CN111076916A - 螺杆螺母配合精度的检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺杆螺母配合精度的检测设备，包括旋转驱动装置、扭矩检测装置、螺杆连接装置、螺杆顶紧装置和螺母连接装置；其中，扭矩检测装置与旋转驱动装置的动力输出轴和螺杆连接装置的转动轴连接，该转动轴与待测螺杆的第一端连接；螺杆顶紧装置与螺杆连接装置相对设置，包括平移驱动装置和螺杆顶紧从动机构，平移驱动装置驱动螺杆顶紧从动机构朝靠近螺杆连接装置的方向移动，螺杆顶紧从动机构具有顶紧待测螺杆第二端的转动头；螺母连接装置包括滑轨、滑块和悬臂，该滑轨与待测螺杆平行设置，滑块可滑动地设置在滑轨上，悬臂与滑块固定连接，悬臂上设置有用于安装及固定待测螺母的螺母安装机构。本发明可高效率地检测螺杆螺母的配合精度。

Description

螺杆螺母配合精度的检测设备

技术领域

本发明涉及一种检测螺杆螺母配合精度的检测设备，其通过检测螺杆螺母组件中螺杆的转动扭矩而测量螺杆螺母的配合精度。

背景技术

胰岛素注射器中通常具有螺杆螺母传动结构，注射胰岛素时，螺杆螺母的配合精度会直接关系到胰岛素注射剂量的精度。然螺杆及螺母在制造过程中，不可避免的存在加工精度问题，如大小不一的毛刺，使两者在相对运动过程中可能出现阻力不一致、配合不流畅甚至卡死的现象。

因此，对胰岛素注射器中螺杆螺母配合精度的检测和调校，显得尤为重要，但现有技术尚未揭露能够检测螺杆螺母配合精度的检测设备。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种用于检测螺杆螺母配合精度的检测设备。

本发明实施例提供的检测设备包括控制系统、双向旋转驱动装置、扭矩检测装置和螺杆连接装置；扭矩检测装置通过第一联轴器与双向旋转驱动装置的动力输出轴连接，扭矩检测装置通过第二联轴器与螺杆连接装置的转动轴连接，该转动轴与待测螺杆的第一端连接；其中，该检测设备还包括：

螺杆顶紧装置，与螺杆连接装置相对设置；该螺杆顶紧装置包括平移驱动装置和螺杆顶紧从动机构，平移驱动装置用于驱动螺杆顶紧从动机构朝靠近螺杆连接装置的方向移动，螺杆顶紧从动机构具有用于顶紧待测螺杆第二端的转动头；

螺母连接装置，包括滑轨、滑块和悬臂；其中，滑轨与待测螺杆平行设置，滑块可滑动地设置在滑轨上，悬臂与滑块固定连接，且悬臂上设置有用于安装待测螺母并阻止待测螺母转动的螺母安装机构。

本发明实施例提供的检测设备的检测原理如下：旋转驱动装置工作时带动待测螺杆双向旋转，因待测螺母设置为不可转动，故待测螺杆旋转时待测螺母将沿螺杆的纵向移动，与此同时扭矩检测装置检测待测螺杆的转动扭矩，控制系统根据待测螺杆转动扭矩的大小来判断待测螺母与待测螺杆之间的配合精度。并且，本发明实施例提供的检测设备可测量螺杆全部螺纹段与螺母之间的配合精度。

根据本发明的一种具体实施方式，螺杆顶紧从动机构包括可在待测螺杆长度方向上滑动的第一轴承座，转动头可转动地设置在该第一轴承座上的轴承中。

根据本发明的一种具体实施方式，转动头与待测螺杆的第二端形成锥面配合。这样，可以有效地防止待测螺杆的第二端在检测时发生跳动，从而提高检测精度。

根据本发明的一种具体实施方式，平移驱动装置为气缸，气缸的活塞杆伸出时推动螺杆顶紧从动机构朝靠近螺杆连接装置的方向移动。优选的，检测时气缸的活塞杆直接抵接转动头，以促进转动头更可靠地顶紧待测螺杆的第二端。更优选地，活塞杆与转动头同轴设置。

根据本发明的一种具体实施方式，螺母安装机构包括：螺母容纳槽，形成在悬臂面对转动头的一侧；螺母容纳槽的底部具有供待测螺杆穿过的贯穿孔，且螺母容纳槽配置为使得待测螺母不可转动地安放于其中；压板，可拆卸或可移动地设置在悬臂面对转动头的一侧，并配置为压紧待测螺母而对待测螺母进行轴向固定。

上述技术方案中，将待测螺母安放在螺母容纳槽内，并用可移除或可移动的压板对待测螺母进行轴向固定，便于检测时螺杆螺母的组装及移除，有效提高操作效率。

优选的，悬臂面对转动头的一侧设置有盖板，盖板构造为露出螺母容纳槽；悬臂和盖板之间形成有插接槽，压板可拆卸地插接在插接槽内。

根据本发明的一种具体实施方式，滑轨的纵向两端分别设置有用于检测滑块起点位置的第一位置传感器和用于检测滑块终点位置的第二位置传感器，检测设备还包括用于测量滑块位移的光栅尺位移传感器。由此，可以得到滑块位移(即螺母位移)与待测螺杆转动扭矩之间的关系，便于更精准地对螺杆螺母的配合精度进行检测。

根据本发明的一种具体实施方式，螺杆连接装置具有第二轴承座，转动轴可转动地设置在第二轴承座上的轴承中。

根据本发明的一种具体实施方式，转动轴具有与待测螺杆的第一端形成插接连接的插接孔；该插接孔配置为使得待测螺杆与该转动轴同步旋转。转动轴与待测螺杆形成插接连接，便于螺杆的组装及移除，促进检测效率提升。

本发明检测设备的实施例还可以包括清洁装置，其用于朝待测螺杆和待测螺母连接处喷射高压气体，以清除检测时待测螺杆和待测螺母连接处产生的金属碎屑。

为了更清楚地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是待测螺母和待测螺杆示例的结构图；

图2是本发明检测设备优选实施例的立体图；

图3是本发明检测设备优选实施例移除外罩后的立体图；

图4是本发明检测设备优选实施例中检测单元的结构图；

图5是本发明检测设备优选实施例中螺杆顶紧装置的结构图；

图6是本发明检测设备优选实施例中螺杆连接装置和螺母连接装置的结构图，其中螺母螺杆处于组装状态；

图7是本发明检测设备优选实施例中螺杆连接装置和螺母连接装置的结构图，其中螺母螺杆处于待组装状态。

具体实施方式

为便于说明，首先参照图1对作为示例的待测螺杆螺母进行说明。如图3所示，待测螺杆101具有第一端1011、呈锥状的第二端1012、以及沿待测螺杆101纵向延伸的两个平面部1013(图中仅可见一个)，两个平面部1013位于待测螺杆101的相对两侧。待测螺母102旋合在待测螺杆101上，在初始状态下靠近待测螺杆101的第一端1011；待测螺母102的外周形成有齿圈1021。

请参阅图2和3，作为本发明优选实施例的检测设备包括工作台1、设置在台面11上的控制系统及显示屏4、工作指示灯5和外罩3，外罩3具有可开合的上盖31，检测单元2设置在外罩3内。控制系统控制整个设备的运行及进行信号处理。

如图4所示，检测单元2包括作为双向旋转驱动装置的双向电机21、扭矩检测装置22和螺杆连接装置23；其中，扭矩检测装置22通过第一联轴器221与电机21的动力输出轴连接，扭矩检测装置22通过第二联轴器222与螺杆连接装置23的转动轴231连接。请参阅图6和7，螺杆连接装置23还具有轴承座232，转动轴231可转动地设置在轴承座231上的轴承中。

转动轴231与待测螺杆101的第一端1011连接，电机21工作时驱动待测螺杆101正转/反转。具体地，如图7所示，转动轴231具有呈大致矩形的插接孔2311，插接孔2311与待测螺杆101的第一端1011形成插接连接，使得待测螺杆101与转动轴231同步旋转。

再次参阅图4，检测单元2还包括螺杆顶紧装置和螺母连接装置25。其中，螺杆顶紧装置与螺杆连接装置23相对设置，螺杆顶紧装置包括作为平移驱动装置示例的气缸241和螺杆顶紧从动机构242，气缸241固定在气缸固定板2412上，气缸241的活塞杆2411伸出时驱动螺杆顶紧从动机构242朝靠近螺杆连接装置23的方向移动。

如图5所示，螺杆顶紧从动机构242包括可滑动地设置在滑轨2421上的轴承座2422，转动头2423可转动地设置在轴承座2422上的轴承中，转动头2423的前端具有锥形孔2424。气缸241的活塞杆2411与转动头2423同轴设置，活塞杆2411伸出后与转动头2423相抵接，驱动螺杆顶紧从动机构242朝靠近螺杆连接装置23的方向移动，直至转动头2423顶紧待测螺杆的第二端1012，此时待测螺杆101的第二端1012接纳于锥形孔2424，即检测时转动头2423与待测螺杆101的第二端1012形成锥面配合。位置传感器243用于检测轴承座2422的移动位置。

请参阅图6和7，螺母连接装置25包括滑轨251、滑块252和悬臂253；其中，滑轨251与待测螺杆101平行设置，滑块252可滑动地设置在滑轨251上，悬臂253与滑块252固定连接，且悬臂253上设置有用于安装及固定待测螺母102的螺母安装机构。作为示例的螺母安装机构包括圆形的螺母容纳槽2531和压板2533，螺母容纳槽2531形成在悬臂253面对转动头2423的一侧，螺母容纳槽2531的底部具有供待测螺杆101穿过的贯穿孔，螺母容纳槽2531的内周面具有齿圈，该齿圈与待测螺母102外周的齿圈1021啮合，使得待测螺母102不可转动地安放于螺母容纳槽2531中。

压板2533可拆卸地设置在悬臂253面对转动头2423的一侧，并配置为压紧待测螺母102而对待测螺母102进行轴向固定。作为一个示例，悬臂253面对转动头2423的一侧设置有盖板2532，盖板2532构造为露出螺母容纳槽2531；悬臂253和盖板2532之间形成有插接槽，压板2533可拆卸地插接在该插接槽内。滑轨251的纵向两端分别设置有用于检测滑块251起点位置的第一位置传感器254和用于检测滑块终点位置的第二位置传感器255；光栅尺位移传感器256用于测量滑块252的位移，其可以安装在滑轨251上。

本发明检测设备实施例的操作步骤如下：首先，取下压板2533，将待测螺杆101的第一端1011插接到转动轴231的插接孔2311，此时待测螺母102正好被安放到螺母容纳槽2531内；然后，将压板2533安装回位而压紧待测螺母102；接着，控制气缸241驱动螺杆顶紧从动机构242朝前滑动，直至转动头2423顶紧待测螺杆101的第二端1012；然后，控制电机21工作，驱动待测螺杆101正转及反转，使得螺母102由初始位置移动到螺杆101的整个螺纹长度，再向回移动至该初始位置，在此过程中由扭矩测量装置22测量螺杆101的扭矩。

控制系统根据扭矩大小判断螺杆螺母的配合精度。例如，控制系统接收扭矩测量装置22检测的扭矩及光栅尺位移传感器25检测的滑块位移(即螺母位移)，从而可得到螺母位移与螺杆转动扭矩之间的关系，实现对螺杆螺母配合精度的高效且精准检测。并且，该检测设备可测量螺杆全部螺纹段与螺母之间的配合精度。

检测完成后，先控制气缸241的活塞杆2411缩回，再由操作人员手动将轴承座242回推至其初始位置，从而使转动头2423与螺杆101的第二端1012分离，然后取下压板2533，将螺杆101和螺母102从检测设备移除。

本发明的检测设备实施例还可以包括未图示的清洁装置，其用于朝待测螺杆101和/或待测螺母102喷射高压气体，以清除待测螺杆101转动过程中产生的金属碎屑。

虽然以上通过优选实施例描绘了本发明，但应当理解的是，本领域普通技术人员在不脱离本发明的范围内，凡依照本发明所作的同等改进，应为本发明的保护范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种螺杆螺母配合精度的检测设备，包括控制系统、双向旋转驱动装置、扭矩检测装置和螺杆连接装置，所述扭矩检测装置通过第一联轴器与所述双向旋转驱动装置的动力输出轴连接，所述扭矩检测装置通过第二联轴器与所述螺杆连接装置的转动轴连接，所述转动轴与待测螺杆的第一端连接；其特征在于，所述检测设备还包括：

螺杆顶紧装置，与所述螺杆连接装置相对设置；所述螺杆顶紧装置包括平移驱动装置和螺杆顶紧从动机构，所述平移驱动装置用于驱动所述螺杆顶紧从动机构朝靠近所述螺杆连接装置的方向移动，所述螺杆顶紧从动机构具有用于顶紧待测螺杆第二端的转动头；

螺母连接装置，包括滑轨、滑块和悬臂；其中，所述滑轨与待测螺杆平行设置，所述滑块可滑动地设置在所述滑轨上，所述悬臂与所述滑块固定连接，所述悬臂上设置有用于安装及固定待测螺母的螺母安装机构。

2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于：所述螺杆顶紧从动机构包括可在待测螺杆长度方向上滑动的第一轴承座，所述转动头可转动地设置在所述第一轴承座上的轴承中。

3.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于：所述转动头与待测螺杆的第二端形成锥面配合。

4.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于：所述平移驱动装置为气缸，所述气缸的活塞杆伸出时推动所述螺杆顶紧从动机构朝靠近所述螺杆连接装置的方向移动。

5.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述的螺母安装机构包括：

螺母容纳槽，形成在所述悬臂面对所述转动头的一侧；所述螺母容纳槽的底部具有供待测螺杆穿过的贯穿孔，所述螺母容纳槽配置为使得待测螺母不可转动地安放于其中；

压板，可拆卸或可移动地设置在所述悬臂面对所述转动头的一侧，并配置为压紧待测螺母而对待测螺母进行轴向固定。

6.根据权利要求5所述的检测设备，其特征在于：所述悬臂面对所述转动头的一侧设置有盖板，所述盖板构造为露出所述螺母容纳槽；所述悬臂和所述盖板之间形成有插接槽，所述压板可拆卸地插接在所述插接槽内。

7.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于：所述滑轨的纵向两端分别设置有用于检测所述滑块起点位置的第一位置传感器和用于检测所述滑块终点位置的第二位置传感器，所述检测设备还包括用于测量所述滑块位移的光栅尺位移传感器。

8.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于：所述螺杆连接装置具有第二轴承座，所述转动轴可转动地设置在所述第二轴承座上的轴承中。

9.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于：所述转动轴具有与待测螺杆的第一端形成插接连接的插接孔；所述插接孔配置为使得待测螺杆与所述转动轴同步旋转。

10.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于：清洁装置，用于朝待测螺杆和待测螺母连接处喷射高压气体，以清除检测时待测螺杆和待测螺母连接处产生的金属碎屑。

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