CN113074856A - 一种垂直交织弦线的空间测力装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种垂直交织弦线的空间测力装置，包括X方向运动单元、Y方向运动单元、Z方向运动单元和测力机构模块；Y方向运动单元通过两个底座和X方向运动单元连接，Z向运动单元通过L型板连接，测力机构模块安装在Z向运动单元上；测力机构模块包括拉压测头、拉压传感器和L型连接板。利用伺服系统驱动大框架机构运动，使测力机构上的高精度拉压传感器能够对垂直交叉绷弦进行拉、压动作，避免了使用小型测力装置频繁操作的繁琐，同时能够对大量弦线进行自动化操作，满足框架的多样式尺寸和大尺寸特点。三个方向的运动单元将测力机构模块运动到指定位置，通过标定好的标准使传感器得出弦线力值，有效解决了生产过程中测力繁复的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械生产领域的测力装置，具体涉及一种垂直交织弦线的空间测力装置，属于对弦线张力的测量技术领域。
背景技术
在对弦线张力的测量过程中，需要大量地、频繁地检测弦线张力，提高对张力值的检测效率。目前对于弦线的张力检测研究，主要针对于钢丝绳、纱线和电极丝等，对单根弦线的张力检测技术比较成熟，能够满足进行接触式和不接触式的张力检测，而且产品结构紧凑简单、可靠性高，得到了广泛的应用。但是对于大量垂直交错弦线的检测，应用单弦线的检测会造成频繁的操作，不利于采用控制器直接进行控制操作。对于测力装置的研究大多是专用机构或者设备要求，以此来达到该设备的应用目的。拉压传感器能够对垂直方向上力值的变化进行测量，但是拉压传感器只能固定在一定的位置处，由被检测物体的运动来触动拉压传感器进行工作。因此，在对大量垂直交织的弦线进行拉压检测时，对于位置不变的弦线必须要使拉压传感器能够位于合适的位置，能够精确地检测出弦线的张力值，并且在控制应用上能够实现控制器的实时自动化控制。
因此，研发一种垂直交织弦线的空间测力装置是十分有意义的。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种垂直交织弦线的空间测力装置,用以解决机械生产过程中的对大量垂直交织的弦线进行拉压检测的实时自动化问题，提高检测的精度和效率。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现，一种垂直交织弦线的空间测力装置,所述空间测力装置包括X向运动单元(1)、Y向运动单元(2)、Z向运动单元(3)和测力机构模块(4)，其特征是：所述Y向运动单元(2)通过两个底座(27)和X向运动单元(1)连接，Z向运动单元(3)通过L型连接板(31)和Y向运动单元(2)连接，测力机构模块(4)安装在Z向运动单元(3)上；所述测力机构模块(4)包括拉压测头(41)、拉压传感器(42)和测头L型连接板(43)。拉压测头(41)安装在测头L型连接板(43)上，拉压测头(41)上设有拉压传感器(42)。
X向运动单元(1)包括两条滑动导轨(11)、两条同步带线性模组(12)、两个伺服电机(13)、两个减速机(14)和两个光电开关(15)，全部都安装在大的下台面(16)上。
Y向运动单元(2)包括矩形钢板(21)、同步带线性模组(22)、伺服电机(23)、减速机(24)、坦克链(25)、两个光电开关(26)、两个底座(27)和Y向L型连接板(28)。
Z向运动单元(3)包括带制动的伺服电机(31)、联轴器(32)、微型丝杠运动单元(33)、Z向L型连接板(34)和两个光电开关(35)。
滑动导轨(11)和下台面(16)通过螺纹连接，将导轨(11)平行固定在下台面(16)两侧；X向同步带线性模组(12)通过安装块和下台面(16)进行固定，将同步带线性模组(12)平行固定在下台面(16)两侧；伺服电机(13)与减速机(14)通过螺纹连接，减速机(14)轴与同步带线性模组(12)的驱动轴(12-1)通过联轴器连接，组成传动装置，把伺服电机(13)的转动转化为同步带线性模组(12)的直线运动，可以使安装在同步带线性模组(12)上的两个底座(27)进行运动。
支撑Y向运动单元(2)的两个底座(27)上有两组螺纹孔，通过螺纹分别和滑动导轨(11)、同步带线性模组(12)的移动平台连接。
矩形钢板(21)的两端通过螺纹和两个底座(27)的上端面连接，行成Y向运动单元(2)；Y向同步带线性模组(22)通过安装块安装在矩形钢板(21)上，同步带线性模组(22)的驱动轴通过联轴器和减速机(24)输出轴连接；伺服电机(23)使用Y向L型连接板(28)安装在矩形钢板上(21)固定，并和减速机(24)直接连接。
Z向L型连接板(34)通过螺纹和Z向运动单元(3)上的整体移动平台连接，Z向L型板(34)面上将用于固定微型丝杠运动单元(33)；带制动的Z向伺服电机(31)通过联轴器(32)和微型丝杠运动单元(33)的轴连接，驱动微型丝杠运动单元(33)运动。
X向光电传感器(15)、Y向光电传感器(26)、Z向光电传感器(35)均安装在对应同步带线性模组的两端，能够对每个方向上的运动进行行程限制。
本装置技术内容如下：
鉴于本发明的上述结构，本发明具有如下优点：
(1)本发明的测力装置能够应用于较大的框架结构上的弦线，适合各种复杂地框架模型上的线。
(2)本装置选择市场上高精度的拉压传感器，具有很好的实用性，属于市面上比较成熟的产品，能够实现较高地精准性。
(3)本装置实现对弦线的先标定，再确定测力值的大小的问题。
(4)本装置能够实现由控制器进行实时控制，并进行实时自动化的张力检测。
(5)本装置采用了三坐标空间测力装置，能够在对原工件装置干涉尽量小的情况下，对各个弦线进行张力的测量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的主体结构示意图；
图2为本发明的台面下部结构示意图；
图3为本发明的Y方向运动单元结构图；
图4为本发明的Y向运动单元局部结构图；
图5为本发明的驱动装置结构图；
图6为发明的Z向运动单元结构图；
上述附图中的附图标记如下：
1、X向运动单元，2、Y向运动单元，3、Z向运动单元，4、测力机构模块；
11、滑动导轨，12、X向同步带线性模组，13、X向伺服电机，14、X向减速机，15、X向光电开关，16、下台面，17、X向L型连接板；
11-1、左滑动导轨，11-2、右滑动导轨；
12-1、左X向同步带线性模组，12-2、右X向同步带线性模组；
13-1、左伺服电机，13-2、右伺服电机；
15-1、左光电开关，15-2、右光电开关；
21、矩形钢板，22、Y向同步带线性模组，23、Y向伺服电机，24、Y向减速机，25、坦克链，26、Y向光电开关，27、底座，28、Y向L型连接板；
26-1、左Y向光电开关，26-2、右Y向光电开关；
27-1、左底座，27-2、右底座；
31、Z向伺服电机，32、Z向伺服电机联轴器，33、微型丝杠运动单元，34、Z向L型连接板，35、Z向光电开关；
35-1、Z向上光电开关，35-2、Z向下光电开关；
41、拉压测头，42、拉压传感器，43、测头L型连接板；
具体实施方式
下面结合附图说明和具体的实施方式对本发明作进一步的详细描述。
实施例
一种垂直交织弦线的空间测力装置,所述空间测力装置包括X向运动单元(1)、Y向运动单元(2)、Z向运动单元(3)和测力机构模块(4)；所述Y向运动单元(2)通过两个底座(27)和X向运动单元(1)连接，Z向运动单元(3)通过L型连接板(31)和Y向运动单元(2)连接，测力机构模块(4)安装在Z向运动单元(3)上；所述测力机构模块(4)包括拉压测头(41)、拉压传感器(42)和L型连接板(43)。拉压测头(41)安装在测头L型连接板(43)上，拉压测头(41)上设有拉压传感器(42)。
X向运动单元(1)包括两条滑动导轨(11)、两条X向同步带线性模组(12)、两个伺服电机(13)、两个减速机(14)和两个X向光电开关(15)，全部都安装在大的下台面(16)上。
Y向运动单元(2)包括矩形钢板(21)、同步带线性模组(22)、Y向伺服电机(23)、Y向减速机(24)、坦克链(25)、两个Y向光电开关(26)、两个底座(27)和Y向L型连接板(28)。
Z向运动单元(3)包括带制动的伺服电机(31)、联轴器(32)、微型丝杠运动单元(33)、Z向L型连接板(34)和两个Z向光电开关(35)。
滑动导轨(11)和下台面(16)通过螺纹连接，将导轨(11)平行固定在下台面(16)两侧；X向同步带线性模组(12)通过安装块和下台面(16)进行固定，X向将同步带线性模组(12)平行固定在下台面(16)两侧；伺服电机(13)与减速机(14)通过螺纹连接，减速机(14)轴与X向同步带线性模组(12)的驱动轴通过联轴器连接，组成传动装置，把伺服电机(13)的转动转化为X向同步带线性模组(12)的直线运动，使安装在X向同步带线性模组(12)上的两个底座(27)进行运动。
支撑Y向运动单元(2)的两个底座(27)上设有两组螺纹孔，通过螺纹分别和滑动导轨(11)、X向同步带线性模组(12)的移动平台连接。
矩形钢板(21)的两端通过螺纹和两个底座(27)的上端面连接，行成Y向运动单元(2)；Y向同步带线性模组(22)通过安装块安装在矩形钢板(21)上，同步带线性模组(22)的驱动轴通过Y向联轴器和Y向减速机(24)输出轴连接；Y向伺服电机(23)使用Y向L型连接板(28)安装在矩形钢板上(21)固定，并和Y向减速机(24)直接连接。
Z向L型连接板(34)通过螺纹和Z向运动单元(3)上的整体移动平台连接，Z向L型板(34)面上将用于固定微型丝杠运动单元(33)；带制动的Z向伺服电机(31)通过Z向联轴器(32)和微型丝杠运动单元(33)的轴连接，驱动微型丝杠运动单元(33)运动。
X向光电开关(15)、Y向光电开关(26)、Z向光电开关(35)均安装在对应同步带线性模组的两端，能够对每个方向上的运动进行行程限制。
例如要控制测量装置进行测量，首先通过控制系统控制X向伺服电机(13)、Y向伺服电机(23)、Z向伺服电机(31)运动，进行驱动相应的X向同步带线性模组(12)、Y向同步带线性模组(22)、Z向微型丝杠运动单元(33)运动到相应的位置，然后拉压测头(41)就可以运动到指定的位置，如果要采取压线动作，控制Z向微型丝杠运动单元(33)向下运动固定距离；如果要采取拉线动作，就可以先控制Z向微型丝杠运动单元(33)向上运动固定距离，然后X向同步带线性模组(12)向后运动固定距离，Z向微型丝杠运动单元(33)向下运动固定距离，然后X向同步带线性模组(12)向前运动固定距离，最后Z向微型丝杠运动单元(33)向上运动固定距离，最后通过安装在拉压测头(41)上部的拉压传感器(42)就可以读取弦线的测量力值了，控制系统对采集的数据进行标定，得到弦线的张力值。各个运动单元再按照原路返回就可以了。
以上具体的实施方式对本发明做了详尽的描述，但并非是对本发明做出的限制，有关技术人员在不脱离本发明的精神和范围基础上，可以对本发明做一些修改和改进，各种变化和变换所得到的相对应的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。
Claims (4)
1.一种垂直交织弦线的空间测力装置，其特征在于：所述空间测力装置包括X向运动单元(1)、Y向运动单元(2)、Z向运动单元(3)和测力机构模块(4)；所述Y向运动单元(2)通过两个底座(27)和X向运动单元(1)连接，Z向运动单元(3)通过L型连接板(31)和Y向运动单元(2)连接，测力机构模块(4)安装在Z向运动单元(3)上；所述测力机构模块(4)包括拉压测头(41)、拉压传感器(42)和L型连接板(43)；拉压测头(41)安装在测头L型连接板(43)上，拉压测头(41)上设有拉压传感器(42)。
2.根据权利要求1所述的一种垂直交织弦线的空间测力装置，其特征在于：X向运动单元(1)包括两条滑动导轨(11)、两条X向同步带线性模组(12)、两个伺服电机(13)、两个减速机(14)和两个X向光电开关(15)，全部都安装在大的下台面(16)上；
Y向运动单元(2)包括矩形钢板(21)、同步带线性模组(22)、Y向伺服电机(23)、Y向减速机(24)、坦克链(25)、两个Y向光电开关(26)、两个底座(27)和Y向L型连接板(28)；
Z向运动单元(3)包括带制动的伺服电机(31)、联轴器(32)、微型丝杠运动单元(33)、Z向L型连接板(34)和两个Z向光电开关(35)；
滑动导轨(11)和下台面(16)通过螺纹连接，将导轨(11)平行固定在下台面(16)两侧；X向同步带线性模组(12)通过安装块和下台面(16)进行固定，X向将同步带线性模组(12)平行固定在下台面(16)两侧；伺服电机(13)与减速机(14)通过螺纹连接，减速机(14)轴与X向同步带线性模组(12)的驱动轴通过联轴器连接，组成传动装置，把伺服电机(13)的转动转化为X向同步带线性模组(12)的直线运动，使安装在X向同步带线性模组(12)上的两个底座(27)进行运动；
支撑Y向运动单元(2)的两个底座(27)上设有两组螺纹孔，通过螺纹分别和滑动导轨(11)、X向同步带线性模组(12)的移动平台连接；
矩形钢板(21)的两端通过螺纹和两个底座(27)的上端面连接，行成Y向运动单元(2)；Y向同步带线性模组(22)通过安装块安装在矩形钢板(21)上，同步带线性模组(22)的驱动轴通过Y向联轴器和Y向减速机(24)输出轴连接；Y向伺服电机(23)使用Y向L型连接板(28)安装在矩形钢板上(21)固定，并和Y向减速机(24)直接连接；
Z向L型连接板(34)通过螺纹和Z向运动单元(3)上的整体移动平台连接，Z向L型板(34)面上将用于固定微型丝杠运动单元(33)；带制动的Z向伺服电机(31)通过Z向联轴器(32)和微型丝杠运动单元(33)的轴连接，驱动微型丝杠运动单元(33)运动。
3.根据权利要求1所述的一种垂直交织弦线的空间测力装置，其特征在于：X向光电开关(15)、Y向光电开关(26)、Z向光电开关(35)均安装在对应同步带线性模组的两端，能够对每个方向上的运动进行行程限制。
4.根据权利要求1所述的一种垂直交织弦线的空间测力装置，其特征在于：首先通过控制系统控制X向伺服电机(13)、Y向伺服电机(23)、Z向伺服电机(31)运动，进行驱动相应的X向同步带线性模组(12)、Y向同步带线性模组(22)、Z向微型丝杠运动单元(33)运动到相应的位置，然后拉压测头(41)运动到指定位置，如果要采取压线动作，控制Z向微型丝杠运动单元(33)向下运动固定距离；如果要采取拉线动作，就先控制Z向微型丝杠运动单元(33)向上运动固定距离，然后X向同步带线性模组(12)向后运动固定距离，Z向微型丝杠运动单元(33)向下运动固定距离，然后X向同步带线性模组(12)向前运动固定距离，最后Z向微型丝杠运动单元(33)向上运动固定距离，最后通过安装在拉压测头(41)上部的拉压传感器(42)就读取弦线的测量力值，控制系统对采集的数据进行标定，得到弦线的张力值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210706 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |