专利名称：具有变速功能的砝码交换转盘的制作方法
技术领域：
本发明属于一种砝码装置，具体涉及一种具有变速功能的砝码交换转盘。
背景技术：
根据《JJG99-2006砝码检定规程》的规定，质量量传全部采用替代法，如双次替代 法、单次替代法、连续替代法等。基本操作步骤是(1)根据被检砝码选定标准砝码和天平(2)在天平上复现标准 砝码质量(3)在天平上复现被检砝码质量(4)在天平上复现标准砝码质量(5)计算被检砝 码和标准砝码的质量差值。为得到更高的测量准确度，步骤(2)到(4)可多次循环。上述过程中，标准砝码和被检砝码在天平秤盘上反复交换，为实现砝码自动交换， 需设计砝码交换转盘。由于系统载荷从4kg到40kg，且载荷远离转轴对称分布，所以在砝 码交换转盘旋转时，对转轴的转动惯量很大，且由于转动动能与转动惯量成正比，与转速的 平方成正比。为提高转盘停止时的定位精度，转轴进行精密加工，控制其间隙。因此，为提 高转轴寿命，必然要求降低转盘停止时对转轴的冲击，应使转盘停止前转动动能较小。对于 已经定形的转盘及所加载砝码，转动惯量为一定值，不能改变，因此只能考虑降低转盘的转 速，但转动的角度一定，降低转速，必然降低系统工作效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过对砝码交换转盘旋转角度(180° )进行分区，在 175°旋转中以较高速通过，5°旋转中以较低速度通过，实现效率、精度和寿命兼顾的具有 变速功能的砝码交换转盘。本发明是这样实现的，具有变速功能的砝码交换转盘，它包括转轴，转轴上设有转 盘，在转盘上设有第一个位置定位标志和第二个位置定位标志，转轴上连接有力矩电机，力 矩电机分别与第一个直流电源和第二个直流电源连接，在转盘上还设有光电传感器。所述的第一个位置定位标志为180°位置定位标志，第二个位置定位标志为 175°位置定位标志。本发明的优点是，它可有效降低转盘停止时对转轴的冲击，提高停止定位精度，保 障砝码在第二次交换后能回到初始位置，且能延长转轴寿命。
图1为本发明所提供的具有变速功能的砝码交换转盘示意图；图2为图1的俯视图。图中，1光电传感器，2转盘，3第一个位置定位标识，4第二个位置定位标识，5力矩 电机，6可编程逻辑控制器，7第一个直流电源，8第二个直流电源，9转轴。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作详细描述具有变速功能的砝码交换转盘，它包括转轴9，转轴9上设有转盘2，在转盘2上设 有第一个位置定位标志3和第二个位置定位标志4，转轴9上连接有力矩电机5，力矩电机 5分别与第一个直流电源7和第二个直流电源8连接，在转盘2上还设有光电传感器1。所述的第一个位置定位标志3为180°位置定位标志，第二个位置定位标志4为 175°位置定位标志。本发明的具体使用方法如下a)如图1所示，连接力矩电机5和转轴9，使电机供电后，转轴顺时针旋转。b)在转盘2的两端分别设置180°位置定位标识3和175°位置定位标识4。c)在定位标识空间上的正上方，设置光电传感器1，位置选择在当传感器对180° 位置定位标识3敏感时，转盘刚好停止在180°点上。d)为可编程逻辑控制器6编写程序，使其在接收到电机转动命令时，输出15V电 流，在收到光电传感器1的第一次脉冲信号后，其输出电流切换为5V，再次收到脉冲信号 后，停止输出电流。e)通过计算机，编写程序，在需要时发送电机转动命令，实现砝码的自动交换。以砝码交换转盘的载荷为40kg为例，对效果进行说明。不采用变速方案时，转盘 及载荷对转轴的转动惯量为6. 4kgm2，如果转轴以0. lrad/s的角速度旋转，每转动180°需 时约30s，停止时的转动动能为0.032J。采用变速方案时，在175°内，转轴以0. 5rad/s的 角速度旋转，在剩下的5°内，转轴以0. 05rad/s的角速度旋转，则转动180°需时约8s，停 止时的转动动能为0. 008J。上述叙述汇总于下表。
勻速通过速度(rad/s)停止前动能 (J)旋转180° 耗时(S)0.10.03230变速通过175°内速 度(rad/s)5。内速度 (rad/s)停止前动能 (J)旋转180° 耗时(S)0.50.050.0088从上表可以看出，实现分区变速后，耗时大大下降，而对转轴的冲击能量大幅度降 低。本发明应用于为砝码交换而设计的转盘，可有效降低转盘停止时对转轴的冲击， 提高停止定位精度，保障砝码在第二次交换后能回到初始位置，且能延长转轴寿命，属于质 量计量技术领域。根据转轴的转动特点(始终顺时针旋转，且每次转动180° )，考虑对转动角度或 转动位置进行分区，180°旋转中，175°以较高速度旋转，剩下的5°以较低速度旋转直到 停止，这样实现效率、精度和寿命兼顾。
权利要求
具有变速功能的砝码交换转盘，其特征在于它包括转轴(9)，转轴(9)上设有转盘(2)，在转盘(2)上设有第一个位置定位标志(3)和第二个位置定位标志(4)，转轴(9)上连接有力矩电机(5)，力矩电机(5)分别与第一个直流电源(7)和第二个直流电源(8)连接，在转盘(2)上还设有光电传感器(1)。
2.如权利要求1所述的具有变速功能的砝码交换转盘，其特征在于所述的第一个位 置定位标志(3)为180°位置定位标志，第二个位置定位标志(4)为175°位置定位标志。
全文摘要
本发明属于一种砝码装置，具体涉及一种具有变速功能的砝码交换转盘。它包括转轴，转轴上设有转盘，在转盘上设有第一个位置定位标志和第二个位置定位标志，转轴上连接有力矩电机，力矩电机分别与第一个直流电源和第二个直流电源连接，在转盘上还设有光电传感器。它可有效降低转盘停止时对转轴的冲击，提高停止定位精度，保障砝码在第二次交换后能回到初始位置，且能延长转轴寿命。
文档编号G01G23/01GK101988849SQ20091016255
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月3日 优先权日2009年8月3日
发明者朱刚, 李晓峰, 梅红伟, 王小三, 赵宝瑞, 闫磊 申请人:北京航天计量测试技术研究所