CN113624441B - 一种基于电机驱动的十字交叉轴自动加载装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于电机驱动的十字交叉轴自动加载装置，包括伺服电机、传力板、电动推杆、缓冲弹簧和底部支架，电动推杆的动作杆的上端与缓冲弹簧的下端固定连接，缓冲弹簧的上端通过挂架与传力板铰接，电动推杆的壳体侧壁沿径向相对两侧设置有耳轴，每侧耳轴通过轴承与一耳片连接，两套耳片的下端与加强框的两侧固定连接，加强框的另外两侧与底部支架上的两个竖板上端分别铰接，形成十字交叉轴结构，底部支架的下端与底座连接，传力板的中部通过轴与传力板底座转动连接，传力板底座与具有一定高度、并与电动推杆的轴向互相平行的固定台的上平面固定连接。本发明能够实现精确加载和精确复位的同步进行，也能够始终跟随和调整加载值。

Description

一种基于电机驱动的十字交叉轴自动加载装置
技术领域
本发明属于天平校准领域，具体涉及一种基于电机驱动的十字交叉轴自动加载装置。
背景技术
随着风洞天平加载技术的发展，设备的自动化、智能化是未来天平校准的发展方向，鉴于风洞天平校准多为人工加载，效率低，精度差。为了提高加载效率，需要一种适用于天平校准的自动加载装置。
发明内容
基于以上不足之处，本发明的目的是提供一种基于电机驱动的十字交叉轴自动加载装置，能够对被校天平实施自动加载，并且能够在复位和加载之间存在相互干扰的作用下，准确地施加预定的校准载荷。
本发明的技术方案是：一种基于电机驱动的十字交叉轴自动加载装置，包括伺服电机、传力板、电动推杆、缓冲弹簧和底部支架，伺服电机驱动电动推杆,所述的电动推杆的动作杆的上端与缓冲弹簧的下端连接，缓冲弹簧的上端通过挂架与传力板铰接，电动推杆的壳体侧壁沿径向相对两侧设置有耳轴，每侧耳轴通过轴承与一耳片连接，两套耳片的下端与加强框的两侧固定连接，加强框的另外两侧与底部支架上的两个竖板上端分别铰接，形成十字交叉轴结构，底部支架的下端与底座连接，传力板的中部通过轴与传力板底座转动连接，传力板底座与具有一定高度、并与电动推杆的轴向互相平行的固定台的上平面固定连接，固定台、底座分别与地面固定连接。
本发明还具有如下技术特征：
1、在所述的传力板上的同一水平位置间隔设置有多组挂架。
2、多组挂架用于不同倍数的加载量。
3、本自动加载装置还包括滑块，所述的底部支架下端与所述的滑块固定连接，底座上安装有滑轨，所述的滑块与滑轨在水平方向能够相对移动，在竖直方向无相对运动，所述的缓冲弹簧的上端或与不同位置的挂架连接，同时调整滑块与底座在水平方向的相对位置。
4、本自动加载装置还包括缓冲筒，电动推杆的动作杆的上端与缓冲弹簧的下端通过缓冲筒进行连接。
5、所述的电动推杆为行星滚柱丝杠。
6、拉索一端跟天平的加载梁连接，另外一端穿过所述的传力板顶端的导槽与传力板的拉索固定端连接。
本发明具有如下优点和有益效果：本自动加载装置能够对被校天平通过加载梁自动施加随机的校准载荷；也能够始终跟随和调整加载值，消除由于复位引起加载值的改变，实现精确加载和精确复位的同步进行；该装置可以实现2个自由度的位置补偿，避免了加载装置的偏载。
附图说明
图1为本发明自动加载装置三维示意图；
图2为本发明自动加载装置安装状态二维视图；
图3为本发明自动加载装置二维剖视图；
图4为本发明自动加载装置的工作原理示意图；
其中1、传力板，2、缓冲弹簧，3、缓冲筒，4、电动推杆的动作杆，5、耳片，6、加强框，7、底部支架，8、竖板，9、滑块，10、滑轨，11、底座，12、固定台，13、传力板底座，14、挂架，15、耳轴，16、天平，17、电动推杆的壳体，18、耳片。
具体实施方式
下面根据附图举例对本发明做进一步的说明：
实施例1
一种基于电机驱动的十字交叉轴自动加载装置，包括伺服电机、缓冲筒、滑块传力板、电动推杆、缓冲弹簧和底部支架伺服电机的输出轴与减速器连接，减速器通过联轴器驱动电动推杆，电动推杆的动作杆的上端通过缓冲筒与缓冲弹簧的下端连接，缓冲弹簧的上端通过挂架与传力板铰接，电动推杆的壳体侧壁沿径向相对两侧与侧壁一体连接有耳轴，每侧耳轴通过轴承与一耳片连接，两套耳片的下端与加强框的两侧固定连接，加强框的另外两侧与底部支架上的两个竖板上端分别铰接，形成十字交叉轴结构，所述的底部支架下端与所述的滑块固定连接，底座上安装有滑轨，所述的滑块与滑轨在水平方向能够相对移动，在竖直方向无相对运动，在所述的传力板上的同一水平位置间隔设置有三组挂架。三组挂架从左到右依次是用于0.75倍、1倍和1.5倍的加载量。所述的缓冲弹簧的上端或与不同位置的挂架连接，同时调整滑块与底座在水平方向的相对位置，传力板的中部通过轴与传力板底座转动连接，传力板底座与具有一定高度、并与电动推杆的轴向互相平行的固定台的上平面固定连接，固定台、底座分别与地面固定连接。所述的电动推杆为行星滚柱丝杠。拉索一端与天平的加载梁连接，另外一端穿过所述的传力板顶端的导槽与传力板的拉索固定端连接。通过电动推杆的伸缩、传力板的转向与杠杆作用实现加载力的无极变化。并且通过十字交叉的机构实现了加载力的方向始终与传力板施加在加载梁方向的力垂直。
本实施例采用高精度伺服电机、高精度零背隙行星减速机和行星滚柱丝杠。伺服电机驱动伺服电机产生校准载荷。利用为装置配套控制系统进行控制。伺服电机功率为0.75Kw，高精度零背隙行星减速机减速比为10。为了保证高精度实现，采用了行星滚柱丝杠，具有接触面积大，刚度高、变形小的特点。
底部支架、双层耳片和加强框用于支撑高精度伺服电机、高精度行星减速机、行星滚柱丝杠和缓冲弹簧机构。缓冲弹簧采用圆柱形拉伸弹簧结构。加载缓冲器的主要作用是减小施加载荷与行星滚珠丝杠直线运动距离的比值，适当地减缓加载速度，使其与复位速度相匹配，从而提高加载精度。例如在施加250Kg载荷时，装置中的圆柱形弹簧缓冲器被拉长40mm。而如果不用弹簧缓冲器，行星滚柱丝杠仅2mm的直线运动就可施加上述载荷。这样，在相同的行星滚柱丝杠直线运动控制精度(0.02mm)情况下，前者的加载精度为：0.02/40＝0.05％,而后者仅为0.02/2＝1％。不仅如此，后者更难以实施复位与加载的同步进行。滑块滑轨机构：加载点要求有加载位置的移动，因此底座下加装线性滑轨来实现整个机构的移动。
本实施例的自动加载装置的工作步骤：
1)根据被校核天平的名义载荷选择一组合适的挂架；
2)将天平的一端与加载梁固定，天平的另一端与复位底板上的支撑杆固定；
3)将弹簧与选中的挂架进行铰接安装；
4)拉索的两端分别与传力板安装固定、天平加载梁固定；控制电动推杆伸缩量，来拉动弹簧，进而拉紧传力板上的挂架，挂架拉拽传力板、传力板绕轴旋转后，传力板带动拉索对天平加载梁进行加载。

Claims (2)

1.一种基于电机驱动的十字交叉轴自动加载装置，包括伺服电机、缓冲筒、滑块、传力板、电动推杆、缓冲弹簧和底部支架，伺服电机驱动电动推杆，其特征在于，所述的电动推杆的动作杆的上端与缓冲弹簧的下端通过缓冲筒进行连接，缓冲弹簧的上端通过挂架与传力板铰接，电动推杆的壳体侧壁沿径向相对两侧设置有耳轴，每侧耳轴通过轴承与一耳片连接，两套耳片的下端与加强框的两侧固定连接，加强框的另外两侧与底部支架上的两个竖板上端分别铰接，形成十字交叉轴结构；所述的底部支架下端与所述的滑块固定连接，底座上安装有滑轨，所述的滑块与滑轨在水平方向能够相对移动，在竖直方向无相对运动，所述的缓冲弹簧的上端与不同位置的挂架连接，同时调整滑块与底座在水平方向的相对位置，拉索一端跟天平的加载梁连接，另外一端穿过传力板的顶端的导槽与传力板的拉索固定端连接，传力板的中部通过轴与传力板底座转动连接，传力板底座与具有一定高度、并与电动推杆的轴向互相平行的固定台的上平面固定连接，固定台、底座分别与地面固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于电机驱动的十字交叉轴自动加载装置，其特征在于：所述的电动推杆为行星滚柱丝杠。
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