CN115855343A - 一种电磁力测量装置 - Google Patents

Abstract

一种电磁力测量装置，所述电磁力测量装置包括拉力传感器、外壳、丝杆支撑板、丝杆电机固定板、丝杆、夹持机构、丝杆螺母支撑板、减速器固定板、伺服电机、砝码、线圈、线圈骨架、引纬器与弹性绳；所述外壳的内底壁设置有伺服电机，外壳的内壁右侧安装有丝杆电机固定板，丝杆电机固定板的左侧从上之下依次设置有丝杆支撑板、丝杆螺母支撑板与连接板，伺服电机的输出轴通过减速器与联轴器的一端连接，联轴器的另一端与丝杆的一端连接，丝杆的另一端贯穿丝杆螺母支撑板后与丝杆支撑板的底部连接。本设计会对应的测量不同的相对位置情况下，引纬器所受到的不同磁场力，直观的看到引纬器在电磁发射过程中不同时间受到的电磁力，测量准确，观察方便。

Description

一种电磁力测量装置

技术领域

本发明涉及一种引纬器电磁力测量技术的改进，属于纺织领域，尤其涉及一种电磁力测量装置。

背景技术

非接触式测量成本和操作难度高，精度低，成本高；现有的接触式电磁力测量大多用于电机或电磁阀中，结构复杂，且只适用于对某一固定位置的电磁力测量，对于电磁发射引纬过程中引纬器的受力测量不适用。

申请号为CN202011466172.X，申请日为2020年12月14日的中国专利申请揭示了一种机车电空阀电磁力测量装置，包括滑槽固定座，滑槽固定座左侧设置有滑槽，滑槽上半部分与电空阀支座连接，所述电空阀支座上安装有电空阀磁轭筒，线圈和动铁芯、静铁芯设置在磁轭筒内，动铁芯与芯杆相连，磁轭筒外侧还固定有插线板；滑槽下半部设置有传感器支座，传感器支座上安装有拉压力传感器，对比文件中测量的磁场位置固定，不能磁场位置变化而精准测量。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在测量的磁场位置固定，不能磁场位置变化而精准测量的问题，提供了测量的磁场位置可以随磁场位置变化而精准测量的一种电磁力测量装置。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种电磁力测量装置，所述电磁力测量装置包括拉力传感器、外壳、丝杆支撑板、丝杆电机固定板、丝杆、夹持机构、丝杆螺母支撑板、减速器固定板、伺服电机、砝码、线圈、线圈骨架、引纬器与弹性绳；

所述外壳的内底壁设置有伺服电机，外壳的内壁右侧安装有丝杆电机固定板，丝杆电机固定板的左侧从上之下依次设置有丝杆支撑板、丝杆螺母支撑板与连接板，伺服电机的输出轴通过减速器与联轴器的一端连接，联轴器的另一端与丝杆的一端连接，丝杆的另一端贯穿丝杆螺母支撑板后与丝杆支撑板的底部连接，丝杆螺母支撑板与丝杆滑动配合，所述丝杆的侧围设置有丝杆螺母，丝杆螺母的顶部与丝杆螺母支撑板连接；

所述丝杆螺母支撑板的顶部安装有夹持机构，夹持机构与丝杆滑动配合，夹持机构的另一端与线圈骨架夹持配合，夹持机构上设置有距离传感器；

所述线圈骨架内设置有多层线圈；

所述外壳的内顶壁安装有拉力传感器，拉力传感器的底部设置有弹性绳，弹性绳的侧围上设置有引纬器，弹性绳的底部贯穿线圈骨架后与砝码连接。

所述外壳的内侧壁上设置有减速器固定板，减速器安装在减速器固定板上。

所述联轴器与连接板之间通过制锁螺母固定，制锁螺母位于连接板的底部。

所述连接板包括L型板与卡合板，卡合板的一侧与丝杆电机固定板滑动配合，卡合板的另一侧与L型板连接，丝杆的底端贯穿卡合板、L型板后通过制锁螺母与联轴器的另一端连接。

所述丝杆螺母支撑板包括滑动板与两个侧板，滑动板的两侧与两个侧板连接，，滑动板、两个侧板均与丝杆电机固定板滑动配合，滑动板的顶部设置有夹持机构。

所述滑动板、两个侧板与丝杆电机固定板之间呈夹持状设置，丝杆螺母位于滑动板、连接板之间。

所述夹持机构包括下连接板、上连接板、上夹持板与下夹持板，所述下连接板的右侧顶部与一竖板的底部连接，一竖板的顶部与上连接板的左侧连接，上连接板的底部与滑动板的顶部连接；

所述下连接板的左侧顶部与二竖板的底部连接，二竖板的顶部与上夹持板的右侧连接，下连接板的左侧底部与斜板的顶部连接，斜板的底部与下夹持板的右端连接，所述线圈骨架与上夹持板、下夹持板之间夹持配合。

所述上连接板的顶部开设有贯通口，丝杆穿过贯通口与上连接板连接，上连接板的顶部位于贯通口的周围设置有多个固定口。

所述下连接板的顶部左端与支撑梁的底部连接，支撑梁的顶部与上夹持板的底部连接，支撑梁倾斜设置；

所述上夹持板与下夹持板上均设置有连接孔。

所述线圈骨架包括不少于五层的夹板与空心柱，所有的夹板等距离均匀设置在空心柱侧围上，所有的夹板上均开设有安装孔，上夹持板上的连接孔与最上方夹板上有安装孔之间通过螺栓固定，下夹持板上的连接孔与最下方夹板上有安装孔之间通过螺栓固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种电磁力测量装置中，丝杆螺母支撑板的顶部安装有夹持机构，夹持机构与丝杆滑动配合，夹持机构的另一端与线圈骨架夹持配合，夹持机构上设置有距离传感器，线圈骨架内设置有多层线圈，线圈夹持机构与丝杆螺母支撑板通过螺纹连接，随丝杆螺母一起上下运动，线圈骨架和线圈夹持机构的上下两个接触面都使用螺纹紧固，避免产生相对移动，线圈缠绕在线圈骨架上，线圈夹持机构、丝杆螺母支撑板、线圈骨架、线圈无相对运动，随着引纬器、线圈之间相对位置的变化，引纬器上所受磁场力也会相应变化，因而，本发明会对应的测量不同的相对位置情况下，引纬器所受到的不同磁场力，直观的看到引纬器在电磁发射过程中不同时间受到的电磁力。因此，本设计测量准确，观察方便。

2、本发明一种电磁力测量装置中，下连接板的右侧顶部与一竖板的底部连接，一竖板的顶部与上连接板的左侧连接，上连接板的底部与滑动板的顶部连接；下连接板的左侧顶部与二竖板的底部连接，二竖板的顶部与上夹持板的右侧连接，下连接板的左侧底部与斜板的顶部连接，斜板的底部与下夹持板的右端连接，线圈骨架与上夹持板、下夹持板之间夹持配合；上连接板的顶部开设有贯通口，丝杆穿过贯通口与上连接板连接，上连接板的顶部位于贯通口的周围设置有多个固定口；下连接板的顶部左端与支撑梁的底部连接，支撑梁的顶部与上夹持板的底部连接，支撑梁倾斜设置；上夹持板与下夹持板上均设置有连接孔；使用螺纹紧固避免晃动和旋转，引纬器随着弹性绳沿空心柱的轴向运动，支撑梁起了加固的作用；斜板部分是将直角改成了斜角支撑，节省材料、减轻重量、减小应力；一竖板紧贴滑动板，对左边整个部分起一个辅助支撑的作用，同时使丝杆螺母支撑板和夹持机构的连接更可靠。因此，本设计使用安全，结构稳定。

3、本发明一种电磁力测量装置中，外壳的内顶壁安装有拉力传感器，拉力传感器的底部设置有弹性绳，弹性绳的侧围上设置有引纬器，弹性绳的底部贯穿线圈骨架后与砝码连接，引纬器上方通过细线连接到拉力传感器挂钩，下方连接增重砝码，通过重力作用使其保持竖直状态，增加了测量的准确性，夹持机构和线圈骨架都优选采用塑料材质，优点在于塑料重量轻，可有效减轻装置中运动部分的重量；其次塑料材质可采用3D打印方式直接制造，加工方便；塑料材质对磁场不会产生影响。因此，本设计，使用稳定，操作简单。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明中夹持机构的结构示意图。

图4是本发明的仰视图。

图5是本发明中线圈骨架的结构示意图。

图中：拉力传感器1、外壳2、丝杆支撑板3、丝杆电机固定板4、丝杆5、距离传感器6、夹持机构7、下连接板71、一竖板72、上连接板73、贯通口74、固定口75、二竖板76、上夹持板77、支撑梁78、下夹持板790、连接孔791、丝杆螺母支撑板8、滑动板81、侧板82、丝杆螺母9、连接板10、L型板101、卡合板102、制锁螺母11、联轴器12、减速器固定板13、减速器14、伺服电机15、砝码16、线圈17、线圈骨架18、引纬器19、弹性绳20。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图5，一种电磁力测量装置，所述电磁力测量装置包括拉力传感器1、外壳2、丝杆支撑板3、丝杆电机固定板4、丝杆5、夹持机构7、丝杆螺母支撑板8、减速器固定板13、伺服电机15、砝码16、线圈17、线圈骨架18、引纬器19与弹性绳20；

所述外壳2的内底壁设置有伺服电机15，外壳2的内壁右侧安装有丝杆电机固定板4，丝杆电机固定板4的左侧从上之下依次设置有丝杆支撑板3、丝杆螺母支撑板8与连接板10，伺服电机15的输出轴通过减速器14与联轴器12的一端连接，联轴器12的另一端与丝杆5的一端连接，丝杆5的另一端贯穿丝杆螺母支撑板8后与丝杆支撑板3的底部连接，丝杆螺母支撑板8与丝杆5滑动配合，所述丝杆5的侧围设置有丝杆螺母9，丝杆螺母9的顶部与丝杆螺母支撑板8连接；

所述丝杆螺母支撑板8的顶部安装有夹持机构7，夹持机构7与丝杆5滑动配合，夹持机构7的另一端与线圈骨架18夹持配合，夹持机构7上设置有距离传感器6；

所述线圈骨架18内设置有多层线圈17；

所述外壳2的内顶壁安装有拉力传感器1，拉力传感器1的底部设置有弹性绳20，弹性绳20的侧围上设置有引纬器19，弹性绳20的底部贯穿线圈骨架18后与砝码16连接。

所述外壳2的内侧壁上设置有减速器固定板13，减速器14安装在减速器固定板13上。

所述联轴器12与连接板10之间通过制锁螺母11固定，制锁螺母11位于连接板10的底部。

所述连接板10包括L型板101与卡合板102，卡合板102的一侧与丝杆电机固定板4滑动配合，卡合板102的另一侧与L型板101连接，丝杆5的底端贯穿卡合板102、L型板101后通过制锁螺母11与联轴器12的另一端连接。

所述丝杆螺母支撑板8包括滑动板81与两个侧板82，滑动板81的两侧与两个侧板82连接，滑动板81、两个侧板82均与丝杆电机固定板4滑动配合，滑动板81的顶部设置有夹持机构7。

所述滑动板81、两个侧板82与丝杆电机固定板4之间呈夹持状设置，丝杆螺母9位于滑动板81、连接板10之间。

所述夹持机构7包括下连接板71、上连接板73、上夹持板77与下夹持板790，所述下连接板71的右侧顶部与一竖板72的底部连接，一竖板72的顶部与上连接板73的左侧连接，上连接板73的底部与滑动板81的顶部连接；

所述下连接板71的左侧顶部与二竖板76的底部连接，二竖板76的顶部与上夹持板77的右侧连接，下连接板71的左侧底部与斜板79的顶部连接，斜板79的底部与下夹持板790的右端连接，所述线圈骨架18与上夹持板77、下夹持板790之间夹持配合。

所述上连接板73的顶部开设有贯通口74，丝杆5穿过贯通口74与上连接板73连接，上连接板73的顶部位于贯通口74的周围设置有多个固定口75。

所述下连接板71的顶部左端与支撑梁78的底部连接，支撑梁78的顶部与上夹持板77的底部连接，支撑梁78倾斜设置；

所述上夹持板77与下夹持板790上均设置有连接孔791。

所述线圈骨架18包括不少于五层的夹板182与空心柱181，所有的夹板182等距离均匀设置在空心柱181侧围上，所有的夹板182上均开设有安装孔183，上夹持板77上的连接孔791与最上方夹板182上有安装孔183之间通过螺栓固定，下夹持板790上的连接孔791与最下方夹板182上有安装孔183之间通过螺栓固定，引纬器19随着弹性绳20沿空心柱181的轴向运动。

本发明的原理说明如下：在线圈17通电产生磁场前，拉力传感器1读取引纬器19与砝码16的总重量，距离传感器6读取线圈17位置信息，对当前线圈17位置和所要测量目标位置进行比较，通过高度差决定丝杆5转动圈数，以此来控制伺服电机15转动，使线圈17运动到目标位置，在线圈17位置确定好之后对线圈17通入直流电，因为线圈17内部产生的磁场具有对称性，故引纬器19仅受到轴向电磁力，电磁力与重力处于同一直线上，在电磁力作用下，拉力传感器1所测得的数值会与最开始的值不一样，两个值之间的差值即是引纬器19所受到的电磁力。

实施例1：

一种电磁力测量装置，所述电磁力测量装置包括拉力传感器1、外壳2、丝杆支撑板3、丝杆电机固定板4、丝杆5、夹持机构7、丝杆螺母支撑板8、减速器固定板13、伺服电机15、砝码16、线圈17、线圈骨架18、引纬器19与弹性绳20；所述外壳2的内底壁设置有伺服电机15，外壳2的内壁右侧安装有丝杆电机固定板4，丝杆电机固定板4的左侧从上之下依次设置有丝杆支撑板3、丝杆螺母支撑板8与连接板10，伺服电机15的输出轴通过减速器14与联轴器12的一端连接，联轴器12的另一端与丝杆5的一端连接，丝杆5的另一端贯穿丝杆螺母支撑板8后与丝杆支撑板3的底部连接，丝杆螺母支撑板8与丝杆5滑动配合，所述丝杆5的侧围设置有丝杆螺母9，丝杆螺母9的顶部与丝杆螺母支撑板8连接；所述丝杆螺母支撑板8的顶部安装有夹持机构7，夹持机构7与丝杆5滑动配合，夹持机构7的另一端与线圈骨架18夹持配合，夹持机构7上设置有距离传感器6；所述线圈骨架18内设置有多层线圈17；所述外壳2的内顶壁安装有拉力传感器1，拉力传感器1的底部设置有弹性绳20，弹性绳20的侧围上设置有引纬器19，弹性绳20的底部贯穿线圈骨架18后与砝码16连接，砝码16的作用是加重引纬器19所受到向下的力，防止因为电磁力向上时大于引纬器19自身重力导致引纬器19向上移动。

应用时：在拉力传感器1的弹性绳20上系上砝码16，在线圈17通电产生磁场前，拉力传感器1读取引纬器19与砝码16的总重量，距离传感器6读取线圈17位置信息，然后启动伺服电机15，带动丝杆5旋转预设圈数，从而使夹持机构7夹持的线圈骨架18内的线圈17移动到指定位置，在线圈17位置确定好之后对线圈17通入直流电，在电磁力作用下，拉力传感器1所测得的数值会与最开始的值不一样，两个值之间的差值即是引纬器19所受到的电磁力，即测得所需数据。

实施例2：

实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：

一种电磁力测量装置，所述外壳2的内侧壁上设置有减速器固定板13，减速器14安装在减速器固定板13上；所述联轴器12与连接板10之间通过制锁螺母11固定，制锁螺母11位于连接板10的底部；所述连接板10包括L型板101与卡合板102，卡合板102的一侧与丝杆电机固定板4滑动配合，卡合板102的另一侧与L型板101连接，丝杆5的底端贯穿卡合板102、L型板101后通过制锁螺母11与联轴器12的另一端连接。

实施例3：

实施例3与实施例1基本相同，其不同之处在于：

一种电磁力测量装置，所述丝杆螺母支撑板8包括滑动板81与两个侧板82，滑动板81的两侧与两个侧板82连接，滑动板81、两个侧板82均与丝杆电机固定板4滑动配合，滑动板81的顶部设置有夹持机构7；滑动板81、两个侧板82与丝杆电机固定板4之间呈夹持状设置，丝杆螺母9位于滑动板81、连接板10之间。

实施例4：

实施例4与实施例1基本相同，其不同之处在于：

一种电磁力测量装置，所述夹持机构7包括下连接板71、上连接板73、上夹持板77与下夹持板790，所述下连接板71的右侧顶部与一竖板72的底部连接，一竖板72的顶部与上连接板73的左侧连接，上连接板73的底部与滑动板81的顶部连接；所述下连接板71的左侧顶部与二竖板76的底部连接，二竖板76的顶部与上夹持板77的右侧连接，下连接板71的左侧底部与斜板79的顶部连接，斜板79的底部与下夹持板790的右端连接，所述线圈骨架18与上夹持板77、下夹持板790之间夹持配合；所述上连接板73的顶部开设有贯通口74，丝杆5穿过贯通口74与上连接板73连接，上连接板73的顶部位于贯通口74的周围设置有多个固定口75；所述下连接板71的顶部左端与支撑梁78的底部连接，支撑梁78的顶部与上夹持板77的底部连接，支撑梁78倾斜设置；所述上夹持板77与下夹持板790上均设置有连接孔791；所述线圈骨架18包括不少于五层的夹板182与空心柱181，所有的夹板182等距离均匀设置在空心柱181侧围上，所有的夹板182上均开设有安装孔183，上夹持板77上的连接孔791与最上方夹板182上有安装孔183之间通过螺栓固定，下夹持板790上的连接孔791与最下方夹板182上有安装孔183之间通过螺栓固定，使用螺纹紧固避免晃动和旋转，支撑梁78起了加固的作用；斜板79部分是将直角改成了斜角支撑，节省材料、减轻重量、减小应力；一竖板72紧贴滑动板81，对左边整个部分起一个辅助支撑的作用，同时使丝杆螺母支撑板8和夹持机构7的连接更可靠，夹持机构7和线圈骨架18都优选采用塑料材质，优点在于塑料重量轻，可有效减轻装置中运动部分的重量；其次塑料材质可采用3D打印方式直接制造，加工方便；塑料材质对磁场不会产生影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电磁力测量装置，其特征在于:所述电磁力测量装置包括拉力传感器（1）、外壳（2）、丝杆支撑板（3）、丝杆电机固定板（4）、丝杆（5）、夹持机构（7）、丝杆螺母支撑板（8）、减速器固定板（13）、伺服电机（15）、砝码（16）、线圈（17）、线圈骨架（18）、引纬器（19）与弹性绳（20）；

所述外壳（2）的内底壁设置有伺服电机（15），外壳（2）的内壁右侧安装有丝杆电机固定板（4），丝杆电机固定板（4）的左侧从上之下依次设置有丝杆支撑板（3）、丝杆螺母支撑板（8）与连接板（10），伺服电机（15）的输出轴通过减速器（14）与联轴器（12）的一端连接，联轴器（12）的另一端与丝杆（5）的一端连接，丝杆（5）的另一端贯穿丝杆螺母支撑板（8）后与丝杆支撑板（3）的底部连接，丝杆螺母支撑板（8）与丝杆（5）滑动配合，所述丝杆（5）的侧围设置有丝杆螺母（9），丝杆螺母（9）的顶部与丝杆螺母支撑板（8）连接；

所述丝杆螺母支撑板（8）的顶部安装有夹持机构（7），夹持机构（7）与丝杆（5）滑动配合，夹持机构（7）的另一端与线圈骨架（18）夹持配合，夹持机构（7）上设置有距离传感器（6）；

所述线圈骨架（18）内设置有多层线圈（17）；

所述外壳（2）的内顶壁安装有拉力传感器（1），拉力传感器（1）的底部设置有弹性绳（20），弹性绳（20）的侧围上设置有引纬器（19），弹性绳（20）的底部贯穿线圈骨架（18）后与砝码（16）连接。

2.根据权利要求1所述的一种电磁力测量装置，其特征在于：所述外壳（2）的内侧壁上设置有减速器固定板（13），减速器（14）安装在减速器固定板（13）上。

3.根据权利要求1所述的一种电磁力测量装置，其特征在于：所述联轴器（12）与连接板（10）之间通过制锁螺母（11）固定，制锁螺母（11）位于连接板（10）的底部。

4.根据权利要求3所述的一种电磁力测量装置，其特征在于：所述连接板（10）包括L型板（101）与卡合板（102），卡合板（102）的一侧与丝杆电机固定板（4）滑动配合，卡合板（102）的另一侧与L型板（101）连接，丝杆（5）的底端贯穿卡合板（102）、L型板（101）后通过制锁螺母（11）与联轴器（12）的另一端连接。

5.根据权利要求1所述的一种电磁力测量装置，其特征在于：所述丝杆螺母支撑板（8）包括滑动板（81）与两个侧板（82），滑动板（81）的两侧与两个侧板（82）连接，滑动板（81）、两个侧板（82）均与丝杆电机固定板（4）滑动配合，滑动板（81）的顶部设置有夹持机构（7）。

6.根据权利要求5所述的一种电磁力测量装置，其特征在于：所述滑动板（81）、两个侧板（82）与丝杆电机固定板（4）之间呈夹持状设置，丝杆螺母（9）位于滑动板（81）、连接板（10）之间。

7.根据权利要求5所述的一种电磁力测量装置，其特征在于：所述夹持机构（7）包括下连接板（71）、上连接板（73）、上夹持板（77）与下夹持板（790），所述下连接板（71）的右侧顶部与一竖板（72）的底部连接，一竖板（72）的顶部与上连接板（73）的左侧连接，上连接板（73）的底部与滑动板（81）的顶部连接；

所述下连接板（71）的左侧顶部与二竖板（76）的底部连接，二竖板（76）的顶部与上夹持板（77）的右侧连接，下连接板（71）的左侧底部与斜板（79）的顶部连接，斜板（79）的底部与下夹持板（790）的右端连接，所述线圈骨架（18）与上夹持板（77）、下夹持板（790）之间夹持配合。

8.根据权利要求7所述的一种电磁力测量装置，其特征在于：所述上连接板（73）的顶部开设有贯通口（74），丝杆（5）穿过贯通口（74）与上连接板（73）连接，上连接板（73）的顶部位于贯通口（74）的周围设置有多个固定口（75）。

9.根据权利要求7所述的一种电磁力测量装置，其特征在于：所述下连接板（71）的顶部左端与支撑梁（78）的底部连接，支撑梁（78）的顶部与上夹持板（77）的底部连接，支撑梁（78）倾斜设置；

所述上夹持板（77）与下夹持板（790）上均设置有连接孔（791）。

10.根据权利要求9所述的一种电磁力测量装置，其特征在于：所述线圈骨架（18）包括不少于五层的夹板（182）与空心柱（181），所有的夹板（182）等距离均匀设置在空心柱（181）侧围上，所有的夹板（182）上均开设有安装孔（183），上夹持板（77）上的连接孔（791）与最上方夹板（182）上有安装孔（183）之间通过螺栓固定，下夹持板（790）上的连接孔（791）与最下方夹板（182）上有安装孔（183）之间通过螺栓固定。

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