CN110132389B - 一种天平式精确称取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天平式精确称取装置。对称式天平架的两端分别悬挂负载托盘和标准质量托盘，放大细杆水平固定在对称式天平架上，轻弹簧的一端与放大细杆的一端固定连接，电源通过滑动变阻器接地，滑动变阻器竖直固定在轻弹簧一侧，轻弹簧通过硬质指针与滑动变阻器连接，硬质指针的中部通过导线连接到电压差采集器的输入端，滑动变阻器的中点处通过引出导线连接到电压差采集器的输入端，电压差采集器用于采集两个输入端之间的电压差，输出端与电机马达的输入端相连，电机马达的输出端与变速传送带连接，变速传送带水平设置在负载托盘旁，变速传送带的输出侧正对负载托盘的中央。本发明结构巧妙，称量分装效率高，称量精确。

Description

一种天平式精确称取装置

技术领域

本发明涉及自动标准称量分装领域，尤其是一种天平式精确称取装置。

背景技术

如今，自动化生产线在工业领域中有着非常重要的地位，而对于小件产品的规定质量称量与分装的问题，人工操作与称量分装依旧占据重要地位，人工操作通过电子天平的称量虽然比较精准，但费时费力，成本较高，对工厂来说也是一笔不小的支出。而自动化的称量分装，不但可以保证与人工相同的质量准确性，还可以提高分装效率，减少安全隐患，降低成本。在使用天平进行称量时，可能会遇到扰动较大，对称量对准确性与时间造成干扰的情况。在进行分装时，所需的标准质量可能会经常发生改变，而一些称量分装的仪器不能够很方便地更改标准质量，对称量造成不便。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供天平式精确称取装置，能够利用天平与传送带的配合实现自动精准分拣出确定质量的产品或物体。

本发明提出如下技术方案：

本发明包括可控质量平衡组件和电压差采集组件及传送带组件，可控质量平衡组件包括对称式天平架、轻质量位移放大细杆和轻弹簧，对称式天平架的两端分别悬挂负载托盘和标准质量托盘，对称式天平架在负载托盘和标准质量托盘均空载的状态下保持平衡，轻质量位移放大细杆水平固定在对称式天平架上，轻弹簧竖直设置在轻质量位移放大细杆的侧方，轻弹簧的上端固定作为固定端，轻弹簧的下端为活动端，轻弹簧在自然状态下的活动端与平衡状态下的轻质量位移放大细杆位于同一水平面，轻弹簧的活动端与轻质量位移放大细杆的一端固定连接，对称式天平架带动轻质量位移放大细杆倾斜从而带动轻弹簧的活动端伸缩。

电压差采集组件包括电源、滑动变阻器和电压差采集器，滑动变阻器竖直固定在轻弹簧远离对称式天平架的一侧，电源与滑动变阻器的一端相连，滑动变阻器的另一端接地，轻弹簧通过硬质指针与滑动变阻器连接，硬质指针的一端与轻弹簧的中部固定连接，硬质指针的另一端与滑动变阻器的中点接触连接，硬质指针的中部通过导线连接到电压差采集器的输入端，滑动变阻器的中点处通过引出导线连接到电压差采集器的输入端，电压差采集器用于采集两个输入端之间的电压差，电压差采集器的输出端连接传送带组件。

传送带组件包括变速传送带和电机马达，电压差采集器的输出端与电机马达的输入端相连用于控制电机马达的转速，电机马达的输出端与变速传送带连接用于控制变速传送带的传动速度，变速传送带水平设置在负载托盘旁，变速传送带的输出侧正对负载托盘的中央，待称取的产品放置在变速传送带上并经变速传送带运送到负载托盘上。

优选的，硬质指针由两段不同材质的针体固定连接而成，其中一段针体采用绝缘材质，绝缘材质的针体与轻弹簧连接，另一段针体采用导体材质，导体材质的针体与滑动变阻器接触连接作为滑动变阻器的滑片，硬质指针通过导体材质的针体连接到电压差采集器的输入端。

优选的，待称取的产品为大头针或回形针等小件产品。

优选的，两个输入端之间的电压差是指位于滑动变阻器的中点与硬质指针的接触点之间的电阻部分的电压，通过改变硬质指针与滑动变阻器的接触点使得两个输入端之间的电压差发生改变。

优选的，电压差采集器的输出端根据自身的输入端采集得到的电压差控制电机马达的转速，输入端的电压差越大，电机马达的转速越大；输入端的电压差越小，电机马达的转速越小。

本发明的有益效果如下：

本发明将传送带、天平与电路相结合，可以全自动精确地对生产线中的标准质量产品进行称量分装，带有放大细杆的天平可以减小天平左臂的扰动，同时放大天平右臂滑动变阻器上指针的位移。巧妙的电路设计，使得当左端托盘内大头针质量与右端相差较远时，传送带的转速较快，使得大头针更快地进入到托盘中，而当左端托盘内大头针质量与右端相差不多时，传送带的转速就会减小至很小，当天平两臂质量相等时，传送带速度为0，即不再传送大头针。这一发明可提高对生产线中的标准质量产品进行称量分装的效率，降低成本，亦可有效避免安全事故的发生。

附图说明

图1为实施例的一种天平式精确称取装置的平面示意图；

图中，1、变速传送带；2、对称式天平架；3、轻质量位移放大细杆；4、轻弹簧；5、小电阻滑动变阻器；6、电源；7、标准质量托盘；8、负载托盘；9、电压差采集器；10、硬质指针。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便于对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好地理解。

如图1所示，对称式天平架2的两端分别悬挂负载托盘8和标准质量托盘7，对称式天平架2在负载托盘8和标准质量托盘7均空载的状态下保持平衡，轻质量位移放大细杆3水平固定在对称式天平架2上，轻质量位移放大细杆3与对称式天平架2保持同步平衡或者倾斜，轻弹簧4竖直设置在轻质量位移放大细杆3的侧方，轻弹簧4的上端固定作为固定端，轻弹簧4的下端为活动端，轻弹簧4在自然状态下的活动端与平衡状态下的轻质量位移放大细杆3位于同一水平面，轻弹簧4的活动端与轻质量位移放大细杆3的一端固定连接，对称式天平架2带动轻质量位移放大细杆3倾斜从而带动轻弹簧4的活动端伸缩。

轻质量位移放大细杆3的质量约为50g，轻质量位移放大细杆3可以减小天平的扰动，同时也可以放大天平右臂上方滑动变阻器5的指针10位置的改变量。

轻弹簧4是指弹簧系数在10N/m-30N/m的范围内的弹簧，质量约为25g，本发明采用的轻弹簧4具有灵敏度高的优点。

对称式天平架2构成的可控质量平衡系统用于将左端大头针的质量标准化。可控质量平衡组件整体处于中间位置，位于精确称量的核心区域，标准质量托盘7用于盛放标准质量的产品，所述负载托盘8可以通过变速传送带1盛装待称取质量的小件产品。

滑动变阻器5竖直固定在轻弹簧4远离对称式天平架2的一侧，电源6与滑动变阻器5的一端相连，滑动变阻器5的另一端接地，轻弹簧4通过硬质指针10与滑动变阻器5连接，硬质指针10的一端与轻弹簧4的中部固定连接，硬质指针10的另一端与滑动变阻器5的中点接触连接，硬质指针10的中部通过导线连接到电压差采集器9的输入端，滑动变阻器5的中点处通过引出导线连接到电压差采集器9的输入端，电压差采集器9用于采集两个输入端之间的电压差，电压差采集器9的输出端与电机马达的输入端相连用于控制电机马达的转速，电机马达的输出端与变速传送带1连接用于控制变速传送带1的传动速度，变速传送带1水平设置在负载托盘8旁，变速传送带1的输出侧正对负载托盘8的中央，以使变速传送带1以某一合适的速度向负载托盘8运送小件产品如大头针、回形针等。

具体实施中，滑动变阻器5采用小电阻式滑动变阻器，小电阻式滑动变阻器的电阻范围为0-100Ω。

所述的硬质指针10由两段不同材质的针体固定连接而成，其中一段针体采用绝缘材质，绝缘材质的针体与轻弹簧4连接，另一段针体采用导体材质，导体材质的针体与滑动变阻器5接触连接作为滑动变阻器5的滑片，硬质指针10通过导体材质的针体连接到电压差采集器9的输入端。

两个输入端之间的电压差是指位于滑动变阻器5的中点与硬质指针10的接触点之间的电阻部分的电压，通过改变硬质指针10与滑动变阻器5的接触点使得两个输入端之间的电压差发生改变。电压差采集器9的输出端根据自身的输入端采集得到的电压差控制电机马达的转速，输入端的电压差越大，电机马达的转速越大；输入端的电压差越小，电机马达的转速越小。

电源6采用220V交流电源并通过导线与滑动变阻器5连接，220V交流电源给传送带电路提供电源，通过改变接入回路中电阻的长度，从而改变电压大小。

本发明的具体工作过程如下：

初始状态下，对称式天平架2在悬挂两个空载托盘的状态下保持平衡，轻质量位移放大细杆3水平设置在对称式天平架2上，此时轻弹簧4为自然状态即轻弹簧4保持原长，硬质指针10与滑动变阻器5的接触点位于滑动变阻器5的中点，启动电源6准备进行称取。

在标准质量托盘7内盛放标准质量值的产品用于作为质量参考，负载托盘8空载。由于标准质量托盘7的负载，对称式天平架2发生倾斜产生竖直方向的偏移，细长杆3将对称式天平架2的竖直偏移放大，即轻质量位移放大细杆3靠近标准质量托盘7的一端向下倾斜从而轻弹簧4向下伸长，轻弹簧4伸长使得硬质指针10与滑动变阻器5的接触点改变，接触点向下移动偏离滑动变阻器5的中点。

开启变速传送带1的电机马达，电压差采集器9实时采集两个输入端之间的电压并将采集得到的电压输出到电机马达，电机马达的工作电压近似为位于硬质指针10与滑动变阻器5中点之间的电阻部分的分压，也就是回路中的阻值的分压。

变速传送带1在电机马达的作用下朝向对称式天平架2侧转动，多个小件产品通过变速传送带1的输出侧不断运送到负载托盘8上，随着负载托盘8的负载增加，对称式天平架2逐渐趋于平衡，回路中的阻值不断减小使得电压差采集器9采集得到的电压越来越小，当电压差采集器9采集到的电压越来越小，电压差采集器9控制电机马达的转速不断减小，电机马达转速减小使得变速传送带1的传动速度逐渐减慢。

当电压逐渐减小至零时，负载托盘8上的小件产品的质量越来越接近标准质量值，传送带速度逐渐减小至零；当负载托盘8上的所有小件产品的质量之和与标准质量托盘7的标准质量值相等时，对称式天平架2再次保持平衡，此时电机马达的输入电压为零，变速传送带1停止传送，从而得到与标准质量值相同的小件产品的量，实现了精确测量。将负载托盘8上的称取完毕的小件产品取出，重复上述步骤进行下一次称取。本发明可以对小件产品的规定质量进行精确地称量与分装。

上述实施例不应以任何方式限制本发明，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种天平式精确称取装置，其特征在于：

包括可控质量平衡组件和电压差采集组件及传送带组件，

可控质量平衡组件包括对称式天平架（2）、轻质量位移放大细杆（3）和轻弹簧（4），对称式天平架（2）的两端分别悬挂负载托盘（8）和标准质量托盘（7），对称式天平架（2）在负载托盘（8）和标准质量托盘（7）均空载的状态下保持平衡，轻质量位移放大细杆（3）水平固定在对称式天平架（2）上，轻弹簧（4）竖直设置在轻质量位移放大细杆（3）的侧方，轻弹簧（4）的上端固定，轻弹簧（4）的下端与轻质量位移放大细杆（3）的一端固定连接，对称式天平架（2）带动轻质量位移放大细杆（3）倾斜从而带动轻弹簧（4）的活动端伸缩；

电压差采集组件包括电源（6）、滑动变阻器（5）和电压差采集器（9），滑动变阻器（5）竖直固定在轻弹簧（4）远离对称式天平架（2）的一侧，电源（6）与滑动变阻器（5）的一端相连，滑动变阻器（5）的另一端接地，轻弹簧（4）通过硬质指针（10）与滑动变阻器（5）连接，硬质指针（10）的一端与轻弹簧（4）的中部固定连接，硬质指针（10）的另一端与滑动变阻器（5）的中点接触连接，硬质指针（10）的中部通过导线连接到电压差采集器（9）的输入端，滑动变阻器（5）的中点处通过引出导线连接到电压差采集器（9）的输入端，电压差采集器（9）用于采集两个输入端之间的电压差，电压差采集器（9）的输出端连接传送带组件；

传送带组件包括变速传送带（1）和电机马达，电压差采集器（9）的输出端与电机马达的输入端相连用于控制电机马达的转速，电机马达的输出端与变速传送带（1）连接用于控制变速传送带（1）的传动速度，变速传送带（1）水平设置在负载托盘（8）旁，变速传送带（1）的输出侧正对负载托盘（8）的中央，待称取的产品放置在变速传送带（1）上并经变速传送带（1）运送到负载托盘（8）上；

电压差采集器（9）的输出端根据自身的输入端采集得到的电压差控制电机马达的转速，输入端的电压差越大，电机马达的转速越大；输入端的电压差越小，电机马达的转速越小；

变速传送带（1）在电机马达的作用下朝向对称式天平架（2）侧转动，多个小件产品通过变速传送带（1）的输出侧不断运送到负载托盘（8）上，随着负载托盘（8）的负载增加，对称式天平架（2）逐渐趋于平衡，回路中的阻值不断减小使得电压差采集器（9）采集得到的电压越来越小，当电压差采集器（9）采集到的电压越来越小，电压差采集器（9）控制电机马达的转速不断减小，电机马达转速减小使得变速传送带（1的传动速度逐渐减慢；

当电压逐渐减小至零时，负载托盘（8）上的小件产品的质量越来越接近标准质量值，传送带速度逐渐减小至零；当负载托盘（8）上的所有小件产品的质量之和与标准质量托盘（7）的标准质量值相等时，对称式天平架（2）再次保持平衡，此时电机马达的输入电压为零，变速传送带（1）停止传送，从而得到与标准质量值相同的小件产品的量，实现了精确测量。

2.根据权利要求1所述的一种天平式精确称取装置，其特征在于：

所述的硬质指针（10）由两段不同材质的针体固定连接而成，其中一段针体采用绝缘材质，绝缘材质的针体与轻弹簧（4）连接，另一段针体采用导体材质，导体材质的针体与滑动变阻器（5）接触连接作为滑动变阻器（5）的滑片，硬质指针（10）通过导体材质的针体连接到电压差采集器（9）的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种天平式精确称取装置，其特征在于：所述的待称取的产品为大头针或回形针。

4.根据权利要求1所述的一种天平式精确称取装置，其特征在于：

所述的两个输入端之间的电压差是指位于滑动变阻器（5）的中点与硬质指针（10）的接触点之间的电阻部分的电压，通过改变硬质指针（10）与滑动变阻器（5）的接触点使得两个输入端之间的电压差发生改变。

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