CN213455972U - 一种力传感器与砝码组合式力标准机 - Google Patents

一种力传感器与砝码组合式力标准机 Download PDF

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王钢祥
赵海军
郑伟锋
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本申请涉及一种力传感器与砝码组合式力标准机,包括机架、设置在机架上的检测台、滑移设置在机架上的移动梁,机架上设置有检测机构,检测机构包括驱动装置、力检测仪,驱动装置设置在机架上且用于驱动移动梁移动,力检测仪设置在移动梁上。本申请通过将待测物放置到检测台上,驱动组件带动移动梁移动来对待测物进行检测,同时力检测仪来显示力的数值,从而减小了检测数值与实际数值之间的误差,改善了力标准机检测过程中的精度较低的问题。

Description

一种力传感器与砝码组合式力标准机
技术领域
本申请涉及标准机的技术领域,尤其是涉及一种力传感器与砝码组合式力标准机。
背景技术
力标准机是力学传感器检测领域中的重要基础设备,用于对拉力传感器和压缩传感器等进行检验和校准,也可用于对测力环的检验和校准。以其操作方便、控制系统先进、稳定性好等特点,越来越受到大家的接受。
目前国内生产的力标准机基本上都是单用的,要么是液压式力标准机、要么是静重式力标准机等,这样使得力标准机的使用功能非常的单一,因此为了增多力标准机的功能,一般会设计一种即可作为液压式力标准机又可作为静重式力标准机,在作为静重力式标准机时会使用砝码来提高重力,但是砝码的重量每个都是一定的,因此在提供重力时是进行有级调节,在检测数值处于砝码重量之间时,砝码并不能准确的显示出检测的数值,从而检测的数值与实际的数值存在误差,导致力标准机检测过程中的精度较低。
实用新型内容
为了改善力标准机检测过程中的精度较低的问题,本申请提供了一种力传感器与砝码组合式力标准机。
本申请提供的一种力传感器与砝码组合式力标准机,采用如下的技术方案:
一种力传感器与砝码组合式力标准机,包括机架、设置在机架上的检测台、滑移设置在机架上的移动梁,所述机架上设置有检测机构,所述检测机构包括驱动装置、力检测仪,所述驱动装置设置在机架上且用于驱动移动梁移动,所述力检测仪设置在移动梁上。
通过采用上述技术方案,将待测物放置到检测台上,驱动装置启动带动移动梁移动来对检测台上待测物进行检测,同时力检测仪来显示力的数值,从而减小了检测数值与实际数值之间的误差,改善了力标准机检测过程中的精度较低的问题。
可选的,所述机架上设置有检测装置,所述检测装置包括检测杆、砝码,所述检测杆设置在力检测仪上,所述砝码设置在检测杆上且至少设置有一个。
力检测仪使用一端时间后,力检测仪的精度会逐渐降低了,因此力检测仪检测过程中的误差增大,从而导致力标准机检测过程中的精度降低;
通过采用上述技术方案,将砝码放置到检测杆上,砝码来拉动检测杆移动,检测杆移动来拉动力检测仪,以此来对检测力检测仪的误差,然后来对力检测仪进行校准,减小了力检测仪在检测过程中的误差,提高了力标准机检测过程中的精度。
可选的,所述检测杆上设置有支撑砝码的定位盘,所述机架上滑移设置有支撑砝码的抬升环,所述机架上设置有驱动抬升环移动的抬升装置。
通过采用上述技术方案,抬升装置启动的带动抬升环移动,抬升环移动带动砝码远离定位盘,因此力检测仪在进行检测时,砝码与定位盘脱离,砝码不会对力检测仪检测产生干扰;需要对力检测仪进行检测时,抬升装置启动带动砝码靠近定位盘,砝码在重力的作用下抵压在定位盘上,而抬升环与砝码脱离,砝码来对力检测仪进行检测,因此无需人工去添加砝码,提高了检测力检测仪精度时的便利性,提高了检测力检测仪精度时的效率。
可选的,所述抬升装置包括抬升杆、凸轮、抬升电机,所述抬升杆滑移设置在机体上且与抬升环连接,所述凸轮转动设置在机架上且抬升杆抵压在凸轮上,所述抬升电机设置在机架上且与凸轮连接。
通过采用上述技术方案,抬升电机启动带动凸轮转动,凸轮转动带动抬升杆移动,抬升杆移动带动抬升环移动,以此来实现抬升电机启动带动抬升环移动。
可选的,所述检测杆滑移穿设在砝码上且轴线与砝码中心线重合,所述抬升装置设置有多个且与砝码的一一对应设置。
通过采用上述技术方案,增大了砝码与抬升环的接触面积,同时也提高了砝码放置到抬升环上时的稳定性,从而提高了砝码在检测时的精度;抬升装置与砝码一一对应,因此抬升装置可以根据需要来抬升砝码,从而可以根据需要来选择与定位盘接触的砝码的数量,增大了检测力检测仪数值时的检测范围。
可选的,所述机架上设置有大油缸和小油缸,所述大油缸的活塞面积大于小油缸的活塞面积,所述机架上设置有与大油缸和小油缸均连接的油源,所述大油缸活塞杆上设置有滑移台,所述小油缸活塞杆上设置有滑移穿设在移动梁上且与力检测仪连接的滑移杆。
通过采用上述技术方案,抬升装置启动带动砝码与定位盘脱离,驱动装置启动带动移动梁移动,移动梁移动带动力检测仪和滑移杆移动,滑移杆移动来拉动小油缸活塞杆,然后油源启动使得小油缸产生力来抵消拉力,同时由于油源和大油缸和小油缸连通,因此根据、帕斯卡原理,大油缸的活塞上将产生相对于加载砝码的倍数的力(倍数等于大小油缸的活塞面积比),这样就使得该力标准机的测量范围变宽,降低了成本,提高了砝码的利用率。
可选的,所述滑移台竖向间隔设置有两个,所述检测台滑移设置在机架上且位于两个滑移台之间,所述机架上设置有驱动检测台的升降组件。
对待测物进行检测时,会出现检测拉力和压力的两种情况,因此驱动组件需要更换方向,因此在检测时比较麻烦,降低了力标准机检测时的效率;
通过采用上述技术方案,可以将待测物安装检测台的上下两表面上,因此可以根据检测的需要来安装待测物的位置,从而驱动组件无需更换方向即可检测待测物的拉力或者压力;同时升降组件启动带动检测台移动,检测台移动来调节检测台与两个滑移台之间的距离,从而可以适应对不同尺寸的待测物进行检测,提高了力标准机对待测物的检测范围。
可选的,所述驱动装置包括驱动丝杆、螺套、驱动蜗轮、驱动蜗杆、驱动电机,所述驱动丝杆设置在机架上,所述螺套转动设置在移动梁上且与驱动丝杆螺纹连接,所述驱动蜗轮设置在螺套上,所述驱动蜗杆转动设置在移动梁上且与驱动蜗轮啮合,所述驱动电机设置在移动梁上且驱动蜗杆连接。
通过采用上述技术方案,驱动电机启动带动驱动蜗杆转动,驱动蜗杆转动带动驱动蜗轮和螺套转动,螺套转动带动移动梁移动,以此来实现驱动电机启动带动移动梁移动。
可选的,所述驱动丝杆设置有多个,所述移动梁上设置有同步组件,所述同步组件包括同步蜗轮、同步蜗杆、同步轮、张紧轮,所述同步蜗轮设置在螺套上,所述同步蜗杆转动设置在移动梁上,所述同步轮设置在同步蜗杆上且通过同步带将多个同步轮连接在一起,所述张紧轮转动设置在移动梁上且抵压在同步带上。
通过采用上述技术方案,螺套转动带动同步蜗轮转动,同步蜗轮转动带动同步蜗杆转动,同时通过同步带来带动多个螺套同步转动,因此多个螺套转动带动移动梁在多个驱动丝杆上同步移动,以此来提高了移动梁移动时稳定性,提高了力标准机检测过程中的精度。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.通过将待测物放置到检测台上,驱动组件带动移动梁移动来对待测物进行检测,同时力检测仪来显示力的数值,从而减小了检测数值与实际数值之间的误差,改善了力标准机检测过程中的精度较低的问题;
2.通过抬升电机启动带动抬升环带动砝码抵压到定位盘上,而抬升环与砝码脱离,因此砝码拉动检测杆来检测力检测仪的精度,然后来对力检测仪进行校准,减小了力检测仪在检测过程中的误差,提高了力标准机检测过程中的精度;
3.通过升降组件启动带动检测台移动来调节与两个滑移台之间的距离,从而可以适应对不同尺寸的待测物进行检测,提高了力标准机对待测物的检测范围。
附图说明
图1是本申请的立体结构示意图;
图2是本申请的局部结构示意图;
图3是本申请中检测机构和同步组件的结构示意图;
图4是本申请中驱动装置和同步组件的结构示意图;
图5是本申请中检测装置和抬升装置的结构示意图。
附图标记:1、机架;11、下底座;12、下支撑座;13、支撑杆;14、上底座;15、支撑板;151、抬升环;152、安装板;16、上支撑座;17、安装座;18、油源;2、大油缸;21、连接板;22、连接杆;23、滑移台;24、检测台;25、移动梁;26、拉力空间;27、压力空间;3、升降组件;4、检测机构;41、驱动装置;411、驱动丝杆;412、螺套;413、驱动蜗轮;414、驱动蜗杆;415、驱动电机;42、力检测仪;5、同步组件;51、同步蜗轮;52、同步蜗杆;53、同步轮;54、张紧轮;6、小油缸;61、上连板;62、滑移杆;63、下连板;7、检测装置;71、检测杆;711、定位盘;72、砝码;8、抬升装置;81、抬升杆;82、凸轮;83、抬升电机。
具体实施方式
以下结合附图对1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种力传感器与砝码组合式力标准机。
本申请实施例中力检测仪42为力传感器,型号为HP-1000。
参照图1,力传感器与砝码组合式力标准机包括机架1,机架1上表面上间隔固定安装有下底座11和下支撑座12,且下底座11呈正方体状,而下支撑座12呈圆盘状。
参照图1和图2,下底座11上表面上且位于下底座11的四个边角处均固定安装呈竖直的支撑杆13,四个支撑杆13顶端固定安装有上底座14,且上底座14和下底座11的形状大小相同;上底座14上表面上固定安装有大油缸2,且大油缸2间隔设置有多个,同时大油缸2活塞杆竖直向上且固定安装有连接板21;连接板21的四个边角处固定安装有竖向滑移穿设在上底座14上的连接杆22,且四个连接杆22位于四个支撑杆13之间。
连接杆22上固定安装有滑移台23,且滑移台23竖向间隔设置有两个,且两个滑移台23位于上底座14和下底座11之间;下底座11上竖向滑移安装有检测台24,且检测台24位于两个滑移台23之间;下底座11上设置有驱动检测台24移动的升降组件3。检测台24与位于检测台24上方的滑移台23之间形成拉力空间26,而检测台24与位于检测台24下方的滑移台23之间形成压力空间27。
参照图1和图3,下支撑座12上表面上固定安装有呈竖直的支撑板15,且支撑板15绕支撑座轴线圆周阵列设置有三个,三个支撑板15顶端固定安装有上支撑座16,上支撑座16顶端上竖向滑移安装有移动梁25,上支撑座16上设置有检测机构4,检测机构4包括驱动装置41、力检测仪42,驱动装置41设置在上支撑座16上且驱动移动梁25移动。
驱动装置41包括驱动丝杆411、螺套412、驱动蜗轮413、驱动蜗杆414、驱动电机415,驱动丝杆411固定安装在上支撑座16的上表面上,且驱动丝杆411呈竖直状态并均布设置有四个,四个驱动丝杆411中心线的连线呈长方形,四个驱动丝杆411穿过移动梁25的四个边角处且与移动梁25螺纹连接;螺套412转动安装在移动梁25上,螺套412螺纹连接在驱动丝杆411上,且螺套412两端分别突出移动梁25上下两表面外,每个驱动丝杆411上均设置有螺套412。
参照图3和图4,移动梁25内部开设有驱动腔,驱动蜗轮413键连接在相邻两个螺套412上且位于驱动腔内部,驱动蜗杆414转动安装在驱动腔上,且驱动蜗杆414的一端穿至移动梁25外,驱动蜗杆414与两个驱动蜗轮413啮合,驱动电机415固定安装在移动梁25上且与驱动蜗杆414固定连接。
参照图1和图3,升降组件3结构和驱动装置41的结构相同,且位于下底座11上的驱动丝杆411设置有两个。
参照图3和图4,移动梁25上设置有同步组件5,同步组件5包括同步蜗轮51、同步蜗杆52、同步轮53、张紧轮54,同步蜗轮51设置有四个,且四个同步蜗轮51分别键连接在四个螺套412上并位于驱动腔内,同步蜗杆52转动安装在驱动腔上,同时同步蜗杆52轴线与驱动蜗杆414轴线垂直并与相邻两个同步蜗轮51啮合,同时同步蜗杆52间隔设置有两个,且同步蜗杆52的一端穿出移动梁25外。
同步蜗杆52与同步蜗轮51之间、驱动蜗杆414与驱动蜗轮413之间均不具有自锁功能,驱动蜗杆414转动带动驱动蜗轮413转动,驱动蜗轮413转动带动同步蜗杆52转动,同步蜗杆52转动带动同步蜗轮51转动;同步轮53固定安装在同步蜗杆52穿出移动梁25外的一端上,且两个同步轮53通过同步带连接在一起,张紧轮54转动安装在移动梁25上且位于两个同步轮53之间,同时张紧轮54轴线与同步蜗杆52轴线平行且抵紧在同步带上。
参照图1和图3,位于上支撑座16上的四个驱动丝杆411的顶端上固定安装有安装座17,移动梁25上表面上固定安装有小油缸6,小油缸6活塞杆竖直向上设置;小油缸6的活塞面积小于大油缸2的活塞面积且呈固定的比例;机架1上表面上固定安装有与大油缸2和小油缸6均连接的油源18。
参照图3和图5,力检测仪42固定安装在小油缸6活塞杆上,力检测仪42的检测元件竖直向上设置且固定安装有上连板61,上连板61下表面上固定安装有滑移杆62,滑移杆62水平均布设置有两个且竖向滑移穿设在移动梁25上。
两个滑移杆62底端上固定安装有下连板63;下连板63上设置有检测装置7,检测装置7包括检测杆71、砝码72,检测杆71固定安装在下连板63的下表面上,且检测杆71轴线与上支撑座16轴线重合,上支撑座16上开设有避位孔,检测杆71穿过避位孔伸至上支撑座16下方。
参照图1和图5,检测杆71上且位于上支撑座16下方固定安装有定位盘711,且定位盘711竖向间隔设置有多个;砝码72呈圆盘状,且检测杆71滑移穿设在砝码72上,砝码72数量与定位盘711数量相同且一一对应设置,同时砝码72位于相对应的定位盘711上方,且砝码72抵压在定位盘711上表面上来进行定位,砝码72和定位盘711的轴线与检测杆71的轴线重合。
支撑板15上滑移安装有抬升环151,抬升环151轴线与砝码72的轴线重合,且抬升环151数目和砝码72的数目相同并与砝码72一一对应设置,抬升环151位于定位盘711外侧且上表面支撑在砝码72下表面上;支撑板15上设置有驱动抬升环151移动的抬升装置8,抬升装置8设置有多个且分别来单独抬升砝码72;每个抬升装置8均包括抬升杆81、凸轮82、抬升电机83,三个支撑板15上均竖向间隔固定安装有多组安装板152,每组安装板152竖向间隔设置有两个。
抬升杆81竖向滑移安装在每组的两个安装座17上,且抬升环151固定安装在位于三个支撑板15上的滑移杆62上。凸轮82转动安装在支撑板15上且位于每组安装板152之间,同时凸轮82支撑在抬升杆81底端上,凸轮82可带动抬升环151和砝码72远离定位盘711;抬升电机83固定安在支撑板15上且与凸轮82连接,且每个支撑板15上均安装有抬升杆81、凸轮82和抬升电机83,同时驱动同一个抬升环151移动的抬升电机83同步转动。
本申请实施例的工作原理为:
将待测物安装到检测台24上,而且可以根据待测物的检测需要来安装待测物的位置,测试拉力时将待测物安装到检测台24上表面上并与滑移台23连接,而测试压力时将待测物安装到检测台24的下表面上。
驱动电机415启动带动移动梁25下移来挤压力检测仪42,力检测仪42推动滑移杆62移动来拉动小油缸6活塞杆,小油缸6产生相应的力来抵消拉力,由于大油缸2和小油缸6均与油源18连接,油源18在液压系统内会产生相应的压强,根据帕斯卡原理,同样的压强,在大油缸2内产生了相对于拉力倍数的力(倍数等于大小油缸6的活塞面积比),因此使得压力空间27减小,拉力空间26增加,力检测仪42来显示力的数值,以此来对待测物进行检测,减小了使用砝码72检测时检测数值与实际数值之间的误差,改善了力标准机检测过程中的精度较低的问题。
需要检测力检测仪42精度时,小油缸6处于自由状态,抬升电机83启动带动抬升环151下移远离砝码72,因此砝码72在重力的作用下抵压在定位盘711上,而抬升环151与砝码72脱离,因此力检测仪42在砝码72的作用下来检测精度,然后对力检测仪42进行校准,校准完成后,抬升电机83带动抬升环151和砝码72远离定位盘711,以此来提高了力检测仪42的精度,提高了力标准机检测过程中的精度。
位于检测台24的驱动电机415启动带动检测台24上下移动,以此来调节拉力空间26和压力空间27的大小,因此可以适应对不同尺寸的待测物进行检测,从而增大了力标准机对待测物尺寸的适应范围。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种力传感器与砝码组合式力标准机,包括机架(1)、设置在机架(1)上的检测台(24)、滑移设置在机架(1)上的移动梁(25),其特征在于:所述机架(1)上设置有检测机构(4),所述检测机构(4)包括驱动装置(41)、力检测仪(42),所述驱动装置(41)设置在机架(1)上且用于驱动移动梁(25)移动,所述力检测仪(42)设置在移动梁(25)上。
2.根据权利要求1所述的一种力传感器与砝码组合式力标准机,其特征在于:所述机架(1)上设置有检测装置(7),所述检测装置(7)包括检测杆(71)、砝码(72),所述检测杆(71)设置在力检测仪(42)上,所述砝码(72)设置在检测杆(71)上且至少设置有一个。
3.根据权利要求2所述的一种力传感器与砝码组合式力标准机,其特征在于:所述检测杆(71)上设置有支撑砝码(72)的定位盘(711),所述机架(1)上滑移设置有支撑砝码(72)的抬升环(151),所述机架(1)上设置有驱动抬升环(151)移动的抬升装置(8)。
4.根据权利要求3所述的一种力传感器与砝码组合式力标准机,其特征在于:所述抬升装置(8)包括抬升杆(81)、凸轮(82)、抬升电机(83),所述抬升杆(81)滑移设置在机体上且与抬升环(151)连接,所述凸轮(82)转动设置在机架(1)上且抬升杆(81)抵压在凸轮(82)上,所述抬升电机(83)设置在机架(1)上且与凸轮(82)连接。
5.根据权利要求3所述的一种力传感器与砝码组合式力标准机,其特征在于:所述检测杆(71)滑移穿设在砝码(72)上且轴线与砝码(72)中心线重合,所述抬升装置(8)设置有多个且与砝码(72)的一一对应设置。
6.根据权利要求1所述的一种力传感器与砝码组合式力标准机,其特征在于:所述机架(1)上设置有大油缸(2)和小油缸(6),所述大油缸(2)的活塞面积大于小油缸(6)的活塞面积,所述机架(1)上设置有与大油缸(2)和小油缸(6)均连接的油源(18),所述大油缸(2)活塞杆上设置有滑移台(23),所述小油缸(6)活塞杆上设置有滑移穿设在移动梁(25)上且与力检测仪(42)连接的滑移杆(62)。
7.根据权利要求6所述的一种力传感器与砝码组合式力标准机,其特征在于:所述滑移台(23)竖向间隔设置有两个,所述检测台(24)滑移设置在机架(1)上且位于两个滑移台(23)之间,所述机架(1)上设置有驱动检测台(24)的升降组件(3)。
8.根据权利要求1所述的一种力传感器与砝码组合式力标准机,其特征在于:所述驱动装置(41)包括驱动丝杆(411)、螺套(412)、驱动蜗轮(413)、驱动蜗杆(414)、驱动电机(415),所述驱动丝杆(411)设置在机架(1)上,所述螺套(412)转动设置在移动梁(25)上且与驱动丝杆(411)螺纹连接,所述驱动蜗轮(413)设置在螺套(412)上,所述驱动蜗杆(414)转动设置在移动梁(25)上且与驱动蜗轮(413)啮合,所述驱动电机(415)设置在移动梁(25)上且驱动蜗杆(414)连接。
9.根据权利要求8所述的一种力传感器与砝码组合式力标准机,其特征在于:所述驱动丝杆(411)设置有多个,所述移动梁(25)上设置有同步组件(5),所述同步组件(5)包括同步蜗轮(51)、同步蜗杆(52)、同步轮(53)、张紧轮(54),所述同步蜗轮(51)设置在螺套(412)上,所述同步蜗杆(52)转动设置在移动梁(25)上,所述同步轮(53)设置在同步蜗杆(52)上且通过同步带将多个同步轮(53)连接在一起,所述张紧轮(54)转动设置在移动梁(25)上且抵压在同步带上。
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