CN111811731A - 微小扭矩砝码加载系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微小扭矩砝码加载系统，包括精密移动模组、称盘，所述精密移动模组通过L型固定板固定连接在安装底板上，所述精密移动模组上通过挂架连接座连接右端挂架固定板，所述右端挂架固定板通过下端砝码挂板和上端砝码挂板连接左端挂架固定板，所述下端砝码挂板与上端砝码挂板凹槽处分别放置微小砝码；所述称盘的下端砝码加载杆和上端砝码加载杆分别通过称盘左端固定杆与称盘右端固定杆固定连接在秤盘顶部固定杆上，所述秤盘顶部固定杆悬挂在轻质挂钩上，所述轻质挂钩安装在铅垂压紧块上，铅垂压紧块上端固定连接薄钢带。本发明的微小扭矩砝码加载系统结构稳定、可靠、加载效果好，可有效提高微小扭矩加载精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种扭矩校准系统，尤其涉及一种微小扭矩砝码加载系统。
背景技术
扭矩是设备动力性能的关键参数之一。近年来，随着我国工业水平的快速发展，扭矩的准确测量越来越重要。尤其在航天、航空等科技工业领域中，对扭矩测量提出了更高的要求。而且，目前国内对扭矩测量的研究也越来越多，取得了较多的成果与成绩，扭矩校准范围基本覆盖了工业领域的需求，扭矩校准范围小到mNm级，大到几百kNm级，已能基本满足各类动力系统的扭矩测量需求。
然而，现有的惯性导航平台发挥了极其重要的作用，但其核心部件——微陀螺马达的输出扭矩的准确测量是个难题。微陀螺马达的主轴输出扭矩在mNm级以下，有些甚至在μNm级。除此之外，在登月工程、无人航行器、深潜器(7000m)等重要领域中，使用大量的微机械、液体摆、电磁摆、微型电机、微型动力装置等设备，需要对μNm级扭矩进行测试与校准。国内航天领域科研院所对微小扭矩测量装置开展了研究，以气浮轴承作为支撑，用力矩阻尼器来平衡力臂的微小摆动，可以完成陀螺马达的全程测量，但测量准确度不高。国外发达国家也开展了一些研究，但准确度都不高。
因此，需要研发一种新型的微小扭矩砝码加载系统采用全自动的加载、卸载形式，可以提高微小扭矩校准的准确性，具有较大的推广应用价值。
发明内容
为了克服微小扭矩难以校准的问题，提高微小扭矩校准的可靠性与准确性，本发明提供一种微小扭矩砝码加载系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一微小扭矩砝码加载系统，包括精密移动模组、称盘，所述精密移动模组通过L型固定板固定连接在安装底板上，所述精密移动模组上通过挂架连接座连接右端挂架固定板，所述右端挂架固定板通过下端砝码挂板和上端砝码挂板连接左端挂架固定板，所述下端砝码挂板与上端砝码挂板凹槽处分别放置微小砝码；所述称盘的下端砝码加载杆和上端砝码加载杆分别通过称盘左端固定杆与称盘右端固定杆固定连接在秤盘顶部固定杆上，所述秤盘顶部固定杆悬挂在轻质挂钩上，所述轻质挂钩安装在铅垂压紧块上，铅垂压紧块上端固定连接薄钢带。
进一步，工作时，所述微小砝码分别放置在下端砝码挂板与上端砝码挂板的凹槽处，由精密移动模组向下移动，将下端砝码挂板与上端砝码挂板的微小砝码放置在下端砝码加载杆与上端砝码加载杆上，从而将微小砝码的重量施加在薄钢带上，形成微小扭矩的加载；相反，所述精密移动模组向上移动，将下端砝码加载杆与上端砝码加载杆上的微小砝码挂放在下端砝码挂板与上端砝码挂板的凹槽处，从而使微小砝码的重量从薄钢带上移除，形成微小扭矩的卸载。
进一步，所述薄钢带与轻质挂钩所在平面呈十字交叉结构。
进一步，所述薄钢带采用不锈钢材质，宽度为12.7mm，厚度为0.02mm，所述轻质挂钩采用钛合金TA10材质。
进一步，所述上端砝码挂板与下端砝码挂板采用7075铝合金。
进一步，所述上端砝码挂板与下端砝码挂板的底部平面相距28mm±0.05mm，上端砝码挂板具有10个阶梯平面，每个平面中间有一个凹槽，凹槽呈开口形式，其夹角为33°，自右向左，每个阶梯平面先以4mm依次下降，第6个阶梯比第5个平面低2mm，之后每个阶梯平面以4mm依次递增。
进一步，所述微小砝码采用钛合金TA10棒材，直径为φ3mm，重量为10mg，其结构形式呈凸字形，顶部左右两侧与水平方向呈30°夹角，顶部的中间水平部分长度为3±0.1mm。
本发明具有的效果是：
1、本发明的微小扭矩砝码加载系统结构稳定、可靠；
2、本发明的微小扭矩砝码加载系统加载效果好，可有效提高微小扭矩加载精度。
附图说明
图1是本发明的微小扭矩砝码加载系统主视图；
图2是本发明的微小扭矩砝码加载系统俯视图；
图3是薄钢带与轻质挂钩安装位置主视图；
图4是上端砝码挂板与下端砝码挂板组成的砝码挂架主视图；
图5是上端砝码挂板主视图；
图6是微小砝码主视图；
图中，1、薄钢带，2、铅垂压紧块，3、轻质挂钩，4、L型固定板，5、精密移动模组，6、下端砝码加载杆，7、下端砝码挂板，8、左端挂架固定板，9、上端砝码挂板，10、称盘左端固定杆，11、秤盘顶部固定杆，12、称盘右端固定杆,13、上端砝码加载杆,14、挂架连接座，15、右端挂架固定板，16、微小砝码，17、安装底板，18、M5×12内六角圆柱头螺钉，19、M3×10内六角圆柱头螺钉，20、M3×12内六角圆柱头螺钉。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2所示，本发明的微小扭矩砝码加载系统，包括薄钢带1、铅垂压紧块2、轻质挂钩3、L型固定板4、精密移动模组5、下端砝码加载杆6、下端砝码挂板7、左端挂架固定板8、上端砝码挂板9、称盘左端固定杆10、秤盘顶部固定杆11、称盘右端固定杆12、上端砝码加载杆13、挂架连接座14、右端挂架固定板15、微小砝码16、安装底板17、M5×12内六角圆柱头螺钉18、M3×10内六角圆柱头螺钉19、M3×12内六角圆柱头螺钉20。
薄钢带1固定在铅垂压紧块2上端，轻质挂钩3安装在铅垂压紧块2上，秤盘顶部固定杆11悬挂在轻质挂钩3上，称盘左端固定杆10与称盘右端固定杆12分别安装在秤盘顶部固定杆11上，下端砝码加载杆6与上端砝码加载杆13分别与称盘左端固定杆10与称盘右端固定杆12固定，L型固定板4通过四个M3×10内六角圆柱头螺钉19与精密移动模组5固定，L型固定板4通过四个M5×12内六角圆柱头螺钉18安装在安装底板17上，挂架连接座14安装在精密移动模组5上，右端挂架固定板15通过两个M3×12内六角圆柱头螺钉20固定在挂架连接座14上，下端砝码挂板7与上端砝码挂板9分别安装在右端挂架固定板15上，左端挂架固定板8分别与下端砝码挂板7与上端砝码挂板9相连，微小砝码16分别放置在下端砝码挂板7与上端砝码挂板9凹槽处，从而实现微小扭矩的精确加载；
如图3所示，一种新型的微小扭矩砝码加载系统，薄钢带1与轻质挂钩3所在平面呈十字交叉结构，薄钢带1采用不锈钢材质，宽度为12.7mm，厚度为0.02mm，轻质挂钩(3)采用钛合金TA10材质；
如图4、图5所示，一种新型的微小扭矩砝码加载系统，上端砝码挂板9与下端砝码挂板7采用7075铝合金，两者底部平面相距28mm±0.05mm，上端砝码挂板9有10个阶梯平面，每个平面中间有一个凹槽，凹槽呈开口形式，其夹角为33°，自右向左，每个阶梯平面先以4mm依次下降，第6个阶梯比第5个平面低2mm，之后每个阶梯平面以4mm依次递增；
如6所示，一种新型的微小扭矩砝码加载系统，微小砝码16采用钛合金TA10棒材，直径为φ3mm，重量为10mg，其结构形式呈凸字形，顶部左右两侧与水平方向呈30°夹角，顶部的中间水平部分长度为(3±0.1)mm。
工作时，微小砝码16分别放置在下端砝码挂板7与上端砝码挂板9的凹槽处，精密移动模组5向下移动，将下端砝码挂板7与上端砝码挂板9的微小砝码16放置在下端砝码加载杆6与上端砝码加载杆13上，从而将微小砝码16的重量施加在薄钢带1上，形成微小扭矩的加载；相反，精密移动模组5向上移动，将下端砝码加载杆6与上端砝码加载杆13上的微小砝码16挂放在下端砝码挂板7与上端砝码挂板9的凹槽处，从而使微小砝码16的重量从薄钢带1上移除，形成微小扭矩的卸载。
本发明利用精密移动模组的上下移动实现微小扭矩的加载与卸载，工作时，利用微小砝码与砝码挂板、砝码加载杆的精密定位，可精确实现微小扭矩的加载与卸载，结构牢固，可靠性高，易于控制与操作。
Claims (7)
1.一微小扭矩砝码加载系统，包括精密移动模组(5)、称盘，其特征在于：所述精密移动模组(5)通过L型固定板(4)固定连接在安装底板(17)上，所述精密移动模组(5)上通过挂架连接座(14)连接右端挂架固定板(15)，所述右端挂架固定板(15)通过下端砝码挂板(7)和上端砝码挂板(9)连接左端挂架固定板(8)，所述下端砝码挂板(7)与上端砝码挂板(9)凹槽处分别放置微小砝码(16)；所述称盘的下端砝码加载杆(6)和上端砝码加载杆(13)分别通过称盘左端固定杆(10)与称盘右端固定杆(12)固定连接在秤盘顶部固定杆(11)上，所述秤盘顶部固定杆(11)悬挂在轻质挂钩(3)上，所述轻质挂钩(3)安装在铅垂压紧块(2)上，铅垂压紧块(2)上端固定连接薄钢带(1)。
2.根据权利要求书1所述的微小扭矩砝码加载系统，其特征在于：工作时，所述微小砝码(16)分别放置在下端砝码挂板(7)与上端砝码挂板(9)的凹槽处，由精密移动模组(5)向下移动，将下端砝码挂板(7)与上端砝码挂板(9)的微小砝码(16)放置在下端砝码加载杆(6)和上端砝码加载杆(13)上，从而将微小砝码(16)的重量施加在薄钢带(1)上，形成微小扭矩的加载；相反，所述精密移动模组(5)向上移动，将下端砝码加载杆(6)与上端砝码加载杆(13)上的微小砝码(16)挂放在下端砝码挂板(7)和上端砝码挂板(9)的凹槽处，从而使微小砝码(16)的重量从薄钢带(1)上移除，形成微小扭矩的卸载。
3.根据权利要求书1所述的微小扭矩砝码加载系统，其特征在于：所述薄钢带(1)与轻质挂钩(3)所在平面呈十字交叉结构。
4.根据权利要求书1所述的微小扭矩砝码加载系统，其特征在于：所述薄钢带(1)采用不锈钢材质，宽度为12.7mm，厚度为0.02mm，所述轻质挂钩(3)采用钛合金TA10材质。
5.根据权利要求书1所述的微小扭矩砝码加载系统，其特征在于：所述上端砝码挂板(9)与下端砝码挂板(7)采用7075铝合金。
6.根据权利要求书1所述的微小扭矩砝码加载系统，其特征在于：所述上端砝码挂板(9)与下端砝码挂板(7)的底部平面相距28mm±0.05mm，上端砝码挂板(9)具有10个阶梯平面，每个平面中间有一个凹槽，凹槽呈开口形式，其夹角为33°，自右向左，每个阶梯平面先以4mm依次下降，第6个阶梯比第5个平面低2mm，之后每个阶梯平面以4mm依次递增。
7.根据权利要求书1所述的微小扭矩砝码加载系统，其特征在于：所述微小砝码(16)采用钛合金TA10棒材，直径为φ3mm，重量为10mg，其结构形式呈凸字形，顶部左右两侧与水平方向呈30°夹角，顶部的中间水平部分长度为3±0.1mm。
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