CN112945460B - 一种振动装置及仪表检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及仪器仪表检定领域，具体涉及一种振动装置，包括凸轮、动力模块、从动件以及复位模块，所述动力模块用于驱动所述凸轮绕所述凸轮的回转中心旋转；所述复位模块设置在所从动件件上，其中，所述复位模块用于复位所述从动件；当所述凸轮旋转时，所述从动件能够沿一直线方向做往复运动。本发明的有益效果是，该振动装置应用在压力表校验上，压力表可以通过校验接头安装在从动件上，该振动装置通过部件之间的配合，使从动件振动带动压力表振动，进而使需校验的压力表的指针克服内部机械摩擦和机械阻力，到达准确的位移点，从而代替轻敲，减小测量误差，提高工作效率。

Description

一种振动装置及仪表检测装置

技术领域

本发明涉及仪器仪表检定领域，具体涉及一种振动装置及仪表检测装置。

背景技术

在当前的仪器仪表校验技术领域中，完全自主化的压力表校验设备还没有成熟发展并得到广泛应用，这主要是受限于规格多样化的压力表外形尺寸、接头尺寸、量程范围等，以及复杂繁琐的校验工艺和多项标准的校验方法。

由于压力表内部传动机构存在机械摩擦和机械阻力经常会导致机械压力表的示数不准确，因此在检定设备加压到期望数值后，需要通过轻敲压力表壳使指针走到实质应当到达的位置，减少测量误差，并且通过检查指针的前后示值判断被校验的压力表是否合格。

但目前的压力表检定校准过程仍采用传统的手工操作，轻敲过程也是计量人员用手打击表壳，劳动强度大，工作效率低，而且随着人的工作状态和熟练度的不同，都会严重影响到压力表校验的准确度。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种振动装置，包括：

凸轮；动力模块，所述动力模块用于驱动所述凸轮绕所述凸轮的回转中心旋转；从动件，当所述凸轮旋转时，所述从动件能够沿一直线方向做往复运动；复位模块，所述复位模块设置在所述从动件上，其中，所述复位模块用于复位所述从动件。

可选的，所述动力模块包括电机、联轴器以及传动轴，所述电机通过所述联轴器与所述传动轴一端连接；所述凸轮设置有安装孔；其中，所述传动轴的另一端固定在所述安装孔内。

可选的，所述传动轴上设置有轴肩以及卡簧，所述轴肩位于所述联轴器与所述凸轮之间，并且所述凸轮面对联轴器的一侧与所述轴肩抵接；所述凸轮背对联轴器的一侧与所述卡簧抵接。

可选的，所述从动件的行程取值范围为(0，5]，单位为mm。

可选的，所述从动件的行程取值为2mm时，所述凸轮轮廓曲线满足如下函数：

其中，r₀为所述凸轮的基圆半径，δ为凸轮旋转角度，r₀＝40，s为所述从动件位移的分段函数，满足以下函数：

ds/dδ为s对δ求导的结果的分段函数，满足以下函数：

可选的，所述复位模块包括弹性部件、轴以及滑动件，所述轴两端均设有所述弹性部件；所述滑动件设置在所述弹性部件之间并与所述弹性部件连接，且所述滑动件一端可移动设置在所述轴上，所述滑动件另一端固定在所述从动件上。

可选的，所述弹性部件包括支撑座以及弹性件，所述轴两端均设有所述支撑座；所述滑动件设置在所述轴上且位于所述轴两端的所述支撑座之间；所述弹性件设置在所述轴上，且所述弹性件一端与所述滑动件连接，所述弹性件另一端与所述支撑座面对所述滑动件的一侧连接。

可选的，所述光轴设置有固定环，并且所述固定环固定在所述支撑座背对所述滑动件的一侧。

可选的，所述从动件设置有开孔，其中，所述凸轮位于所述开孔内，并且所述开孔侧面与所述凸轮侧面接触。

本发明还提供一种仪表检测装置，包括接头以及所述的振动装置，所述振动装置的所述从动件上设置有至少1个以上所述接头，其中，所述接头一端用于与压力表连接，所述接头另一端用于传输向所述压力表施压的介质；由此可知，该仪表检测装置可以同时安装与校验接头个数相对应的压力表，则表示该振动装置可以同时对压力表进行振动，进而使该振动装置可以满足大批量的压力表校验需求，提高工作效率。

本发明的有益效果是，该振动装置应用在压力表校验上，压力表可以通过接头安装在从动件上，该振动装置通过部件之间的配合，使从动件振动带动压力表振动，进而使需校验的压力表的指针克服内部传动阻力，到达准确的位移点，从而代替轻敲，减小测量误差；而且该振动装置还可以在从动件上安装多个压力表，可满足大批量的压力表校验需求，从而节省时间，提高工作效率。

附图说明

图1示出了根据本发明其中一个实施例的振动装置的结构示意图；

图2示出了图1的A处的放大结构示意图；

图3示出了根据本发明其中一个实施例的仪表检测装置的结构示意图；

图4示出了根据本发明其中一个实施例的振动装置的动力模块的结构示意图；

图5示出了根据本发明其中一个实施例的振动装置的动力模块的剖视图；

图6示出了图5的B处的放大结构示意图；

图7示出了根据本发明其中一个实施例的振动装置的复位模块的结构示意图；

图8示出了根据本发明其中一个实施例的压力表的结构示意图；

图9示出了根据本发明其中一个实施例的从动件的运动轨迹图；

图10示出了根据本发明其中一个实施例的凸轮轮廓曲线的示意图；

图11示出了根据本发明其中一个实施例的从动件的加速度曲线图；

图12示出了根据本发明其中一个实施例的从动件的速度曲线图；

图1至图12中的附图标记与部件名称的对应关系如下表所示：

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节，以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图12描述根据本发明的一些实施例。

本实施例提供的一种振动装置，该振动装置可以应用到需要轻敲的设备中，例如，该振动装置可以应用到压力表检定过程中，从而代替人工轻敲，减少测量误差，而且该振动装置还可以同时对多个压力表实施轻敲，进而提高工作效率。

请参阅附图2及附图3所示，该振动装置包括凸轮10、动力模块20、从动件30以及复位模块40。

动力模块20用于驱动凸轮10绕凸轮10的回转中心旋转；复位模块40设置在从动件30上，其中，复位模块40用于复位从动件30；当凸轮10旋转时，驱动从动件30沿一直线方向做往复运动。

由此可知，该振动装置应用到压力表校验过程中，压力表可以通过接头安装在从动件30上，当动力模块20驱动凸轮10旋转，凸轮10再带动从动件30做往复运动时，使得安装在从动件30上的压力表也跟随从动件30做往复运动，产生振动，进而使压力表内部传动部件克服机械摩擦和机械阻力，让压力表的指针到达准确位移点，从而代替人工轻敲，减小测量误差；而且该振动装置还可以在从动件30上安装多个压力表，实现多个压力表的同时校验，从而满足大批量的压力表校验需求，进而节省时间，提高效率。

下面为了让本领域技术人员充分理解本实施例的技术方案，进而对本实施例中的技术方案进行进一步描述。

上述从动件30的形状可以是任意形状，从动件30的侧面只要能够与凸轮10的侧面接触，在凸轮10旋转时，能够驱动从动件30沿一直线方向做往复运动即可。

为了提高从动件30的负载能力，可选的，如图2所示，从动件30的的侧面为一平面，该侧平面与凸轮10侧面接触，使得凸轮10传递力的方向始终垂直于从动件30的侧平面，提高了从动件30的负载能力，使安装在从动件30上的压力表的数量增加，进一步提高该振动装置的工作效率。

可选的，请参阅附图4以及附图5所示，本实施例中的动力模块20包括电机21、联轴器22以及传动轴23，电机21通过联轴器22与传动轴23一端连接；凸轮10设置有安装孔11；其中，传动轴23的另一端固定在安装孔11内。

具体而言，电机21的输出轴通过联轴器22与传动轴23的一端连接，传动轴23的另一端固定在安装孔11上，其中，安装孔11的轴线与凸轮10的回转中心的轴线重合，从而使电机21能够驱动凸轮10绕凸轮10的回转中心旋转。

为了防止凸轮10沿传动轴23的轴向方向移动，可选的，请参阅附图5以及附图6所示，本实施例的传动轴23上设置有轴肩231以及卡簧232，轴肩231位于联轴器22与凸轮10之间，并且凸轮10面对联轴器22的一侧与轴肩231抵接，凸轮10背对联轴器22的一侧与卡簧232抵接；通过卡簧232与轴肩231之间的配合，防止了凸轮10沿传动轴23的轴向方向移动，避免凸轮10向传动轴23的轴向方向移动导致凸轮10与从动件30传动性能下降，从而提高该振动装置的可靠性，进而保证了凸轮10向从动件30传递力时的稳定性。

可以理解的是，轴肩231是指传动轴23上截面尺寸变化的部位。

可选的，该振动装置在一定的转速和扭矩下，选用不同的行程可以用于振动不同类型的压力表或振动同一类型下不同的数量的压力表，例如，将如附图8所示的压力表70安装在从动件30上，该振动装置的电机21的扭矩为12N.M，且转速为300rpm以下时，从动件30的行程取值范围为(0，5]，单位为mm，就能满足如附图所示的压力表70在检测轻敲位移时，所需的敲击力度。

若需要更大的敲击力度，则需提高电机转速，例如，电机的扭矩为12N.M，转速为500rpm时，从动件的行程取值范围为(0，2]，单位为mm，通过上述设定能够提高敲击力度。可知，通过电机转速的调整就能满足不同压力表在检测轻敲位移时，所需的不同敲击力度。

为了提高该振动装置的可靠性，可选的，当电机扭矩为12N.M，转速为500rpm，从动件30的行程取值为2mm，凸轮10轮廓曲线设计成满足如下函数：

其中，r₀为所述凸轮10的基圆半径，δ为凸轮10旋转角度，r₀＝40，s为所述从动件30位移的分段函数，满足以下函数：

ds/dδ为s对δ求导的结果的分段函数，满足以下函数：

通过上述函数设计的凸轮10，其凸轮10的轮廓曲线如图10所示，当凸轮10带动从动件30运动时，凸轮10旋转角度与从动件30加速度的关系如图11所示，凸轮10与从动件30速度的关系如图12所示；根据图11与图12所示，凸轮10旋转至90°、180°、270°、360°的时候，从动件30依次到达最大正位移、原位、最大负位移、原位，且速度、加速度均为0，从而避免从动件30在运动的过程中对该振动装置产生刚性冲击和柔性冲击，进而提高了该振动装置的可靠性和延长了该振动装置的使用寿命。而且由于该振动装置能准确地给予从动件30预期的运动规律，进而使该装置可以有效的控制压力表校验的准确度，避免了人工对压力表轻敲时，力度把控不好，而且导致压力表校验的准确度下降的情况出现。

可选的，请参阅附图2以及附图7所示，本实施例的复位模块40包括弹性部件41、轴42以及滑动件43，轴42两端均设置有弹性部件41；滑动件43位于弹性部件41之间并与弹性部件41连接，且滑动件43一端可移动设置在轴42上，滑动件43另一端固定在从动件30上，其中，弹性部件41用于限制滑动件43的位移并且用于复位滑动件43。

需要说明的是，滑动件43一端可移动设置在轴42上是指滑动件43一端设置在轴42上，并且滑动件43可以沿轴42的延伸方向移动。

由此可知，该振动装置工作原理如图2、9以及图10所示，开始时，凸轮10与从动件30接触，轴42一端的弹性部件41处于压缩状态，轴42另一端的弹性部件41处于拉伸状态；

当凸轮10向逆时针旋转时，从动件30在凸轮10的推力作用下向前移动；凸轮10旋转至90°时，从动件30向前移动2mm到达最大正位移，此时，轴42一端的弹性部件41处于压缩状态，轴42另一端的弹性部件41处于拉伸状态；

当凸轮10继续逆时针旋转时，此时，从动件30在弹性部件41的回弹力作用下紧贴凸轮10向后移动；凸轮10旋转至180°时，从动件30向后移动至原位，位移为0mm，轴42一端的弹性部件41处于压缩状态，轴42另一端的弹性部件41处于拉伸状态；

凸轮10继续逆时针旋转，从动件30将继续受到弹性部件41的回弹力紧贴凸轮10向后移动；凸轮10旋转至270°时，从动件30向后移动2mm到达最大负位移，此时，轴42两端的弹性部件41均处于自然状态；

凸轮10继续逆时针旋转，从动件30此时将会在凸轮10的推力的作用下向前移动，当凸轮10旋转至360°时，从动件30回到原位，位移为0mm，此时，轴42一端的轴42一端的弹性部件41处于压缩状态，轴42另一端的弹性部件41处于拉伸状态；

也就是说，当凸轮10持续旋转时，凸轮10将会带动从动件30做往复运动，使得安装在从动件3030上的压力表也跟随从动件3030做往复运动，产生振动，进而使压力表内部传动部件克服机械摩擦和机械阻力，让压力表的指针到达准确位移点，从而代替人工轻敲，减小测量误差。

其中，上述轴42可以替换为导轨，同样可以使滑动件43沿导轨延伸方向移动。

可选的，请参阅附图7所示，弹性部件41包括支撑座411以及弹性件412，轴42两端均设置有支撑座411，滑动件43设置在轴42上且位于轴42两端的支撑座411之间；弹性件412设置在轴42上，且弹性件412一端与滑动件43连接，弹性件412另一端与支撑座411面对滑动件43的一侧连接，其中，支撑座411用于限制滑动件43的滑动位移，防止滑动件43脱离轴42，从而提高了该振动装置的可靠性。

需要说明的是，弹性件412是用于复位滑动件43的，例如，弹性件412可以是复位弹簧、弹簧片、弹簧套等，当滑动件43移动时，轴42一端的弹性件412将被压缩，装置另一端的弹性件412则会被拉伸，使得弹性件412可以提供滑动件43复位所需的力。

为了防止轴42脱离支撑座411，可选的，请参阅附图7所示，轴42两端均设置有固定环421，固定环421紧贴固定在支撑座411背对滑动件43的一侧，从而避免轴42脱离支撑座411，从而提高了该振动装置的稳定性。

可选的，请参阅附图7所示，滑动件43包括直线轴承431以及第一垫块432，其中，第一垫块432设置在直线轴承431上，且直线轴承431、第一垫块432以及从动件30上均设置有相适配的第一通孔，通过螺栓与第一通孔配合，从而实现从动件30可移动地设置在轴42上。

可选的，本实施例中的滑动件43还可以是一个整体，且滑动件43上设置有套孔和第一通孔，通孔套设在轴42上，使得滑动件可沿轴42的轴线方向移动；而且滑动件43上的第一通孔与设置在从动件30上的第一通孔通过螺栓配合，使得从动件30固定在滑动件43上，同样实现从动件30可移动地设置在轴42上。

为了进一步提高该振动装置的稳定性，可选的，请参阅附图1以及附图2所示，该振动装置还包括安装板60，其中，支撑座411以及电机21均固定在安装板60上，从而提高该振动装置的稳定性，而且便于振动装置整体移动。

可选的，请参阅附图5所示，电机21上设置有第二垫块211，且电机21、第二垫块211以及安装板60上均设置有相适配的第二通孔，其中通过将螺栓与第二通孔配合，从而实现电机21固定在安装板60上，进而提高电机21传动时的稳定性，通过该振动装置的可靠性。

为了提高该振动装置的紧凑性，可选的，请参阅附图2所示，从动件30设置有开孔31，其中，凸轮10位于开孔31内，并且开孔31侧面与凸轮10侧面接触。既能实现凸轮10能够带动从动件30做往复运动，又能提高该振动装置的紧凑性。

进一步的，请参阅附图3所示，本发明实施例还提供一种仪表检测装置，该仪表检测装置包括接头70以及上述的振动装置，该振动装置的从动件30上设有至少1个以上的接头70，其中，接头70一端用于与压力表连接，接头70另一端用于传输向压力表施压的介质。由于该仪表检测装置采用了上述实施例的技术方案，因此至少具有上述技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种振动装置，其特征在于，包括:

凸轮；

动力模块，所述动力模块用于驱动所述凸轮绕所述凸轮的回转中心旋转；

从动件，当所述凸轮旋转时，驱动所述从动件沿一直线方向做往复运动；

复位模块，所述复位模块设置在所述从动件上，其中，所述复位模块用于复位所述从动件；

其中，所述动力模块包括电机、联轴器以及传动轴，所述电机通过所述联轴器与所述传动轴一端连接，所述凸轮设置有安装孔，所述传动轴的另一端固定在所述安装孔内；

所述复位模块包括弹性部件、轴以及滑动件，所述轴两端均设有所述弹性部件；所述滑动件设置在所述弹性部件之间并与所述弹性部件连接，且所述滑动件一端可移动设置在所述轴上，所述滑动件另一端固定在所述从动件上。

2.根据权利要求1所述的振动装置，其特征在于，所述传动轴上设置有轴肩以及卡簧，所述轴肩位于所述联轴器与所述凸轮之间，并且所述凸轮面对联轴器的一侧与所述轴肩抵接；所述凸轮背对联轴器的一侧与所述卡簧抵接。

3.根据权利要求1-2任一项所述的振动装置，其特征在于，所述从动件的行程取值范围为(0,5],单位为mm。

4.根据权利要求3所述的振动装置，其特征在于，所述从动件的行程取值为2mm时，所述凸轮轮廓曲线满足如下函数：

其中，r₀为所述凸轮的基圆半径，δ为凸轮旋转角度，r₀＝40，s为所述从动件位移的分段函数，满足以下函数：

δs/δδ为s对δ求导的结果的分段函数，满足以下函数：

5.根据权利要求4所述的振动装置，其特征在于，所述弹性部件包括支撑座以及弹性件，所述轴两端均设有所述支撑座；所述滑动件设置在所述轴上且位于所述轴两端的所述支撑座之间；所述弹性件设置在所述轴上，且所述弹性件一端与所述滑动件连接，所述弹性件另一端与所述支撑座面对所述滑动件的一侧连接。

6.根据权利要求5所述的振动装置，其特征在于，所述轴两端均设置有固定环，所述固定环紧贴固定在所述支撑座背对所述滑动件的一侧。

7.根据权利要求1所述的振动装置，其特征在于，所述从动件设置有开孔，

其中，所述凸轮位于所述开孔内，并且所述开孔侧面与所述凸轮侧面接触。

8.一种仪表检测装置，其特征在于，包括接头以及如权利要求1至7任意一项所述的振动装置，所述振动装置的所述从动件上设置有至少1个以上所述接头，其中，所述接头一端用于与压力表连接，所述接头另一端用于传输向所述压力表施压的介质。

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