专利名称：色带盒用扭矩测试仪的制作方法
技术领域：
术卖用薪型渉及色蒂佥用扭矩测试仪，特别是用乎测试色蒂佥的色蒂传动 轴在启动瞬间的启动扭矩和色带停止转动时的打滑扭矩的扭矩测试仪。
背景技术：
针式打印机，其使用的色带盒通常是由一条浸染有油墨的无缝环形尼龙软 带和其它注塑零部件构成。使用时，打印机的打印针头连续击打尼龙软带，将 其上携带的油墨敲击转移至记录介质例如纸张页面上，实现计算机中储存的 光、电信号与可视记录符号之间的转换。
图1是一种市售色带盒产品的剖面结构示意图。其构成包括盒体1、色带
12、张紧传输机构和油墨补充装置。
盒体1通常根据打印机的设计特点提供色带12的容纳空间，打印针头的 击打位置一一打印口 2，以及张紧传输机构和油墨补充装置的安装位置和空 间。张紧传输机构由相互啮合的传动齿轮5、 6和簧片13组成。沿着色带12 的环形行进路线，如图1所示逆时针方向X，在传动齿轮5、 6用于拖动色带 12行进的啮合端下游和簧片13之间的盒体1部分形成色带12的容纳腔14， 其余部分形成打印口 2、油墨补充装置和色带行进通道。在安装状态下，色带 12夹持于传动齿轮5、 6相互啮合的齿沿之间，并在齿轮5、 6的旋转作用下被 送入容带腔14，簧片13与盒体1的侧壁相互配合在垂直于色带12的行进方向 上向色带12施压进而产生静摩擦力，两者相互配合使位于色带12行进路线上 容带腔14之外的色带12处于张紧状态，同时色带12在传动齿轮5、 6的旋转 传送下沿图中所示X方向旋转。传动齿轮5、 6可绕自身中轴旋转，该自身中 轴又分别可绕与其平行的固定于盒体上的各自的公转轴4、 8旋转。两齿轮5、 6啮合的松紧程度由弹簧片7以及两齿轮5、 6自身同公转轴4、 8的协调配合 加以调节，以便向色带12提供一个合适的夹紧力。油墨补充装置由多孔海绵 质贮墨墨辘10、上墨齿轮9和弹簧片3构成。墨辘10中以吸附方式储藏有一 定量的油墨。色带12与上墨齿轮9接触。通过上墨齿轮9与墨辘10的接触以 及上墨齿轮9自身的旋转把其从墨辘10表面粘附获取的油墨传递补给至色带 12。在为了加大储墨量而使用大直径墨辘10的情况下，在色带12的行进路线 上与墨辘10外圆柱面相切的位置附近，加设隔离片11，以防色带12与墨辘 IO外圆柱面产生直接接触，同时因速度差异形成摩擦，从而造成磨损。
图l所示色带盒，两个传动齿轮5、 6中的一个，例如传动齿轮6，作为主 动轮承担着把打印机产生的旋转扭矩传递给相对应的辅助轮亦即传动齿轮5， 从而带动传动齿轮5连同自身一起旋转，最终完成色带12的输运。正如前面
所介绍的，传动齿轮5、 6在正常工作状态下绕自身中轴形成自转，与此同时 传动齿轮5、 6又各自作为一个整体，分别绕与其平行的固定于盒体1上的公 转轴4、 8旋转或摆动。传动齿轮5、 6两者在啮合部位夹住色带12，对其施加 摩擦力，带动其旋转。因此，在传动齿轮5、 6两者间的啮合部位，存在传动 齿轮5、 6对色带12产生的摩擦力和色带12的反作用力。在色带12反作用力 过大，甚至使色带12在传动齿轮5、 6的啮合部位达到接近于绷紧状态的情 形，打印机需要提供足够大的驱动扭矩，在打印起始阶段驱使主传动齿轮6克 服静态惯性进入正常旋转工作状态，或者在工作过程中克服因摩擦力或卡住、 抱死等原因处于静止状态的色带12产生的静止摩擦力而形成绕自身中轴的空 转。因此，检测主传动齿轮6在起步阶段克服静态惯性所需要的启动扭矩和工 作过程中克服静态色带12的静摩擦力所需要的打滑扭矩，对于产品设计、生 产、质量控制都十分重要。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种色带盒用扭矩测试仪。该测试仪可准确测量 主传动齿轮在起步阶段克服静态惯性所需要的启动扭矩，也可以检测在工作过 程中克服静态色带产生的静止摩擦力所需要的打滑扭矩。
根据上述目的设计的色带盒用扭矩测试仪，包括驱动电机、扭矩传感器、 连接构件。扭矩传感器通过数据采集电路同可编程控制器实现电气连接。驱动 电机的输出轴通过相互串接的第一普通联轴器和第一柔性联轴器同扭矩传感器 的输入轴连接。扭矩传感器的输出轴通过相互串接的第二普通联轴器和第二柔 性联轴器同连接构件的输入端连接。
一般地，前述色带盒用扭矩测试仪，其驱动电机采用伺服电机。
较好地，前述色带盒用扭矩测试仪，其连接构件的输入端前部设置有用于 支撑连接扭矩传感器输出轴和连接构件输入端的传输轴的轴承。
优选地，前述色带盒用扭矩测试仪，其轴承是角接触轴承。
择优地，前述色带盒用扭矩测试仪，其扭矩传感器的输入轴和输出轴的中 轴重合且都垂直于水平面。
更好地，前述色带盒用扭矩测试仪，其扭矩传感器的铅垂向底部由弹性底 座支撑。
最好地，前述色带盒用扭矩测试仪，还包括色带制动夹。 本实用新型的色带盒用扭矩测试仪，在扭矩传感器两端的输入轴和输出轴 上都设置有相互串接的普通联轴器和柔性联轴器。这样，如果在同扭矩传感器 两端的输入轴和输出轴分别连接的端口出现两轴相对偏移的现象时，即可以有 效地吸收两轴间的径向、角度及轴向偏差，消除或降低出现于相应连接端口的
附加载荷或者剧烈振动。如此，可以很好地改善色带盒用扭矩测试仪的传动性 能，延长其使用寿命。
图面说明
图1习知色带盒透视图。
图2本实用新型色带盒用扭矩测试仪平面结构示意图一。 图3本实用新型色带盒用扭矩测试仪平面结构示意图二。 图4本实用新型色带盒用扭矩测试仪工作流程示意图。
具体实施方式
参见图2、 3，本实用新型色带盒用扭矩测试仪平面结构。 该扭矩测试仪主要有伺服电机15、扭矩传感器16、连接构件17和可编程 控制器(PLC) 18组成。
伺服电机15、扭矩传感器16、连接构件17三者均设置于同一主机箱19 上。在主机箱19上部设置有用于安置色带盒1 (见图1所示)的工作平台 20。工作平台20设置有沿铅垂方向贯通的通孔。根据色带盒1的主传动齿轮6 的轴向啮合端口的连接方式，选用与该轴向啮合端口相匹配的连接构件17，使 其输出端171穿过前述通孔与色带盒1的主传动齿轮6啮合。在铅垂方向上， 自上而下，连接构件17的输入端172由角接触轴承25支撑。角接触轴承25 的转动轴同连接构件17的输入端172的中轴重合。连接构件17的输入端172 通过角接触轴承25向下延伸的端头连接有第二柔性联轴器21。第二柔性联轴 器21串接第二普通联轴器22。第二普通联轴器22同扭矩传感器16的输出轴 161连接。扭矩传感器16的输入轴162同第一普通联轴器23连接。第一普通 联轴器23串接第一柔性联轴器24。第一柔性联轴器24同伺服电机15的输出 轴151连接。
扭矩传感器16所感测的色带盒1的主传动齿轮6 (见图1所示)产生的扭 矩数据通过数据采集电路，亦即A/D模数转换器，经由数据传输线路被传递至 可编程控制器(PLC) 18。
扭矩传感器16的铅垂向底部由弹性底座25支撑。其中，弹性底座25由 四根螺旋形弹簧251构成。四根螺旋形弹簧251，它们的轴向一端分别固定于 扭矩传感器16的铅垂向底部的四个角隅。相对端对应地支撑于从主机箱19向 扭矩传感器16铅垂向底部延伸出来的支撑板27上。
在主机箱19上对应于色带盒1的打印口 2部位，设置了色带制动夹26。 色带制动夹26根据可编程控制器(PLC) 18的指令向色带盒1打印口 2中的色 带12运动，达到夹住位于打印口 2部位的色带12的目的，以将其控制在静止 状态，或者反向运动以解除对色带12的控制状态。
参见图4，本实施例的扭矩传感器16采用AKC-205型传感器。它依据电阻 应变式原理，通过集流环、电刷实现供电与信号输出，具有精度高，可测量正 反两个方向的扭矩值，性能稳定可靠的特点。AKC-205型传感器由输入轴(或 称动力轴)、输出轴(或称负载轴)和内部扭矩检测机构组成。其检测过程为 输出轴与被检测对象连接，输入轴与输入源连接，要求两轴之间连接的同心度 〈0.5mm。当输入轴旋转时，输出轴由于受到被检测对象的阻碍而对输入轴产生 反作用力。这个反作用力通过其内部扭矩检测机构被转换成mV级例如0—-20mV 的电信号。该电信号由同扭矩传感器16集成于一体的变送器转换成0—5V的 标准信号，并被输出至A/D模数转换器28。
本实施例的A/D模数转换器28采用CPM1A-A/D041模数转换器，它将标准 的0—5V或4一20mA模拟信号转换成数字信号之后，将其提供给可编程控制器
(PLC) 18运算和处理。
本实施例的可编程控制器(PLC) 18采用欧姆龙公司生产的CPM2A型可编程 控制器。它由电源、中央处理器、存储器、输入输出电路四部分组成。其中， 电源为可编程控制器(PLC) 18提供工作电压。中央处理器接受外部命令和信 号，依据用户程序进行数据运算，根据运算结果进行相应的处理并发出相应的 命令，使外部执行器例如伺服电机15运转。存储器储存可编程控制器(PLC) 18采集的外部数据和内部运算所得到的数据及结果。输入电路将外部命令和信 号输入到可编程控制器(PLC) 18使其接受处理。输出电路将可编程控制器
(PLC) 18运算的结果和发出的命令输出到外部执行器例如伺服电机15。
可编程终端(Proface) 29通过与可编程控制器(PLC) 18的相互通信， 可以进行参数设定和功能操作，并且将可编程控制器(PLC) 18的运算结果显 示出来。在实际测试色带盒1主传动齿轮6的扭矩时，其时间参数的设定和测 试操作由可编程终端(Proface) 29上的触摸按钮完成。并且其结果和过程监 视曲线显示于可编程终端(Proface) 29上。
具体测试色带盒1主传动齿轮的扭矩时，根据待测色带产品的类型确定测 试方式和伺服电机15的转动方向及转速，放上相应的色带产品，测试仪上的 扭矩插头，亦即连接构件17的输出端171，插入色带盒l的主传动齿轮6内， 同时色带盒1在装入工作平台20时触发其上设置的一个光电开关，将色带盒1 安装就位的信号传送给可编程控制器(PLC) 18，驱动伺服马达15依次从下往 上带动第二柔性联轴器24— 一第二普通联轴器23_ —扭矩传感器16— —第一 普通联轴器22 — 一第二柔性联轴器21 — 一角接触轴承25—一连接构件17 — 一 色带盒1主传动齿轮6。
权利要求1.色带盒用扭矩测试仪，包括驱动电机、扭矩传感器、连接构件，所述扭矩传感器通过数据采集电路同可编程控制器实现电气连接，其特征在于所述驱动电机的输出轴通过相互串接的第一普通联轴器和第一柔性联轴器同所述扭矩传感器的输入轴连接，所述扭矩传感器的输出轴通过相互串接的第二普通联轴器和第二柔性联轴器同所述连接构件的输入端连接。
2. 根据权利要求1所述的色带盒用扭矩测试仪，其特征在于所述驱动电 机采用伺服电机。
3. 根据权利要求1或2所述的色带盒用扭矩测试仪，其特征是在所述连 接构件的输入端前部设置有用于支撑连接所述扭矩传感器输出轴和所述连接构 件输入端的传输轴的轴承。
4. 根据权利要求3所述的色带盒用扭矩测试仪，其特征在于所述轴承是 角接触轴承。
5. 根据权利要求4所述的色带盒用扭矩测试仪，其特征在于所述扭矩传 感器的输入轴和输出轴的中轴重合且都垂直于水平面。
6. 根据权利要求5所述的色带盒用扭矩测试仪，其特征在于所述扭矩传 感器的铅垂向底部由弹性底座支撑。
7. 根据权利要求6所述的色带盒用扭矩测试仪，其特征在于还包括所述 色带的制动夹。
专利摘要本实用新型是一种色带盒用扭矩测试仪，包括驱动电机、扭矩传感器、连接构件。扭矩传感器通过数据采集电路同可编程控制器实现电气连接。驱动电机的输出轴通过相互串接的第一普通联轴器和第一柔性联轴器同扭矩传感器的输入轴连接。扭矩传感器的输出轴通过相互串接的第二普通联轴器和第二柔性联轴器同连接构件的输入端连接。该测试仪可同时或分别测量色带盒主传动齿轮的启动扭矩和打滑扭矩。
文档编号G01L5/00GK201000377SQ20062015569
公开日2008年1月2日 申请日期2006年12月30日 优先权日2006年12月30日
发明者波 唐, 李红斌, 杨军坡 申请人:珠海天威技术开发有限公司