CN110579311A - 一种力矩标定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及力矩测量领域，具体的说是一种力矩标定装置，包括底板、底座机构、支架机构、操作机构和滑轮机构；在使用者使用过程中，通过底板和底座机构的配合，对底座机构进行操作，从而方便对装置高度进行微调；使用者通过将操作机构和滑轮机构进行配合，在测量的同时，减少操作机构带来的误差，通过将操作机构和滑轮机构进行配合，在测量的同时，方便使用者对立式安装的力矩传感器进行测量，同时，方便使用者使用力矩传感器对顺时针转动的力矩和逆时针转动的力矩分别进行测量；另一方面，令滑轮机构在使用时被更好的限位，避免滑轮机构使用时其中的绳状结构发生打结的情况。

Description

一种力矩标定装置

技术领域

本发明涉及力矩测量领域，具体说是一种力矩标定装置。

背景技术

在工业生产过程中，气动、电动、手动定值力矩扳手等装配工具需要定期标定，以确定工具的精准度。在进行工具力矩标定时，需将力矩传感器、测试连接件，通过标定装置进行集成，以实现对工具力矩值的测量。现有的力矩测量一般都采用直接挂砝码的方法来对力矩传感器进行标定，这种方法被得到了广泛的应用。

然而，现有的力矩标定装置在实际使用过程中，采用直接挂砝码测量的方式一般只适用于卧式安装的力矩传感器，如果是立式安装的力矩传感器则需要将整个设备卧式放在地面上，这样就显得对大型的设备的操作很不方便，同时难以测量不同转向的力矩；同时在使用时，为了确保测量的准确，常常需要对装置的高度进行精细的调节，传统的装置在调节时就显得不够精密；同时，在滑轮绳挂接重物进行测量时，滑轮连接绳容易发生打结的情况。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种力矩标定装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种力矩标定装置，包括底板、底座机构、支架机构、操作机构和滑轮机构，用于安置装置其他机构的所述底板的顶部设有用于对装置起到支撑作用的所述底座机构，所述底座机构的顶部设有进一步对装置起到支撑作用的所述支架机构，所述支架机构的顶部设有用于实现装置功能的所述操作机构，所述支架机构的顶部和所述底板的顶部设有用于对所述操作机构起到辅助作用的所述滑轮机构。

具体的，所述底座机构包括支座、螺孔、第一螺筒、螺栓和第二螺筒，所述底板顶部的中部设有四个呈圆台状的所述支座，所述支座的顶端内部设有呈圆孔状的所述螺孔，所述支座的顶部固定有呈圆筒状的所述第一螺筒，所述第一螺筒的内部螺纹连接有所述螺栓，所述螺栓的顶部螺纹连接于所述第二螺筒。

具体的，所述支架机构包括机架、拉杆、连杆和支撑平台，四个所述螺栓的顶部各自固定有一个呈方杆状的所述机架，四个所述机架两两分为同侧的两组，每组两个所述机架的底部之间固定有呈矩形板状的所述拉杆，两组所述机架中分组相邻的两个所述机架的顶部之间固定有呈方杆状的所述连杆，所述机架的顶部固定有呈方形板状的所述支撑平台。

具体的，所述操作机构包括安装座、转盘、连轴、绳轮、轴承、孔用弹性挡圈和轴用弹性挡圈，所述支撑平台的顶面中部固定有呈圆柱状的所述安装座，所述安装座的顶部转动连接有呈圆板状的所述转盘，两个所述连轴贯穿固定于所述转盘，且所述轴承的内圈连接于所述连轴，所述轴承的外圈连接于呈滑轮状的所述绳轮，同时通过所述轴用弹性挡圈和所述孔用弹性挡圈将所述轴承内外圈固定住，且所述轴用弹性挡圈和所述孔用弹性挡圈呈薄垫状。

具体的，所述滑轮机构包括第一滑轮、第二滑轮、碳纤维绳、砝码、限位框、滑槽、连接端头和限位块，所述支撑平台的顶面对角的两端分别安装有一个所述第一滑轮和所述第二滑轮，所述第一滑轮和所述第二滑轮上各自缠绕有所述碳纤维绳，两根所述碳纤维绳的一端都固定于所述绳轮，且所述碳纤维绳同所述绳轮呈相切的状态，所述碳纤维绳背离所述第一滑轮和所述第二滑轮的一侧上固定有若干个所述砝码；所述底板的顶面的两侧分别固定有一个呈弧形状的所述限位框，所述限位框的顶部开设有同样呈弧形状的所述滑槽，且所述碳纤维绳背离所述第一滑轮和所述第二滑轮的一端通过所述滑槽卡合于所述限位框的内部，所述碳纤维绳位于所述限位框内部的一端固定有所述连接端头，所述连接端头的另一端固定有呈球状的所述限位块。

本发明的有益效果：（1）本发明所述的一种力矩标定装置，通过底板和底座机构的配合，对底座机构进行操作，从而方便对装置高度进行微调；即：使用者先将底板固定安置于所需的的合适地点，然后，使用者通过支座将装置主体固定于底板上合适的位置，接着，使用者手动转动第一螺筒，令第一螺筒逐渐脱离螺栓，当第一螺筒脱离螺栓后，第一螺筒带动支座逐渐朝背离螺栓的方向移动，从而在实际使用时，使用者可对装置的整体进行高度的微调，使得能够保证高度调节的准确性，进而确保测量的准确性。

（2）本发明的一种力矩标定装置，当使用者需要当对力矩进行标定时，使用者通过将操作机构和滑轮机构进行配合，在测量的同时，减少操作机构带来的误差；即：整个装置是通过连轴与测量时的力矩传感器或力矩测量装置相连接，此时转盘半径r一定，通过在绳轮的连接绳上悬挂不同质量的测量配重物，由于已知当地的重力加速度g,则理论计算力矩为M=mgr，此时力矩传感器也会输出显示一个数值，将理论计算力矩与显示数值相比较，找出误差规律，然后利用软件将其补偿，使力矩传感器输出实际精确数值，完成了对力矩传感器的标定，进一步的，通过将绳轮的连接绳与不同位置的绳轮进行连接，可以实现顺时针和逆时针力矩的标定；同时，利用轴用弹性挡圈和孔用弹性挡圈将轴承的内外圈全部固定，从而可以减少轴承的晃动误差，进而减少理论计算误差。

（3）本发明的一种力矩标定装置，当使用者需要当对力矩进行标定时，通过将操作机构和滑轮机构进行配合，在测量的同时，方便使用者对立式安装的力矩传感器进行测量，同时，方便使用者使用力矩传感器对顺时针转动的力矩和逆时针转动的力矩分别进行测量；即：使用者可手动将一些不同质量的砝码固定安装于碳纤维绳上的部位，由于转盘半径r一定，当使用者对碳纤维绳上的砝码进行不断的增加或者减少，从而两边碳纤维绳所受到的拉力也在不断的进行增大或减小，进而碳纤维绳通过第一滑轮和第二滑轮对绳轮的作用力进行增大或减小，当第一滑轮上的碳纤维绳对绳轮的作用力大于第二滑轮上的碳纤维绳对绳轮的作用力时，转盘通过绳轮的作用力进行逆时针转动，当第一滑轮上的碳纤维绳对绳轮的作用力小于第二滑轮上的碳纤维绳对绳轮的作用力时，转盘通过绳轮的作用力进行顺时针转动，从而方便使用者使用力矩传感器对顺时针转动的力矩和逆时针转动的力矩分别进行测量，同时也方便了使用者对立式安装的力矩传感器进行测量。

（4）本发明的一种力矩标定装置，通过操作机构和滑轮机构的配合，令滑轮机构在使用时被更好的限位，避免滑轮机构使用时其中的绳状结构发生打结的情况；即：当转盘在转动时，同样对碳纤维绳进行了带动，此时，由于碳纤维绳的底部通过连接端头和限位块相接，限位块呈球状，且限位块卡合于两个滑槽内部，从而在使用过程中，令碳纤维绳在晃动时被限位，使得在碳纤维绳挂接重物进行测量时，避免碳纤维绳容易发生打结的情况，使用更加方便。

附图说明

图1为本发明提供的一种力矩标定装置的一种较佳实施例整体结构示意图。

图2为图1所示的底座机构和支架机构的连接结构示意图。

图3为图1所示的滑轮机构的结构示意图。

图4为图1所示的操作机构和滑轮机构的连接结构示意图。

图5为图1所示A部放大示意图。

图6为图4所示B部放大示意图。

图中：1、底板，2、底座机构，21、支座，22、螺孔，23、第一螺筒，24、螺杆，25、第二螺筒，3、支架机构，31、机架，32、拉杆，33、连杆，34、支撑平台，4、操作机构，41、安装座，42、转盘，43、连轴，44、绳轮，45、轴承，46、孔用弹性挡圈，47、轴用弹性挡圈，5、滑轮机构，51、第一滑轮，52、第二滑轮，53、碳纤维绳，54、砝码，55、限位框，56、滑槽，57、连接端头，58、限位块。

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，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图6所示，本发明一种力矩标定装置，包括底板1、底座机构2、支架机构3、操作机构4和滑轮机构5，用于安置装置其他机构的底板1的顶部设有用于对装置起到支撑作用的底座机构2，底座机构2的顶部设有进一步对装置起到支撑作用的支架机构3，支架机构3的顶部设有用于实现装置功能的操作机构4，支架机构3的顶部和底板1的顶部设有用于对操作机构4起到辅助作用的滑轮机构5。

底座机构2包括支座21、螺孔22、第一螺筒23、螺栓24和第二螺筒25，底板1顶部的中部设有四个呈圆台状的支座21，支座21的顶端内部设有呈圆孔状的螺孔22，支座21的顶部固定有呈圆筒状的第一螺筒23，第一螺筒23的内部螺纹连接有螺栓24，螺栓24的顶部螺纹连接于第二螺筒25；使用时，使用者先将底板1固定安置于所需的的合适地点，然后，使用者通过支座21将装置主体固定于底板1上合适的位置，接着，使用者手动转动第一螺筒23，令第一螺筒23逐渐脱离螺栓24，当第一螺筒23脱离螺栓24后，第一螺筒23带动支座21逐渐朝背离螺栓24的方向移动，从而在实际使用时，使用者可对装置的整体进行高度的微调，使得能够保证高度调节的准确性，进而确保测量的准确性。

支架机构3包括机架31、拉杆32、连杆33和支撑平台34，四个螺栓24的顶部各自固定有一个呈方杆状的机架31，四个机架31两两分为同侧的两组，每组两个机架31的底部之间固定有呈矩形板状的拉杆32，两组机架31中分组相邻的两个机架31的顶部之间固定有呈方杆状的连杆33，机架31的顶部固定有呈方形板状的支撑平台34；使用时，通过在四个螺栓24的顶部固定有机架31，实现对装置整体的支撑作用，进而通过在机架31上固定有拉杆32，从而对机架31侧壁底部的稳定性进行加强，通过在机架31上固定有连杆33，从而实现对机架31侧壁顶部的稳定性进行加强，使得装置整体的稳定性得到进一步的加强；通过在机架31的顶部固定有支撑平台34，从而方便对装置其他机构的安置。

操作机构4包括安装座41、转盘42、连轴43、绳轮44、轴承45、孔用弹性挡圈46和轴用弹性挡圈47，支撑平台34的顶面中部固定有呈圆柱状的安装座41，安装座41的顶部转动连接有呈圆板状的转盘42，两个连轴43贯穿固定于转盘42，且轴承45的内圈连接于连轴43，轴承45的外圈连接于呈滑轮状的绳轮44，同时通过轴用弹性挡圈47和孔用弹性挡圈46将轴承45内外圈固定住，且轴用弹性挡圈47和孔用弹性挡圈46呈薄垫状；使用时，当使用者需要当对力矩进行标定时，使用者通过将操作机构4和滑轮机构5进行配合，整个装置是通过连轴43与测量时的力矩传感器或力矩测量装置相连接，此时转盘42半径r一定，通过在绳轮44的连接绳上悬挂不同质量的测量配重物，由于已知当地的重力加速度g,则理论计算力矩为M=mgr，此时力矩传感器也会输出显示一个数值，将理论计算力矩与显示数值相比较，找出误差规律，然后利用软件将其补偿，使力矩传感器输出实际精确数值，完成了对力矩传感器的标定，进一步的，通过将绳轮44的连接绳与不同位置的绳轮44进行连接，可以实现顺时针和逆时针力矩的标定；同时，利用轴用弹性挡圈47和孔用弹性挡圈46将45轴承的内外圈全部固定，从而可以减少轴承45的晃动误差，进而减少理论计算误差。

滑轮机构5包括第一滑轮51、第二滑轮52、碳纤维绳53、砝码54、限位框55、滑槽56、连接端头57和限位块58，支撑平台34的顶面对角的两端分别安装有一个第一滑轮51和第二滑轮52，第一滑轮51和第二滑轮52上各自缠绕有碳纤维绳53，两根碳纤维绳53的一端都固定于绳轮44，且碳纤维绳53同绳轮44呈相切的状态，碳纤维绳53背离第一滑轮51和第二滑轮52的一侧上固定有若干个砝码54；底板1的顶面的两侧分别固定有一个呈弧形状的限位框55，限位框55的顶部开设有同样呈弧形状的滑槽56，且碳纤维绳53背离第一滑轮51和第二滑轮52的一端通过滑槽56卡合于限位框55的内部，碳纤维绳53位于限位框55内部的一端固定有连接端头57，连接端头57的另一端固定有呈球状的限位块58；使用时，当使用者需要当对力矩进行标定时，需要通过操作机构4和滑轮机构5进行配合，此时，使用者可手动将一些不同质量的砝码54固定安装于碳纤维绳53上的部位，由于转盘42半径r一定，当使用者对碳纤维绳53上的砝码54进行不断的增加或者减少，从而两边碳纤维绳53所受到的拉力也在不断的进行增大或减小，进而碳纤维绳53通过第一滑轮51和第二滑轮52对绳轮44的作用力进行增大或减小，当第一滑轮51上的碳纤维绳53对绳轮44的作用力大于第二滑轮52上的碳纤维绳53对绳轮44的作用力时，转盘42通过绳轮44的作用力进行逆时针转动，当第一滑轮51上的碳纤维绳53对绳轮44的作用力小于第二滑轮52上的碳纤维绳53对绳轮44的作用力时，转盘42通过绳轮44的作用力进行顺时针转动，从而方便使用者使用力矩传感器对顺时针转动的力矩和逆时针转动的力矩分别进行测量，同时也方便了使用者对立式安装的力矩传感器进行测量；并且，当转盘42在转动时，同样对碳纤维绳53进行了带动，此时，由于碳纤维绳53的底部通过连接端头57和限位块58相接，限位块58呈球状，且限位块58卡合于两个滑槽56内部，从而在使用过程中，令碳纤维绳53在晃动时被限位，使得在碳纤维绳53挂接重物进行测量时，避免碳纤维绳53容易发生打结的情况，使用更加方便。

在使用时，首先，使用者先将底板1固定安置于所需的的合适地点，然后，使用者通过支座21将装置主体固定于底板1上合适的位置，接着，使用者手动转动第一螺筒23，令第一螺筒23逐渐脱离螺栓24，当第一螺筒23脱离螺栓24后，第一螺筒23带动支座21逐渐朝背离螺栓24的方向移动，从而在实际使用时，使用者可对装置的整体进行高度的微调，使得能够保证高度调节的准确性，进而确保测量的准确性；接着，通过在四个螺栓24的顶部固定机架31，实现对装置整体的支撑作用，进而通过在机架31上固定拉杆32，从而对机架31侧壁底部的稳定性进行加强，通过在机架31上固定连杆33，从而实现对机架31侧壁顶部的稳定性进行加强，使得装置整体的稳定性得到进一步的加强；通过在机架31的顶部固定支撑平台34，从而方便对装置其他机构的安置；当使用者需要当对力矩进行标定时，使用者通过将操作机构4和滑轮机构5进行配合，整个装置是通过连轴43与测量时的力矩传感器或力矩测量装置相连接，此时转盘42半径r一定，使用者可手动将一些不同质量的砝码54固定安装于碳纤维绳53上的部位，当使用者对碳纤维绳53上的砝码54进行不断的增加或者减少，从而两边碳纤维绳53所受到的拉力也在不断的进行增大或减小，进而碳纤维绳53通过第一滑轮51和第二滑轮52对绳轮44的作用力进行增大或减小，当第一滑轮51上的碳纤维绳53对绳轮44的作用力大于第二滑轮52上的碳纤维绳53对绳轮44的作用力时，转盘42通过绳轮44的作用力进行逆时针转动，当第一滑轮51上的碳纤维绳53对绳轮44的作用力小于第二滑轮52上的碳纤维绳53对绳轮44的作用力时，转盘42通过绳轮44的作用力进行顺时针转动，从而方便使用者使用力矩传感器对顺时针转动的力矩和逆时针转动的力矩分别进行测量，由于已知当地的重力加速度g,则理论计算力矩为M=mgr，此时力矩传感器也会输出显示一个数值，将理论计算力矩与显示数值相比较，找出误差规律，然后利用软件将其补偿，使力矩传感器输出实际精确数值，完成了对力矩传感器的标定，进一步的，通过将绳轮44的连接绳与不同位置的绳轮44进行连接，可以实现顺时针和逆时针力矩的标定；同时，利用轴用弹性挡圈47和孔用弹性挡圈46将45轴承的内外圈全部固定，从而可以减少轴承45的晃动误差，进而减少理论计算误差，另一方面，当转盘42在转动时，同样对碳纤维绳53进行了带动，此时，由于碳纤维绳53的底部通过连接端头57和限位块58相接，限位块58呈球状，且限位块58卡合于两个滑槽56内部，从而在使用过程中，令碳纤维绳53在晃动时被限位，使得在碳纤维绳53挂接重物进行测量时，避免碳纤维绳53容易发生打结的情况，使用更加方便，最终完成本装置的整个使用过程。

Claims (5)

1.一种力矩标定装置，其特征在于：包括底板（111）、底座机构（2）、支架机构（3）、操作机构（4）和滑轮机构（5），用于安置装置其他机构的所述底板（1）的顶部设有用于对装置起到支撑作用的所述底座机构（2），所述底座机构（2）的顶部设有进一步对装置起到支撑作用的所述支架机构（3），所述支架机构（3）的顶部设有用于实现装置功能的所述操作机构（4），所述支架机构（3）的顶部和所述底板（1）的顶部设有用于对所述操作机构（4）起到辅助作用的所述滑轮机构（5）。

2.如权利要求1所述的一种力矩标定装置，其特征在于：所述底座机构（2）包括支座（21）、螺孔（22）、第一螺筒（23）、螺栓（24）和第二螺筒（25），所述底板（1）顶部的中部设有四个呈圆台状的所述支座（21），所述支座（21）的顶端内部设有呈圆孔状的所述螺孔（22），所述支座（21）的顶部固定有呈圆筒状的所述第一螺筒（23），所述第一螺筒（23）的内部螺纹连接有所述螺栓（24），所述螺栓（24）的顶部螺纹连接于所述第二螺筒（25）。

3.如权利要求2所述的一种力矩标定装置，其特征在于：所述支架机构（3）包括机架（31）、拉杆（32）、连杆（33）和支撑平台（34），四个所述螺栓（24）的顶部各自固定有一个呈方杆状的所述机架（31），四个所述机架（31）两两分为同侧的两组，每组两个所述机架（31）的底部之间固定有呈矩形板状的所述拉杆（32），两组所述机架（31）中分组相邻的两个所述机架（31）的顶部之间固定有呈方杆状的所述连杆（33），所述机架（31）的顶部固定有呈方形板状的所述支撑平台（34）。

4.如权利要求3所述的一种力矩标定装置，其特征在于：所述操作机构（4）包括安装座（41）、转盘（42）、连轴（43）、绳轮（44）、轴承（45）、孔用弹性挡圈（46）和轴用弹性挡圈（47），所述支撑平台（34）的顶面中部固定有呈圆柱状的所述安装座（41），所述安装座（41）的顶部转动连接有呈圆板状的所述转盘（42），两个所述连轴（43）贯穿固定于所述转盘（42），且所述轴承（45）的内圈连接于所述连轴（43），所述轴承（45）的外圈连接于呈滑轮状的所述绳轮（44），同时通过所述轴用弹性挡圈（47）和所述孔用弹性挡圈（46）将所述轴承（45）内外圈固定住，且所述轴用弹性挡圈（47）和所述孔用弹性挡圈（46）呈薄垫状。

5.如权利要求4所述的一种力矩标定装置，其特征在于：所述滑轮机构（5）包括第一滑轮（51）、第二滑轮（52）、碳纤维绳（53）、砝码（54）、限位框（55）、滑槽（56）、连接端头（57）和限位块（58），所述支撑平台（34）的顶面对角的两端分别安装有一个所述第一滑轮（51）和所述第二滑轮（52），所述第一滑轮（51）和所述第二滑轮（52）上各自缠绕有所述碳纤维绳（53），两根所述碳纤维绳（53）的一端都固定于所述绳轮（44），且所述碳纤维绳（53）同所述绳轮（44）呈相切的状态，所述碳纤维绳（53）背离所述第一滑轮（51）和所述第二滑轮（52）的一侧上固定有若干个所述砝码（54）；所述底板（1）的顶面的两侧分别固定有一个呈弧形状的所述限位框（55），所述限位框（55）的顶部开设有同样呈弧形状的所述滑槽（56），且所述碳纤维绳（53）背离所述第一滑轮（51）和所述第二滑轮（52）的一端通过所述滑槽（56）卡合于所述限位框（55）的内部，所述碳纤维绳（53）位于所述限位框（55）内部的一端固定有所述连接端头（57），所述连接端头（57）的另一端固定有呈球状的所述限位块（58）。