扭矩传感器14的底部被所述Y轴安装板6的上表面支撑且其一侧固定于所述侧安装板15。

所述X轴安装板1的上表面还设有图像识别机构，所述图像识别机构包括识别待测工件方位的识别镜头22及既能与所述X轴位移机构通信又能与所述Y轴位移机构通信的数据传输模块23。所述识别镜头22的设置方向与所述扭矩测试机构的设置方向相互平行，所述识别镜头22朝向所述待测区固定板24所在方向。所述识别镜头22用于拍摄所述待测区固定板24上的待测工件，且所述识别镜头22内设有准星，所述识别镜头22以所述准星为参照物来确定待测工件的方位信息，所述方位信息包括坐标。所述图像识别机构通过支撑板21安装于所述X轴安装板1的上表面，从而所述图像识别机构能够随所述X轴安装板1的运动而运动。

所述数据传输模块23与所述识别镜头22连接以接收所述待测工件测得的方位信息并将该方位信息转化成命令然后将该命令传至所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构，所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构响应命令而携带所述扭矩测试机构运动使所述扭矩测试机构对准待测工件。所述数据传输模块23还能与所述测试头20和所述电机10通信，在所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构运动的过程中，所述识别镜头22始终在不停的获取待测工件的方位信息，当所述识别镜头22拍摄的待测工件与所述准星之间的关系符合预设关系时，所述扭矩测试机构对准所述待测工件，这时，所述数据传输模块23对所述测试头20发出第一OK指令，所述测试头20响应该指令，自动伸出插入待测工件中；所述数据传输模块23对所述电机10发出第二OK指令，所述电机10响应该指令而启动，通过所述第一联轴器13、所述第二联轴器16等驱使所述测试头20工作，所述测试头20工作时，与所述测试头20连接的所述扭矩传感器14采集待测工件的扭矩。为了使运动更有秩序，本实施例中，在所述数据传输模块23将所述方位信息传至所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构后，所述X轴位移机构先动作，待所述X轴位移机构执行完运动命令后，所述Y轴位移机构再动作，直至所述Y轴位移机构亦执行完运动命令。

由上述可知，本发明所述的自动测量扭矩的两轴移动机构能够自动的实现对待测工件的对准、能够自动的插入待测工件且能够自动的测量待测工件的扭矩，还能自动的将测量结果传至电脑并显示出来以代替人工读数(如果电脑上显示的所述测量结果不合符测试要求，则返工重测)，从而实现扭矩测量的全自动化，且能够有效地减少人因误差，在解放劳动力的基础上，还能提供测量精度和可信度。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动测量扭矩的两轴移动机构，其特征在于：包括固定平台，所述固定平台包括测量区和待测区，所述待测区上设有用于安放待测工件的待测区固定板，所述测量区上设有可沿X轴方向运动的X轴位移机构、设于所述X轴位移机构上且可沿Y轴方向运动的Y轴位移机构和设于所述Y轴位移机构上的扭矩测试机构，还设有设于所述X轴位移机构上的且与所述Y轴位移机构相互并列的图像识别机构，所述图像识别机构包括识别所述待测工件方位的识别镜头及既能与所述X轴位移机构通信又能与所述Y轴位移机构通信的数据传输模块，所述数据传输模块与所述识别镜头连接以接收所述待测工件的方位信息并将该方位信息转化成命令然后将该命令传至所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构，所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构响应命令而携带所述扭矩测试机构运动使所述扭矩测试机构对准所述待测工件以测量扭矩，所述X轴方向垂直于所述Y轴方向，所述待测区固定板位于所述Y轴方向上；

所述扭矩测试机构包括依次连接的电机、第一联轴器、扭矩传感器、第二联轴器、编码器和测试头，所述X轴位移机构和所述Y轴位移机构携带所述扭矩测试机构运动使所述测试头对准所述待测工件，测量所述待测工件的扭矩时，所述测试头插入所述待测工件；

所述扭矩测试机构还包括竖直的安装于所述Y轴位移机构的第一安装板和第二安装板，所述第一安装板和所述第二安装板相互平行，所述第一安装板上开设有第一安装孔，所述第一安装孔内安设有第一轴承，所述第一联轴器穿过所述第一轴承与所述电机连接；所述第二安装板上开设有第二安装孔，所述第二安装孔内安设有第二轴承，所述第二联轴器穿过所述第二轴承与所述测试头连接；所述扭矩测试机构还包括竖直的安装于所述Y轴位移机构的侧安装板，所述侧安装板的安装方向垂直于所述第一安装板，所述扭矩传感器的底部被所述Y轴位移机构支撑且其一侧固定于所述侧安装板。

2.如权利要求1所述的自动测量扭矩的两轴移动机构，其特征在于：所述Y轴位移机构包括安装于所述X轴位移机构的Y轴导轨、可沿着所述Y轴导轨滑动的Y轴安装板和与所述Y轴安装板通过Y轴连接块连接的Y轴气缸，所述Y轴气缸用于推动所述Y轴安装板沿所述Y轴导轨滑动，所述Y轴气缸安装于所述X轴位移机构，且所述Y轴气缸的安装方向平行与所述Y轴导轨的延伸方向。

3.如权利要求2所述的自动测量扭矩的两轴移动机构，其特征在于：所述扭矩测试机构设于所述Y轴安装板的上表面，且所述扭矩测试机构的安装方向与所述Y轴气缸的安装方向相互平行。

4.如权利要求2所述的自动测量扭矩的两轴移动机构，其特征在于：所述Y轴位移机构还包括安装于所述X轴位移机构上的Y轴限位块，所述Y轴限位块和所述Y轴气缸设于所述Y轴连接块的相对两侧，且所述Y轴限位块与所述Y轴连接块之间断开设置以阻止所述Y轴连接块在所述Y轴气缸的推动下继续向所述Y轴限位块所在的方向运动。

5.如权利要求2所述的自动测量扭矩的两轴移动机构，其特征在于：所述Y轴导轨只有一条，与所述Y轴方向平行。

6.如权利要求2所述的自动测量扭矩的两轴移动机构，其特征在于：所述X轴位移机构包括安装于所述固定平台的X轴导轨、可沿着所述X轴导轨滑动的X轴安装板和与所述X轴安装板通过X轴连接块连接的X轴气缸，所述X轴气缸用于推动所述X轴安装板沿所述X轴导轨滑动，所述Y轴导轨和所述Y轴气缸均安装于所述X轴安装板的上表面，所述待测区的所述固定平台上开设有收容空间，所述收容空间位于所述X轴安装板的正中间的下方，所述X轴气缸收容且固定于所述收容空间，所述X轴气缸的安装方向平行于所述X轴导轨的延伸方向。

7.如权利要求6所述的自动测量扭矩的两轴移动机构，其特征在于：所述X轴位移机构还包括安装于所述固定平台上的X轴限位块，所述X轴限位块具有3个呈等腰三角形分布，位于所述等腰三角形底部的二所述X轴限位块与所述X轴连接块处于所述X轴安装板的同一侧，剩余一所述X轴限位块处于所述X轴安装板的另一侧。

8.如权利要求6所述的自动测量扭矩的两轴移动机构，其特征在于：所述X轴导轨具有两条，且分置于所述X轴气缸的相对两侧，所述X轴导轨与所述X轴方向平行。

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