CN210894359U - 一种全自动维卡仪轮盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动维卡仪轮盘，包括轮盘本体、位移传感器一、啮合齿轮、电机二和控制装置，轮盘本体包括试针机构、大盘和设置在大盘中央的圆盘，试针机构设置在圆盘上，大盘外缘上设置有若干托盘装置和若干凹槽，若干托盘装置中的每个托盘装置一一对应设置在若干凹槽的每个凹槽内，位移传感器一位于大盘与圆盘之间并环绕设置在大盘内圈壁上，啮合齿轮和电机二均设置在大盘内部，大盘内部沿边还设置有大盘齿轮和电机一，啮合齿轮与大盘齿轮部分啮合，试针机构、位移传感器一、电机一和电机二均与控制装置电连接；本装置能有效消除大盘旋转的角度偏差。

Description

一种全自动维卡仪轮盘

技术领域

本实用新型属于建筑材料测试技术领域，具体涉及到一种全自动维卡仪轮盘。

背景技术

水泥是现代最重要的建筑材料之一。水泥加水后拌成水泥净浆，由可塑状态转变到具有一定强度的固体状态的过程为水泥的凝结。开始失去可塑性的时间叫初凝时间，全部失去可塑性的时间叫终凝时间。凝结时间是水泥的重要物理性能，我国国标关于凝结时间的测定是如下规定的：直径为1.13mm的试针以自由落体状态插入厚度为40mm的水泥静浆，当沉入净浆距底板4mm±1mm(沉入深度为36mm±1mm)时，水泥达到初凝状态；而当试针沉入试体0.5mm时为终凝状态。

世界绝大多数国家(包括中国)都采用“维卡仪法”测定水泥初、终凝时间。现有技术中提供了一种全自动维卡仪轮盘，可同时测定多种样品。该装置将水泥净浆装入可放置在大盘上自转的十二个托盘中，托盘自传时，大盘也同时自传并且托盘可向大盘中心径直向心移动，通过试针多次下落在大盘上相对运动的十二个托盘内的水泥净浆实现初、终凝时间的测定，测定时间根据国标《通用硅酸盐水泥》GB175-2007规定：硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6h30min(390min)；普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于10h(600min)；测定点将随托盘在大盘上的相对运动在每个托盘上的水泥净浆试样形成同心圆的轨迹；所有旋转的角度和方向由专用软件程序控制，机械运动由步进电机驱动。

大盘和排列在大盘上的托盘在自转过程中，由于旋转角度由软件程序控制，并且机械运动由步进电机驱动。在驱动过程中，由于为机械运动，难免会产生误差，且测试的试样较多，误差逐渐累积，最终会使结果出现错误。机械运动在运动过程中，会产生震动，因为托盘并不是同步转动，所以在测试过程当中会因为震动出现不同情况的偏差，影响最后结果的正确性，同时托盘的径向向心运动也将产生误差。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型提供一种全自动维卡仪轮盘，能有效消除大盘旋转的角度偏差。

为实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种全自动维卡仪轮盘，包括轮盘本体、位移传感器一、啮合齿轮、电机二和控制装置，轮盘本体包括试针机构、大盘和设置在大盘中央的圆盘，试针机构设置在圆盘上，大盘外缘上设置有若干托盘装置和若干凹槽，若干托盘装置中的每个托盘装置一一对应设置在若干凹槽的每个凹槽内，位移传感器一位于大盘与圆盘之间并环绕设置在大盘内圈壁上，大盘内侧沿边设置有大盘齿轮和电机一，啮合齿轮和电机二均设置在大盘内部，啮合齿轮与大盘齿轮部分啮合，试针机构、位移传感器一、电机一和电机二均与控制装置电连接。

本实用新型的有益效果是：位移传感器一优选为容栅位移传感器，控制装置为装有控制软件的电脑终端，控制装置可控制试针机构下插试针来测试装在托盘装置上的水泥净浆，若干托盘装置和若干凹槽均优选为十二个，十二个托盘装置和凹槽以30°角度间隔均匀分布在大盘外缘上，由于大盘内圈尺寸确定，便可计算出大盘旋转30°的内圈圆弧长度，将该计算长度输入控制软件，当控制装置控制电机一驱动大盘齿轮使大盘按软件设定转速转动时，位移传感器一将会把持续监测大盘每旋转30°的内圈位移数据传入控制装置与计算长度比对，若有偏差，由于啮合齿轮与大盘齿轮部分啮合，控制装置将控制电机二驱动啮合齿轮转动消除偏差。

进一步，若干托盘装置包括托盘本体、电机三、托盘柱、托盘电机轴和光传感装置，托盘柱内部设置为中空且设置有连接杆，托盘柱上部设置有圆台，托盘本体活动设置在圆台上，托盘本体上活动设置有水泥试模，托盘电机轴一端连接电机三，另一端穿进托盘柱中空部分通过连接杆连接托盘柱内壁，光传感装置包括感光片和激光发射器，感光片绕托盘一圈贴在托盘本体外缘上，激光发射器设置在若干凹槽一端，激光发射器和电机三均与控制装置电连接。

采用上述进一步的有益效果是：感光片每间隔一段距离(间隔的距离由试针机构测试一圈时需要测试的次数决定)，便有一段空缺段，水泥净浆通过装入水泥试模放置在托盘本体上，水泥试模为无顶面与底面的中空圆柱形，控制装置控制电机三工作时，通过托盘电机轴和托盘柱的传动，托盘本体将按设定速度自转，控制装置同时控制激光发射器发射激光持续照射在托盘外缘的感光片上，激光发射器型号为CX-411，每当激光照射在空缺段时，电机三暂停工作，下一次电机三开始工作的时间由控制装置根据试针机构测试时间设定，这样就能保证装有水泥试模的托盘本体自转一圈，试针机构在水泥试模上形成的一圈测试点之间的间距符合控制装置设定的间距数据，校正托盘本体自转形成的偏差。

进一步，大盘内部中央设置有电机四和若干齿条，若干齿条上设置有位移传感器二，托盘柱上设置有卡槽，若干齿条一端连接电机四，另一端通过连接托盘柱上的卡槽连接若干托盘装置，电机四与控制装置电连接。

采用上述进一步的有益效果是：位移传感器二优选为容栅位移传感器，试针机构在所有托盘装置中心下插试针完成第一次测试或完成所有托盘装置自转一圈的的测试后，需要使托盘装置朝大盘中央径向移动完成多圈测试，此时控制装置将控制电机四工作并使其它电机停止工作，电机四工作将若干齿条同时向大盘中央拉动，位移传感器二实时检测若干齿条的位移数据并持续向控制装置传输，当位移数据达到控制装置预先设定的数据后，电机四断电，若干托盘装置同步精确完成径向移动，减小由单纯电机驱动若干托盘装置径向移动形成的机械偏差。

进一步，轮盘本体上活动设置有对中机构，对中机构包括上部对中机构和下部对中机构，上部对中机构活动设置在试针机构上，下部对中机构活动设置在圆盘与若干凹槽之间，上部对中机构包括安装板、弹簧和小球，安装板一端设置有夹持装置一，另一端设置有夹持装置二，小球设置在夹持装置二内部并通过弹簧连接安装板，下部对中机构设置有与小球相匹配的轨迹凹槽。

进一步，夹持装置一和夹持装置二均为一对弯曲弹性塑料条。

采用上述进一步的有益效果是：在利用本装置进行第一次测试水泥初终凝时间时，首先将下部对中机构放置在大盘上某一凹槽与圆盘之间，并微调位置使之与托盘装置中心、圆盘中心对齐成一条直线，然后将上部对中机构通过夹持装置一固定在试针机构上，由于夹持装置一为一对弯曲弹性塑料，上部对中机构可微调至与试针机构下插的试针对齐的位置，接着转动大盘使上、下部对中机构最相近的位置，通过打开夹持装置二，小球克服弹簧弹力下落，当小球与下部对中机构的轨迹凹槽相啮合落进轨迹凹槽，对中机构对中完成，即试针与托盘装置中心对中，方便水泥试模的摆放和保证试针的首次入针位置准确。

进一步，托盘本体上设置有磨砂带和若干定位条，若干定位条均外切于磨砂带。

采用上述进一步的有益效果是：若干定位条优选为两条，两条定位条相互垂直连接放置在托盘本体中央，这样将水泥试模放置在托盘本体上时可通过定位条准确地放置在托盘本体的中心位置；磨砂带在托盘本体上呈现为一圈平面圆环，其设置在水泥试模周围且圆环内径与水泥试模外径相匹配，由于水泥试模为无顶面与底面的中空圆柱形，水泥净浆注入水泥试模时，会有水泥净浆从底部溢出，磨砂带可阻挡水泥净浆流失，进一步减小失水对水泥净浆初终凝时间的影响。

附图说明

图1为全自动维卡仪轮盘的大盘内部结构示意图；

图2为全自动维卡仪轮盘俯视图；

图3为托盘装置俯视图；

图4为全自动维卡仪轮盘的外观示意图；

图5为托盘装置内部结构示意图；

图6为位移传感器一安装位置图；

图7为水泥净浆测试效果图；

图8为对中机构安装示意图；

图9为对中机构结构示意图。

其中，1、大盘；2、大盘齿轮；3、啮合齿轮；4、电机二；5、圆盘；6、电机四；7、齿条；8、位移传感器二；9、圆台；10、凹槽；11、托盘柱；12、电机三；13、电机一；14、试针机构；15、激光发射器；16、托盘本体；17、定位条19、感光片；20、水泥试模；21、水泥净浆；22、位移传感器一；23、上部对中机构；24、下部对中机构；121、托盘电机轴；122、连接杆；141、试针；201、磨砂带；231、安装板；232、夹持装置一；233、弹簧；234、小球；235、夹持装置二；241、轨迹凹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

本实用新型的一个实施例中，如图1所示，提供了一种全自动维卡仪轮盘，包括轮盘本体、位移传感器一22、啮合齿轮3、电机二4和控制装置，位移传感器一22优选为容栅位移传感器，轮盘本体包括试针机构14、大盘1和设置在大盘1中央的圆盘5，试针机构14设置在圆盘5上，大盘1外缘上设置有若干托盘装置和若干凹槽10，若干托盘装置中的每个托盘装置一一对应设置在若干凹槽10的每个凹槽10内，位移传感器一22位于大盘1与圆盘5之间并环绕设置在大盘1内圈壁上，大盘1内部沿边设置有大盘齿轮2和电机一13，啮合齿轮3和电机二4均设置在大盘1内部，啮合齿轮3与大盘齿轮2部分啮合，试针机构14、位移传感器一22、电机一13和电机二4均与控制装置电连接。控制装置为装有控制软件的电脑终端，控制装置可控制试针机构14下插试针141来测试装在托盘装置上的水泥净浆21，若干托盘装置和若干凹槽10均优选为十二个，十二个托盘装置和凹槽10以30°角度间隔均匀分布在大盘1外缘上，由于大盘1内圈尺寸确定，便可计算出大盘1旋转30°的内圈圆弧长度，将该计算长度输入控制软件，当控制装置控制电机一13驱动大盘齿轮2使大盘1按软件设定转速转动时，位移传感器一22将会把持续监测大盘1每旋转30°的内圈位移数据传入控制装置与计算长度比对，若有偏差，由于啮合齿轮3与大盘齿轮2部分啮合，控制装置将控制电机二4驱动啮合齿轮3转动消除偏差。

为校正托盘本体16自转形成的偏差，若干托盘装置包括托盘本体16、电机三12、托盘柱11、托盘电机轴121和光传感装置，托盘柱11内部设置为中空且设置有连接杆122，托盘柱11上部设置有圆台9，托盘本体16活动设置在圆台9上，托盘本体16上活动设置有水泥试模20，托盘电机轴121一端连接电机三12，另一端穿进托盘柱11中空部分通过连接杆122连接托盘柱11内壁，光传感装置包括感光片19和激光发射器15，感光片19绕托盘一圈贴在托盘本体16外缘上，激光发射器15设置在若干凹槽10一端，激光发射器15和电机三12均与控制装置电连接，感光片19每间隔一段距离(间隔的距离由试针机构14测试一圈时需要测试的次数决定)，便有一段空缺段，水泥净浆21通过装入水泥试模20放置在托盘本体16上，水泥试模20为无顶面与底面的中空圆柱形，控制装置控制电机三12工作时，通过托盘电机轴121和托盘柱11的传动，托盘本体16将按设定速度自转，控制装置同时控制激光发射器15发射激光持续照射在托盘外缘的感光片19上，激光发射器15型号为CX-411，每当激光照射在空缺段时，电机三12暂停工作，下一次电机三12开始工作的时间根据试针机构14每一次的测试时间由控制装置设定，这样就能保证装有水泥试模20的托盘本体16自转一圈，试针机构14在水泥试模20上形成的一圈测试点之间的间距符合控制装置设定的间距数据。

试针机构14在所有托盘装置中心下插试针141完成第一次测试或完成所有托盘装置自转一圈的的测试后，需要使托盘装置朝大盘1中央径向移动完成多圈测试，为减小由单纯电机驱动若干托盘装置径向移动形成的机械偏差，大盘1内部中央设置有电机四6和若干齿条7，若干齿条7上设置有位移传感器二8，托盘柱11上设置有卡槽，若干齿条7一端连接电机四6，另一端通过连接托盘柱11上的卡槽连接若干托盘装置，电机四与控制装置电连接；位移传感器二8优选为容栅位移传感器，当试针机构14完成第一次测试或完成所有托盘装置自转一圈的的测试后，控制装置将控制电机四6工作并使其它电机停止工作，电机四6工作将若干齿条7同时向大盘1中央拉动，位移传感器二8实时检测若干齿条7的位移数据并持续向控制装置传输，当位移数据达到控制装置预先设定的数据后，电机四6断电，若干托盘装置同步精确完成径向移动，减小由单纯电机驱动若干托盘装置径向移动形成的机械偏差。

在利用本装置进行第一次测试水泥初终凝时间时，为了方便水泥试模20的摆放和保证试针141的首次入针位置准确，需要试针141与托盘装置中心对中，于是在轮盘本体上活动设置有对中机构，对中机构包括上部对中机构23和下部对中机构24，上部对中机构23活动设置在试针机构14上，下部对中机构24活动设置在圆盘5与若干凹槽10之间，上部对中机构23包括安装板231、弹簧233和小球234，安装板231一端设置有夹持装置一232，另一端设置有夹持装置二235，夹持装置一232和夹持装置二235均为一对弯曲弹性塑料条；小球234设置在夹持装置二235内部并通过弹簧233连接安装板231，下部对中机构24设置有与小球234相匹配的轨迹凹槽241。首先将下部对中机构24放置在大盘1上某一凹槽10与圆盘5之间，并微调位置使之与托盘装置中心、圆盘5中心对齐成一条直线，然后将上部对中机构23通过夹持装置一232固定在试针机构14上，由于夹持装置一232为一对弯曲弹性塑料，上部对中机构23可微调至与试针机构14下插的试针141对齐的位置，接着转动大盘1使上、下部对中机构24最相近的位置，通过打开夹持装置二235，小球234克服弹簧233弹力下落，当小球234与下部对中机构24的轨迹凹槽241相啮合落进轨迹凹槽241，对中机构对中完成。

为使水泥试模20放置在托盘本体16上时可通准确地放置在托盘本体16的中心位置，托盘本体16上设置有若干定位条17，若干定位条17优选为两条，两条定位条17相互垂直连接放置在托盘本体16中央，将放置水泥试模20放置在托盘本体16中央后，由于水泥试模20为无顶面与底面的中空圆柱形，水泥净浆21注入水泥试模20时，会有水泥净浆21从底部溢出，托盘本体16上还设置有磨砂带201，两条定位条17均外切于磨砂带201，磨砂带201在托盘本体16上呈现为一圈平面圆环，其设置在水泥试模20周围且圆环内径与水泥试模20外径相匹配，当有水泥净浆21从底部溢出时，磨砂带201可阻挡水泥净浆21流失，进一步减小失水对水泥净浆21初终凝时间的影响。

虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (6)

1.一种全自动维卡仪轮盘，其特征在于，包括轮盘本体、位移传感器一(22)、啮合齿轮(3)、电机二(4)和控制装置，所述轮盘本体包括试针机构(14)、大盘(1)和设置在大盘(1)中央的圆盘(5)，所述试针机构(14)设置在所述圆盘(5)上，所述大盘(1)外缘上设置有若干托盘装置和若干凹槽(10)，若干所述托盘装置中的每个托盘装置一一对应设置在若干所述凹槽(10)的每个凹槽(10)内，所述位移传感器一(22)位于大盘(1)与圆盘(5)之间并环绕设置在大盘(1)内圈壁上，所述啮合齿轮(3)和电机二(4)均设置在大盘(1)内部，所述大盘(1)内侧沿边还设置有大盘齿轮(2)和电机一(13)，所述啮合齿轮(3)与大盘齿轮(2)部分啮合，所述试针机构(14)、位移传感器一(22)、电机一(13)和电机二(4)均与所述控制装置电连接。

2.如权利要求1所述的全自动维卡仪轮盘，其特征在于，所述托盘装置包括托盘本体(16)、电机三(12)、托盘柱(11)、托盘电机轴(121)和光传感装置，所述托盘柱(11)内部设置为中空且设置有连接杆(122)，所述托盘柱(11)上部设置有圆台(9)，所述托盘本体(16)活动设置在所述圆台(9)上，所述托盘本体(16)上活动设置有水泥试模(20)，所述托盘电机轴(121)一端连接所述电机三(12)，另一端穿进托盘柱(11)中空部分通过连接杆(122)连接托盘柱(11)，所述光传感装置包括感光片(19)和激光发射器(15)，所述感光片(19)绕托盘一圈贴在托盘本体(16)外缘上，所述激光发射器(15)设置在所述凹槽(10)一端，所述激光发射器(15)和电机三(12)均与所述控制装置电连接。

3.如权利要求2所述的全自动维卡仪轮盘，其特征在于，所述大盘(1)内部中央设置有电机四(6)和若干齿条(7)，所述齿条(7)上设置有位移传感器二(8)，所述托盘柱(11)上设置有卡槽，所述齿条(7)一端连接所述电机四(6)，另一端通过连接托盘柱(11)上的卡槽连接所述托盘装置，所述电机四(6)与所述控制装置电连接。

4.如权利要求1所述的全自动维卡仪轮盘，其特征在于，所述轮盘本体上活动设置有对中机构，所述对中机构包括上部对中机构(23)和下部对中机构(24)，所述上部对中机构(23)活动设置在所述试针机构(14)上，所述下部对中机构(24)活动设置在圆盘(5)与若干凹槽(10)之间，所述上部对中机构(23)包括安装板(231)、弹簧(233)和小球(234)，所述安装板(231)一端设置有夹持装置一(232)，另一端设置有夹持装置二(235)，所述小球(234)设置在所述夹持装置二(235)内部并通过弹簧(233)连接安装板(231)，所述下部对中机构(24)设置有与小球(234)相匹配的轨迹凹槽(241)。

5.如权利要求4所述的全自动维卡仪轮盘，其特征在于，所述夹持装置一(232)和夹持装置二(235)均为一对弯曲弹性塑料条。

6.如权利要求2所述的全自动维卡仪轮盘，其特征在于，所述托盘本体(16)上设置有磨砂带(201)和若干定位条(17)，若干所述定位条(17)均外切于磨砂带(201)。

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