CN212988675U - 旋转推力测试机 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种旋转推力测试机，其包含有一底座、一旋臂机构、一驱动装置、一主要力传感器、一推拉机构、一补偿力传感器及一补偿块。旋臂机构能转动地设于底座，并且由驱动装置驱动。两力传感器设于该旋臂机构，并且其量测面相互平行。推拉机构连接主要力传感器的量测面，并用以推抵待测物以改变待测物的角度。补偿块连接补偿力传感器的量测面，补偿块的质量与推拉机构及其他直接及间接连接主要量测面的组件的质量和相同。借此，补偿力传感器的数值能用于修正主要力传感器的量测结果，以提高本实用新型测量推力的测量精准度。

Description

旋转推力测试机

技术领域

本实用新型是一种用于测量力量的设备，尤指一种用于量测调整计算机屏幕的俯仰角度时，所需施加的力量的测试机。

背景技术

现有的计算机屏幕大多允许用户自行调整屏幕的俯仰角度。使用者在调整俯仰角时，以手向前推或向后拉屏幕的顶端，使屏幕的显示面板相对底座枢转。屏幕在出厂前会以旋转推力测试机测量调整俯仰角所需的力量，以确保调整所需力量大小适中。

请配合参阅图11所示，现有的旋转推力测试机具有一能枢转的旋臂91、一力传感器92及一夹爪93。进行测试时，夹爪93套设待测屏幕的顶端，而后旋臂91通过夹爪93推动屏幕(图中未示)的顶端，以改变屏幕的俯仰角度，同时力传感器92测量夹爪93施加于屏幕的推力。

然而，现有的旋转推力测试机只有在旋臂91位于出厂时设定的一预设角度，而使力传感器92的法线N为水平状态时，才能提供准确的量测结果；当旋臂91的角度偏离该预设角度时，力传感器92量测到的推力就会产生明显误差。

具体来说，当旋臂91的角度偏离该预设角度时，力传感器92的法线N便会与水平面产生夹角，而使力传感器92测量到夹爪93的重量W在法线N方向的分力；然而，夹爪93的重量W的分力实际上并未施加于屏幕，因此当旋臂91的角度偏离预设角度时，现有的旋转推力测试机的测量结果会因为夹爪93重量W而产生明显误差，导致现有的旋转推力测试机的量测精准度不佳。

实用新型内容

有鉴于前述的现有技术的缺点及不足，本实用新型提供一种能够补偿因夹爪重量而形成的误差的旋转推力测试机，以提高推力测试机的测量精准度。

为达到上述的创作目的，本实用新型所采用的技术手段为设计一种旋转推力测试机，用以测试一待测物；该待测物具有一固定部及一摆动部，该摆动部相对该固定部的角度能调整，该旋转推力测试机用以抵靠该摆动部以改变该摆动部相对该固定部的角度；该旋转推力测试机具有：

一底座，其用以固定该待测物的该固定部；

一旋臂机构，其能转动地设该底座；

一驱动装置，其设于该底座，并且连接该旋臂机构；该驱动装置控制该旋臂机构相对该底座的角度；

一主要力传感器，其设于该旋臂机构，并且具有一主要量测面；该主要力传感器测量垂直该主要量测面的推力或拉力；

一推拉机构，其固设该主要力传感器的该主要量测面；该推拉机构用以推抵该摆动部以改变该摆动部相对该固定部的角度；

一补偿力传感器，其设于该旋臂机构，并且具有一补偿量测面，该补偿量测面与该主要量测面相互平行；该补偿力传感器测量垂直该补偿量测面的推力或拉力；该补偿力传感器电连接该主要力传感器；

一补偿块，其连接该补偿力传感器的该补偿量测面，该补偿块的质量与该推拉机构的质量相同。

进一步而言，所述的旋转推力测试机，其中该推拉机构具有：一夹爪，其用以能相对该摆动部滑动地套设该摆动部；一浮动模块，该浮动模块固设该主要量测面，并连接该夹爪；该浮动模块使该夹爪能相对该主要力传感器滑动，并且使该夹爪倾向于朝该摆动部滑动以套设该摆动部。

进一步而言，所述的旋转推力测试机，其中该推拉机构进一步具有二推抵件，该二推抵件分别能滚动地设于该夹爪的相对二内侧面；该二推抵件分别用以推抵该摆动部的相对两外侧面以改变该摆动部相对该固定部的角度。

进一步而言，所述的旋转推力测试机，其中各该推抵件为一滚珠。

进一步而言，所述的旋转推力测试机，其中该推拉机构具有一接触件，其用以贴靠该摆动部；该接触件用以与该摆动部单点接触。

进一步而言，所述的旋转推力测试机，其中该推拉机构具有一接触件；该接触件用以贴靠该摆动部，以限制该推拉机构朝该摆动部滑动；该接触件用以与该摆动部单点接触。

进一步而言，所述的旋转推力测试机，其中该推拉机构具有：一夹爪，其用以套设该摆动部；二推抵件，其分别设于该夹爪的相对二内侧面；该二推抵件分别用以推抵该摆动部的相对两外侧面以改变该摆动部相对该固定部的角度；各该推抵件与相对应的该外侧面为单点接触。

进一步而言，所述的旋转推力测试机，其中该旋臂机构具有：一摆臂，其能转动地设于该底座；一下料模块，其连接该摆臂及该推拉机构：该下料模块用以朝远离该摆动部的方向移动该推拉机构以使该推拉机构与该摆动部分离，或该下料模块用以朝该摆动部的方向移动该推拉机构以使该推拉机构能相对该摆动部滑动地套设该摆动部。

进一步而言，所述的旋转推力测试机，其中该主要力传感器及该补偿力传感器均设于该下料模块。

本实用新型的优点在于，补偿力传感器的补偿量测面与主要力传感器的主要量测面相互平行，且补偿块的重量与推拉机构的重量相等，因此无论旋臂机构的角度为何，补偿块的重量于补偿量测面的法线方向的分力都会等于推拉机构的重量于主要量测面的法线方向的分力；也就是说，补偿力传感器所量测到的力量等于推拉机构的自重因倾斜而垂直地施加于主要量测面的分力。借此，只要将主要力传感器所量测到的力量扣除(或加上)补偿力传感器所量测到的力量，便能确保本实用新型在旋臂机构的各种旋转角度下均能精准地量测施加于待测物的推力，不会因推拉机构等组件的重量而产生误差。

附图说明

图1是本实用新型的立体外观图。

图2是本实用新型的立体组件分解图。

图3是本实用新型的驱动装置处的剖视示意图。

图4是本实用新型的推拉机构周遭的立体外观图。

图5是本实用新型的推拉机构周遭的立体组件分解图。

图6至图7是本实用新型进行测试的剖视动作图。

图8及图9是本实用新型的下料模块的剖视动作图。

图10是本实用新型的推拉机构的剖视示意图。

图11是现有技术的旋转推力测试机的侧视示意图。

符号说明

10:底座 11:夹钳

20:旋臂机构 21:摆臂

22:下料模块 221:固定件

222:移动件 223:致动器

30:驱动装置 31:马达

311:输出轴 32:编码器

40:主要力传感器 41:主要量测面

50:推拉机构 51:夹爪

511:内侧面 512:内顶面

52:推抵件 53:接触件

54:浮动模块 541:固定件

542:移动件 60:补偿力传感器

61:补偿量测面 70:补偿块

A:待测物 A1:固定部

A2:摆动部 A21:外侧面

L1:待测旋转轴线 L2:旋臂旋转轴线

91:旋臂 92:力传感器

93:夹爪 N:法线

具体实施方式

以下配合图式及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。

请参阅图1至图4所示，本实用新型的旋转推力测试机用以测试一待测物A。待测物A具有一固定部A1及一摆动部A2，摆动部A2能相对固定部A1摆动。在本实施例中，待测物A为一计算机屏幕，待测物A的摆动部A2通过一转轴枢设固定部A1，摆动部A2能以一待测旋转轴线L1(如图3所示)为轴相对固定部A1转动，并且能被固定在相对于固定部A1的多个角度。本实用新型能量测欲强制改变摆动部A2的俯仰角度时，需施加于摆动部A2上一特定按压位置的力量大小。但不以此为限，待测物A也能以是如笔记本电脑等各种具转轴而使待测物A的其中一部份能摆动的各种装置，甚至待测物A的摆动不以通过转轴为限，例如也可以通过待测物A本身的弹性而摆动。

本实用新型能抵靠摆动部A2以改变该摆动部A2相对固定部A1的角度。本实用新型具有：一底座10、一旋臂机构20、一驱动装置30、一主要力传感器40、一推拉机构50、一补偿力传感器60及一补偿块70。

前述的底座10固定待测物A的固定部A1，且具体来说，底座10是通过多个夹钳11将固定部A1夹持固定于底座10。

前述的旋臂机构20可以一旋臂旋转轴线L2(如图3所示)为轴转动地设于底座10，且旋臂旋转轴线L2较佳地与待测旋转轴线L1共线。在本实施例中，旋臂机构20具有一摆臂21及一下料模块22。摆臂21为L型，摆臂21的一端可以旋臂旋转轴线L2为轴转动地设于底座10。

请配合参阅图4、图5、图8及图9所示，下料模块22连接摆臂21，且具有一固定件221、一移动件222及一致动器223。固定件221固定于摆臂21，移动件222能相对固定件221滑动地连接固定件221，致动器223设于固定件221，并且能使移动件222朝远离或接近摆动部A2的方向移动。具体来说，固定件221及移动件222分别为一线性模块的滑轨及滑块，致动器223为一气压缸。

请配合参阅图2及图3所示，前述的驱动装置30设于底座10，并且连接旋臂机构20。驱动装置30控制旋臂机构20相对底座10的角度。具体来说，驱动装置30包含一马达31及一编码器32。马达31的本体固设底座10，马达的输出轴311连接摆臂21，以改变摆臂21相对底座10的角度。编码器32连接马达31的输出轴311，并且能侦测摆臂21的角度。

前述的主要力传感器40设于旋臂机构20，并且具有一主要量测面41，主要力传感器40测量垂直主要量测面41的推力或拉力。具体来说，主要力传感器40为一力矩无感型(moment insensitive)荷重元，即使推力或拉力的中心偏离主要量测面41而产生力矩，主要力传感器40仍能准确测量垂直主要量测面41的推力或拉力。在本实施例中，主要力传感器40设于下料模块22的移动件222。

前述的推拉机构50固设主要力传感器40的主要量测面41。推拉机构50推抵摆动部A2以改变摆动部A2相对固定部A1的角度。在本实施例中，推拉机构50具有一夹爪51、二推抵件52、一接触件53及一浮动模块54。

浮动模块54具有一固定件541及一移动件542。固定件541固设于主要力传感器40的主要量测面41，移动件542能相对固定件541滑动地连接固定件541，并且移动件542倾向于朝摆动部A2滑动。浮动模块54具体来说为一线性模块，固定件541为滑块，移动件542为线轨，但浮动模块54具体构造不以此为限，仅要固定件541固设主要量测面41，并且具有能相对主要力传感器40滑动的移动件542即可。

夹爪51连接浮动模块54的移动件542，借此，浮动模块54使夹爪51能相对主要力传感器40滑动，并且使夹爪51倾向于朝摆动部A2滑动以套设摆动部A2。在本实施例中，推拉机构50与浮动模块54均设置于摆动部A2的上方，并且浮动模块54的移动件542为垂直设置的线性模块，而使移动件542因自重而倾向于朝下方的摆动部A2移动并套设摆动部A2。在其他较佳实施例中，浮动模块54也可以是倾斜设置的线性模块，同时推拉机构50也可以位于摆动部A2的横向侧边，如此同样能使夹爪51倾向于朝摆动部A2滑动并套设摆动部A2的横向侧边。

请配合参阅图8至图10所示，夹爪51能相对摆动部A2滑动地套设摆动部A2。在本实施例中，夹爪51的内侧具有一内顶面512(如图10所示)及相对设置的二内侧面511。二推抵件52分别推抵摆动部A2的相对两外侧面A21，以分别使摆动部A2相对固定部A1前倾或后仰。

在本实施例中，二推抵件52分别能滚动地设于二内侧面511，以降低夹爪51相对摆动部A2滑动的阻力，使夹爪51容易套设摆动部A2。此外，当夹爪51与摆动部A2在旋臂机构20转动的过程中因旋臂旋转轴线L2与待测旋转轴线L1不对心等各种原因而产生相对位移时，推抵件52的滚动也能避免夹爪51与摆动部A2之间产生摩擦而影响测试的精确度。各推抵件52较佳地为一滚珠，而使各推抵件52与相对应的外侧面A21为单点接触，借此能够准确的掌握推抵件52推抵摆动部A2的位置；反面来说，若推抵件52与外侧面A21为面接触，则难以掌握夹爪51施加于摆动部A2的力量中心位置，不利于估算待测物A的轴承实际承受的扭力。

接触件53突出设置于夹爪51的内顶面512，并且贴靠摆动部A2，以限制夹爪51朝摆动部A2滑动，借此准确的掌握接触件53抵靠摆动部A2的位置。换句话说，夹爪51会持续朝摆动部A2滑动直到接触件53贴靠摆动部A2为止，因此夹爪51滑动后的位置是根据摆动部A2的位置决定，故即使不同的待测物A因公差等各种原因而导致摆动部A相对底座10的位置出现少许变异，推抵件52仍然会抵靠不同的待测物A的上的相同位置，此为浮动模块54与接触件53相配合的功效。接触件53较佳地为一能滚动的滚珠。

推拉机构50的具体结构不以上述为限，仅要推拉机构50能够推抵摆动部A2以改变该摆动部A2相对固定部A1的角度即可，例如夹爪51也能置换为穿设摆动部A2的一柱体，如此也能达成相同功效。

请配合参阅图5及图8所示，前述的补偿力传感器60设于旋臂机构20，并且具有一补偿量测面61，补偿量测面61与主要力传感器40的主要量测面41相互平行。补偿力传感器60测量垂直补偿量测面61的推力或拉力，并且电连接主要力传感器40，使主要力传感器40的原始量测结果能够根据补偿力传感器60的量测结果进行补偿修正，以提升本实用新型测量推力的精准度。补偿力传感器60与主要力传感器40较佳地同为力矩无感型荷重元。在本实施例中，补偿量测面61与主要量测面41朝向相同方向，因此将主要力传感器40的原始量测结果扣除补偿力传感器60的量测结果，便能补偿修正主要力传感器40因推拉机构50的重量而形成的误差；在其他较佳的实施例中，补偿量测面61与主要量测面41也能朝向相反方向，此时便须将主要力传感器40的原始量测结果加上补偿力传感器60的量测结果，才能发挥补偿修正的效果。

在本实施例中，补偿力传感器60与主要力传感器40共同设置于下料模块22的移动件222以确保补偿量测面61与主要量测面41的平行度，但不以此为限，补偿力传感器60也能设置于旋臂机构20的任意处，仅要补偿量测面61与主要量测面41在旋臂机构20转动时保持相互平行即可。

补偿块70连接补偿力传感器60的补偿量测面61，并且补偿块70的质量等于直接或间接连接主要量测面41的所有组件的质量和，也就是说，补偿块70的质量与唯一连接主要量测面41的推拉机构50的质量相同。借此，无论旋臂机构20的角度为何，补偿力传感器60所量测到的力量都会等于推拉机构50的重量因倾斜而垂直地施加于主要量测面41的分力。在其他较佳的实施例中，若主要量测面41直接或间接连接有推拉机构50以外的组件，则补偿块70的质量等于推拉机构50与该多个组件的质量和。

请配合参阅图6及图7所示，本实用新型于使用时，先以夹钳11将固定部A1固定于底座10，而后下料模块将推拉机构50的夹爪51套设摆动部A2，而后以下料模块22将推拉机构50朝摆动部A2移动，使推拉机构50能滑动地套设摆动部A2。接着，驱动装置30通过旋臂机构20及推拉机构50改变摆动部A2相对固定部A1的角度(如图7所示)，并且在过程中纪录主要力传感器40及补偿力传感器60的所测量的力量。最后，将主要力传感器40的量测结果扣除补偿力传感器60的量测结果，所得数值便是欲强制摆动部A2相对固定部A1转动时，需施加于摆动部A2上一特定按压位置(即推抵件52与相对应的外侧面A21的接触点)的力量大小。

本实用新型的另一优点在于，当下料模块22将推拉机构50朝摆动部A2移动至定位后，推拉机构50因具有浮动模块54而仍能相对摆动部A2上下滑动，借此避免致动器223的力量直接下压摆动部A2而造成量测误差。

请配合参阅图9所示，完成一个待测物A的测试后，旋臂机构20的下料模块22自动朝远离摆动部A2的方向移动推拉机构50，使推拉机构50与摆动部A2分离，以便于将测试完成的待测物A取下并继续测试下一个待测物A。

综上所述，本新型借由进一步设置补偿力传感器60及补偿块70，并且补偿量测面61与主要力传感器40的主要量测面41相互平行，且补偿块70的质量与连接于主要量测面41的所有组件的质量和相等，因此无论旋臂机构20的角度为何，只要将主要力传感器40所量测到的力量扣除(或加上)补偿力传感器60所量测到的力量，便能确保本实用新型在旋臂机构20的各种旋转角度下均能准确地量测施加于待测物A的推力，不会因推拉机构50的重量而产生误差。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当能利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种旋转推力测试机，用以测试一待测物；该待测物具有一固定部及一摆动部，该摆动部相对该固定部的角度能调整，该旋转推力测试机用以抵靠该摆动部以改变该摆动部相对该固定部的角度；其特征在于，具有：

一底座，其用以固定该待测物的该固定部；

一旋臂机构，其能转动地设该底座；

一驱动装置，其设于该底座，并且连接该旋臂机构；该驱动装置控制该旋臂机构相对该底座的角度；

一主要力传感器，其设于该旋臂机构，并且具有一主要量测面；该主要力传感器测量垂直该主要量测面的推力或拉力；

一推拉机构，其固设该主要力传感器的该主要量测面；该推拉机构用以推抵该摆动部以改变该摆动部相对该固定部的角度；

一补偿力传感器，其设于该旋臂机构，并且具有一补偿量测面，该补偿量测面与该主要量测面相互平行；该补偿力传感器测量垂直该补偿量测面的推力或拉力；该补偿力传感器电连接该主要力传感器；

一补偿块，其连接该补偿力传感器的该补偿量测面，该补偿块的质量与该推拉机构的质量相同。

2.根据权利要求1所述的旋转推力测试机，其特征在于，该推拉机构具有：

一夹爪，其用以能相对该摆动部滑动地套设该摆动部；

一浮动模块，该浮动模块固设该主要量测面，并连接该夹爪；该浮动模块使该夹爪能相对该主要力传感器滑动，并且使该夹爪倾向于朝该摆动部滑动以套设该摆动部。

3.根据权利要求2所述的旋转推力测试机，其特征在于，该推拉机构进一步具有二推抵件，该二推抵件分别能滚动地设于该夹爪的相对二内侧面；该二推抵件分别用以推抵该摆动部的相对两外侧面以改变该摆动部相对该固定部的角度。

4.根据权利要求3所述的旋转推力测试机，其特征在于，各该推抵件为一滚珠。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转推力测试机，其特征在于，该推拉机构进一步具有一接触件，其用以贴靠该摆动部；该接触件用以与该摆动部单点接触。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的旋转推力测试机，其特征在于，该推拉机构进一步具有一接触件；该接触件用以贴靠该摆动部，以限制该推拉机构朝该摆动部滑动；该接触件用以与该摆动部单点接触。

7.根据权利要求1所述的旋转推力测试机，其特征在于，该推拉机构具有：

一夹爪，其用以套设该摆动部；

二推抵件，其分别设于该夹爪的相对二内侧面；该二推抵件分别用以推抵该摆动部的相对两外侧面以改变该摆动部相对该固定部的角度；各该推抵件与相对应的该外侧面为单点接触。

8.根据权利要求2至4中任一项所述的旋转推力测试机，其特征在于，该旋臂机构具有：

一摆臂，其能转动地设于该底座；

一下料模块，其连接该摆臂及该推拉机构：该下料模块用以朝远离该摆动部的方向移动该推拉机构以使该推拉机构与该摆动部分离，或该下料模块用以朝该摆动部的方向移动该推拉机构以使该推拉机构能相对该摆动部滑动地套设于该摆动部。

9.根据权利要求8所述的旋转推力测试机，其特征在于，该主要力传感器及该补偿力传感器均设于该下料模块。

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