一种衡器计量测试模拟砝码加载装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种衡器计量测试模拟砝码加载装置，该装置通过放置在底座上的被测试设备与高度可调支撑底座、模拟砝码、高精度力传感器、高度调节连杆、重力自调节垂直度轴承座传力杠杆上、下刀口及支撑体、结构支架、受力轴承座、方形滚珠滑块、方形缸体、弹簧、方形滑动螺母、丝杠、步进电机、装置底座、复位平衡弹簧片组成，上述部件的结构尺寸可以根据所需要的加载质量量值进行调整。采用上述装置，加卸载简易方便、使用灵活、省时高效、易于操作、易于控制、减少加工程序、工作繁琐、重复性，并且能够实现精确的力值加载。
【专利说明】一种衡器计量测试模拟砝码加载装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种衡器计量测试模拟砝码加载装置，特别是适用于台式衡器计量测试模拟砝码加载装置。
【背景技术】
[0002]在日常生活中，传统的用于衡器计量的器具有机械天平、电子天平、电子秤等的计量测试大都采用砝码作为测试标准，而砝码又分各种等级、各种规格和组合，对不同准确度等级的计量器具选用对应的砝码组进行计量测试；其测试结果往往是出现偏载误差、重复性、示值误差等，而且上述测试过程需要操作人员反复选用砝码进行加载后得出数据，同时操作繁琐且人为因素对结果的影响较多，工作时间也较长。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种简易方便、省时高效、易于操作、工作效率高、实现较高精确度的衡器计量测试模拟砝码加载装置，从而进一步克服其出现偏载误差、重复性、示值误差、操作繁琐、工作时间也较长的问题。
[0004]为解决上述问题，本发明衡器计量测试模拟砝码加载装置，其特征在于:在装置底座(16)的中部放置有一个结构支架(8),在结构支架(8)左侧的装置底座(16)上装有一个被测试设备与高度可调支撑底座(1),在结构支架(8)右侧的底座(16)上装有一个方形缸体(11),被测试设备与高度可调支撑底座(1)上部依序装有连接模拟砝码(2^高精度力传感器(3^高度调节连杆(4)和重力自调节垂直度轴承座(5),结构支架(8)上安装有一个上、下刀口及支撑体(7)和一个传力杠杆￠)，在上、下刀口及支撑体(7)侧部装有复位平衡弹簧片(17),在传力杠杆(6)的一端放置在高度调节连杆(4)上，传力杠杆(6)的另一端放置在受力轴承座(9)上，方形缸体下部有电缆出口，方形缸体(11)内壁依序安装有受力轴承座(幻、方形滚珠滑块(10)、弹簧(12^方形滑动螺母(口)、丝杠(14)和步进电机(巧)。
[0005]所述模拟砝码(2)制作成标准砝码形式，模拟砝码(2)上部与高精度力传感器(3)螺纹连接固定，所述的高精度力传感器(3)下部连接模拟砝码(2)上部连接高度调节连杆⑷。
[0006]所述的重力自调节垂直度轴承座(5)下部连接高度调节连杆(4)，内部安装滚珠轴承(18)。
[0007]所述的传力杠杆(6)为水平等臂梁，中间加工刀口槽，安装在上、下刀口及支撑体
[7]上，由复位平衡弹簧片(17)保持水平并可以在一定角度摆动；上、下刀口及支撑体(7)的下刀口用于固定传力杠杆(6)的位置，上刀口用于支撑动作时的传力杠杆(6)。
[0008]所述的在上、下刀口及支撑体(7 )侧部装有复位平衡弹簧片(17 )。
[0009]所述的结构支架(8)用于安装上、下刀口及支撑体(7)和传力杠杆(6)。
[0010]所述的下部连接方形滚珠滑块(10)；方形滚珠滑块(10)四个侧面设计对称的滚珠凹槽，每个侧面内设四个滑动滚珠，使方形缸体(11)内滑块的滑动顺畅。
[0011]所述弹簧(12)接受方形滑动螺母(13)向上的位移转化成连续的力值；方形滑动螺母(13)将丝杠(14)的水平转动转化成向上的位移；步进电机(15)接受外部控制器步进指令，带动丝杠(14)转动要求的角度，结构尺寸可以根据所需要的加载质量量值进行调難
[0012]所述的底座(16)用于支撑和安装装置的各个部件。
[0013]所述的方形滚珠滑块(19)和方形滑动螺母(23)上下滑动，方形滚珠滑块(10)的重量应大于左侧组件模拟砝码(2)、高精度力传感器(3)、高度调节连杆(4)重量之和；所述的刀口右侧杠杆长度等于左侧杠杆长度。
[0014]因此，采用上述计量测试模拟砝码加载装置不仅操作方便、省时高效、使用灵活、测试精确度效率高，而且结构尺寸可以根据所需要的加载质量量值进行调整，同时可以通过对力传感器的测量值进行采样，反馈给计算机系统，由计算机系统控制步进电机的转动角度，从而实现精确的力值加载，并且通过系统对步进电机的控制，加载、卸载过程简便快捷，减少了操作工序，节约时间、测试结果不会出现偏载误差、重复性、示值误差问题，也不需要操作人员反复选用砝码进行加载后得出数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明，其中:
图1是本发明被测试设备与高度可调支撑底座部件的结构示意图；
图2是本发明的主视图；
图3是图2的俯视图；
图4是本发明丝杆弹簧滑块部件的结构图；
图5本发明控制原理图。
[0016]图中未注尺寸，可以根据加载力值需要设计各类相同结构不同尺寸的装置。
[0017]图中标示:1 一被测试设备与高度可调支撑底座；2—模拟砝码；3—高精度力传感器；4一高度调节连杆；5—重力自调节垂直度轴承座；6—传力杠杆；7—上、下刀口及支撑体；8—结构支架；9一受:力轴承座；10—方形滚珠滑块；11一方形缸体；12—弹簧；13—方形滑动螺母；14一丝杠；15—步进电机；16—装置底座；17—复位平衡弹簧片；18—滚珠轴承；19一方形滚珠滑块；20—滑动滚珠(侧面4组父4只)；21—弹簧；22—方形滑动螺母；23—螺母滑动滚珠(侧面4组父4只)；23—丝杠。
【具体实施方式】
[0018]本发明衡器计量测试模拟砝码加载装置由放置在底座上的被测试设备与高度可调支撑底座、模拟砝码、高精度力传感器、高度调节连杆、重力自调节垂直度轴承座、传力杠杆、上、下刀口及支撑体、结构支架、受力轴承座、方形滚珠滑块、方形缸体、弹簧、方形滑动螺母、丝杠、步进电机、装置底座、复位平衡弹簧片组成。
[0019]由于该装置采用了机械杠杆原理、弹簧原理、滑动副、重力水平节、力传感器和步进电机控制原理，设计了一种有效的结构，该结构具备了将微调梯级位移转化成连续的力，将该力加载并测量，反馈给计算机，从而进一步的达到精确加载并易于控制的目的。
[0020]作为本发明的进一步改进，模拟砝码制作成标准砝码形式，因此，进一步增强了砝码上部与高精度力传感器螺纹连接固定，所述的高精度力传感器下部连接模拟砝码上部连接高度调节连杆，从而进一步的克服了偏载误差、重复性、示值误差的问题。
[0021]作为本发明的更进一步改进，传力杠杆为水平等臂梁，中间加工刀口槽，安装在上、下刀口及支撑体上，由复位平衡弹簧片保持水平并可以在一定角度摆动；上、下刀口及支撑体的下刀口用于固定传力杠杆的位置，上刀口用于支撑动作时的传力杠杆，因此，这种测试模拟砝码加载装置操作方便、易于控制、从而进一步的提高计量测试效率。
[0022]作为本发明的又进一步改进，方形缸体固定在装置底座上，方形缸体下部有电缆出口，方形缸体内安装方形滚珠滑块、弹簧、方形滑动螺母、丝杠和步进电机部件，弹簧接受方形滑动螺母向上的位移转化成连续的力值；方形滑动螺母将丝杠的水平转动转化成向上的位移；步进电机接受外部控制器步进指令，带动丝杠转动要求的角度，结构尺寸可以根据所需要的加载质量量值进行调整，从而更进一步的增强操作方便、易于控制、最大限度减少人为测量误差，提高计量测试效率及精确度。
[0023]被测试设备与高度可调支撑底座1包括可以做水平调节的底座和被检测设备，在水平仪的辅助下，调节被检测设备(如台式电子秤)到检测需要的水平位置，从而进一步的实现了易于操作控制；模拟砝码2制作成标准砝码形式，砝码上部与高精度力传感器3螺纹连接固定，高精度力传感器3下部连接模拟砝码2、上部连接高度调节连杆4 ；在这些部件的相互配合作用下，进一步克服了现有技术中偏载误差、重复性、示值误差的问题，高度调节连杆4包括螺杆和轴套，在手动转动时，可以调节伸缩高度；重力自调节垂直度轴承座5下部连接高度调节连杆4，内部安装滚珠轴承，从而进一步的实现在重力作用下保持结构垂直；传力杠杆6为水平等臂梁，中间加工刀口槽，安装在上、下刀口及支撑体7上，由复位平衡弹簧片17保持水平并可以在一定角度摆动；上、下刀口及支撑体7的下刀口用于固定传力杠杆6的位置，上刀口用于支撑动作时的传力杠杆6；结构支架(8)用于安装上、下刀口及支撑体7和传力杠杆6 ；受力轴承座9上部连接传力杠杆6，下部连接方形滚珠滑块10 ；方形滚珠滑块10四个侧面设计对称的滚珠凹槽，每个侧面内设四个滑动滚珠，从而进一步保证了在方形缸体11内滑块的滑动顺畅；方形缸体11固定在装置底座16上，方形缸体下部有电缆出口，方形缸体内安装方形滚珠滑块10、弹簧12、方形滑动螺母13、丝杠14、步进电机15部件；弹簧12接受方形滑动螺母13向上的位移转化成连续的力值；方形滑动螺母13将丝杠14的水平转动转化成向上的位移；步进电机15接受外部控制器步进指令，带动丝杠14转动要求的角度；装置底座16用于支撑和安装装置的各个部件，因此，这种结构的组合，进一步的增强了加载、卸载过程简便快捷，减少了操作工序，节约时间、且稳定性也较好。图1中，方形滚珠滑块10和方形滑动螺母4上下滑动，方形滚珠滑块10的重量应大于左侧组件模拟砝码2、高精度力传感器13、高度调节连杆4重量之和；从而实现了操作简便，提高测试精确度，上、下刀口及支撑体7刀口右侧杠杆长度等于左侧杠杆长度。从而进一步的克服了操作繁琐、重复性、从而保持很好的稳定性，使能够达到一个较高的精度等级。
[0024]本发明的主视图如图2图所示。被测试设备与高度可调支撑底座1放置在装置底座16上，用水平仪调整支撑底座到水平位置；从而增强了整个装置的固定及稳定性，手动调节高度调节连杆4将模拟砝码2的底面接近被测试设备如台式电子秤约1皿位置从而实现了组件重力自调节垂直度轴承座5由于重力的作用使模拟砝码结构垂直于被检设备受力平面，更进一步的增强了测试精确度及提高了工作效率，同时也减少了加工的工作程序。
[0025]在计算机中的相应软件界面上选择需要加载的砝码值或设定值，启动步进电机，由步进电机输出轴连接的丝杠14水平转动，方形滑动螺母13在丝杠的带动下，在方形缸体11内部向上滑动，弹簧12被挤压并将位移转化成向上的力，该力推动方形滚珠滑块10向上移动，通过受力轴承座9将力传动到传力杠杆6，在上、下刀口及支撑体7的支撑下，将力传递到另一端，并通过组件重力自调节垂直度轴承座5和高精度力传感器3上连接的模拟砝码2，最后加载到被测试设备承重台上。此时，高精度力传感器3将测量到的力值通过图3所示的放大器反馈到计算机数据采集设备中，通过计算，加载的力值与设定值的相等时，步进电机停止，加载完成，从而进一步的克服了现有技术中的操作繁琐、重复性。卸载时，步进电机15反转，方形滑动螺母13在丝杠的带动下在方形缸体11内部向下移动，由于复位平衡弹簧片17的作用，方形滚珠滑块10向下移动，杠杆另一端抬起，模拟砝码2向上脱离被测试设备表面，从而又进一步的增强了加卸载简易方便、省时高效、易于操作、易于控制、减少加工程序，并且能够实现精确的力值加载。
[0026]本发明丝杆弹簧滑块结构图如图4所示。方形滚珠滑块19和方形滑动螺母22上下滑动，从而使在方形缸体内的滑动滚珠(20)和螺母滑动滚珠(23)起到减小摩擦力的作用，从而实现了省时高效，节省时间，节省工序。
[0027]本发明的控制原理图如图5所示。从图中也可以看出来衡器计量测试模拟砝码加载装置的各个部件之间的连接安装排列简单，清楚，易于操作控制，在各个安装件的相互配合下，能够产生较好的测试效果，同时也更加又进一步的克服了操作繁琐、出现偏载误差、重复性、示值误差，从而能够实现简易方便、省时高效、易于操作、易于控制、减少加工程序并且能达到一个较高的精度等级。
【权利要求】
1.一种衡器计量测试模拟砝码加载装置，其特征在于:在装置底座(16)的中部放置有一个结构支架(8)，在结构支架(8)左侧的装置底座(16)上装有一个被测试设备与高度可调支撑底座(1)，在结构支架(8)右侧的底座(16)上装有一个方形缸体(11)，被测试设备与高度可调支撑底座(1)上部依序装有连接模拟砝码(2)、高精度力传感器(3)、高度调节连杆(4)和重力自调节垂直度轴承座(5)，结构支架(8)上安装有一个上、下刀口及支撑体(7)和一个传力杠杆￠)，在上、下刀口及支撑体(7)侧部装有复位平衡弹簧片(17)，在传力杠杆(6)的一端放置在高度调节连杆(4)上，传力杠杆(6)的另一端放置在受力轴承座(9)上，方形缸体下部有电缆出口，方形缸体(11)内壁依序安装有受力轴承座(9)、方形滚珠滑块(10)、弹簧(12 )、方形滑动螺母(13 )、丝杠(14)和步进电机(15 )。
2.如权利要求1所述的衡器计量测试模拟砝码加载装置，其特征在于:所述模拟砝码(2)制作成标准砝码形式，模拟砝码(2)上部与高精度力传感器(3)螺纹连接固定，所述的高精度力传感器(3)下部连接模拟砝码(2)上部连接高度调节连杆(4)。
3.如权利要求1所述的衡器计量测试模拟砝码加载装置，其特征在于:所述的重力自调节垂直度轴承座(5)下部连接高度调节连杆(4)，内部安装滚珠轴承(18)。
4.如权利要求1所述的衡器计量测试模拟砝码加载装置，其特征在于:所述的传力杠杆(6)为水平等臂梁，中间加工刀口槽，安装在上、下刀口及支撑体(7)上，由复位平衡弹簧片(17)保持水平并可以在一定角度摆动；上、下刀口及支撑体(7)的下刀口用于固定传力杠杆(6)的位置，上刀口用于支撑动作时的传力杠杆(6)。
5.如权利要求4所述的衡器计量测试模拟砝码加载装置，其特征在于:在上、下刀口及支撑体(7)侧部装有复位平衡弹簧片(17)。
6.如权利要求1所述的衡器计量测试模拟砝码加载装置，其特征在于:结构支架(8)用于安装上、下刀口及支撑体(7)和传力杠杆(6)。
7.如权利要求1所述的衡器计量测试模拟砝码加载装置，其特征在于:下部连接方形滚珠滑块(10);方形滚珠滑块(10)四个侧面设计对称的滚珠凹槽，每个侧面内设四个滑动滚珠，使方形缸体(11)内滑块的滑动顺畅。
8.如权利要求1所述的衡器计量测试模拟砝码加载装置，其特征在于:所述弹簧(12)接受方形滑动螺母(13)向上的位移转化成连续的力值；方形滑动螺母(13)将丝杠(14)的水平转动转化成向上的位移；步进电机(15)接受外部控制器步进指令，带动丝杠(14)转动要求的角度，结构尺寸可以根据所需要的加载质量量值进行调整。
9.如权利要求1所述的衡器计量测试模拟砝码加载装置，其特征在于:底座(16)用于支撑和安装装置的各个部件。
10.如权利要求1所述的衡器计量测试模拟砝码加载装置，其特征在于:方形滚珠滑块(19)和方形滑动螺母(23)上下滑动，方形滚珠滑块(10)的重量应大于左侧组件模拟砝码(2)、高精度力传感器(3)、高度调节连杆(4)重量之和；所述的刀口右侧杠杆长度等于左侧杠杆长度。
【文档编号】G01G23/01GK104501936SQ201410763421
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月14日 优先权日:2014年12月14日
【发明者】王毅, 张荣阁 申请人:中国船舶重工集团公司七五○试验场