用于热室内天平的调平系统及天平的制作方法

本实用新型涉及热室内使用的设备的技术领域，尤其涉及用于热室内天平的调平系统及天平。

背景技术：

热室，进行高放射性试验和操作的屏蔽小室。由于放射性物料的辐射危害，操作时，人员站在热室外部，透过热室上铅玻璃窗观察内部设备，通过主从机械手对热室内部的物料和设备进行操作。

目前，热室内使用的电子天平的结构与现有的天平的结构一样，如图1所示，包括天平本体11和支脚12，其中，支脚12分别固定在天平本体11的四个角的底面上，两个支脚为固定支脚，另外两个支脚为可调节高度的调节支脚，通过旋转调节两个调节支脚来调节天平的水平，保证天平本体11处于水平状态，保证称重的准确性。

目前的天平结构在在普通非放射环境下，由于人可直接接触天平，对天平进行手动调水平，可以实现对天平的精准调平。但在热室环境下，由于均需要通过主从机械手进行操作，由于主从机械手作为一种远程机械操作装置，其灵活性较差，末端操作装置只可以进行夹紧张开动作，相对人手复杂关节的灵活性，其可操作性十分有限。因此，对热室内使用的电子天平进行调平时，就需对热室进行复杂的去污清洗程序，而后打开热室由人进入进行天平的维修或者更换后才能正常工作。此时就需考虑人员辐射防护问题，人需穿戴气衣等辐射防护设备，操作灵活性降低，并且在热室内工作时间有限。达到标准累计时间前需撤离热室，更换其他人员进入。此种作业方式的经济成本、时间成本均较高，还有较大的安全隐患。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺陷和问题，本实用新型的目的是提供用于热室内天平的调平系统及天平，解决目前利用主从机械手无法实现在热室外对热室内的天平进行精准调平的技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型的第一方面，提供用于热室内天平的调平系统，包括机械调平装置，所述机械调平装置包括底座、手轮和调平传动副组件，所述底座的台面上开设与天平的支脚相配合的定位槽，其中的至少一个定位槽开设为定位通孔；所述调平传动副组件的输入端与所述手轮固定连接，输出端由所述底座的底侧伸入底座的台面上的定位通孔内，并作为相应的定位通孔内的天平支脚的支撑部件；所述调平传动副组件与所述定位通孔一一对应设置；所述调平传动副组件将手轮输入的旋转运动转变为输出端的直线运动，带动装配在定位通孔内的天平的支脚上下位移，实现天平的调平。

优选地，所述底座上开设与天平的支脚相配合的定位槽，其中的两个定位槽开设为定位通孔；相应地，所述调平传动副组件采用两个，与两个定位通孔一一对应设置。

进一步地，所述调平传动副组件的输入输出方式为，手轮旋转一圈，调平传动副组件的输出端的直线运动距离为0.8mm。

进一步地，所述调平传动副组件包括齿轮副和丝杠副，所述齿轮副采用至少两个齿轮啮合传动；所述丝杠副中的丝杆穿设在所述齿轮副的输出端齿轮的轴孔内，螺母采用带帽螺母，套设在丝杆的顶端，并保证带帽螺母位于所述底座的台面的定位通孔内。

进一步地，所述带帽螺母的端面上开设沉孔。便于放置天平支脚。

进一步优选的技术方案是，还包括辅助调平装置，所述辅助调平装置包括摄像头和显示屏，所述摄像头的信息输出端与所述显示屏的信息输入端连接；所述摄像头以对准天平的水平气泡的方式固定设置，所述显示屏设置在热室外。

本实用新型的用于热室内天平的调平系统中，机械调平装置采用传动副组件，能将手轮的旋转运动的输入转变为直线运动的输出，通过操作手轮来实现对天平的调平。在对热室内的天平进行调平操作时，操作者在热室外通过操作主从机械手操作手轮旋转即可，无需进入热室，更安全。而且，通过主从机械手操作手轮旋转很容易实现，操作简单，调平效率高，可有效地解决在热室外对热室内的天平进行精准调平的技术问题。通过进一步优化的传动副的传动比，进一步降低主从机械手的操作精度的同时，不降低输出端的输出精度，实现对天平的微调。进一步优选增加了摄像头和显示屏的辅助调平装置，使操作者实时且清晰地监控调平状况，高效且精准地完成水平调平。且无需对现有天平进行改造，即可直接应用，适用性好，便于推广应用。

本实用新型的第二方面，提供用于热室内的天平，包括天平和上述的调平系统，所述天平的四个支脚相应地设置在调平系统的机械调平装置的底座上的定位槽和定位通孔内。

进一步优选的技术方案是，还包括天平托板，所述天平托板的顶面上固定设置去掉支脚的天平本体，底面上固定设置与所述机械调平装置的底座的定位槽和定位通孔相适配的定位销；所述天平托板通过定位销与定位槽和定位通孔配合的方式，设置在所述机械调平装置的底座上。

进一步优选的技术方案是，还包括防辐射罩体，所述防辐射罩体上开设天平操作窗口；以该天平操作窗口与天平操作面相对应的方式，将所述防辐射罩体罩设在天平本体的四周。

具体地，所述防辐射罩体的材质采用具有防辐射功能的材料即可，如，含硼聚乙烯或者钨板。

进一步优选的技术方案是，还包括收纳插座，所述收纳插座与天平的电源线插头相适配；所述收纳插座固定设置在所述机械调平装置的底座上或者所述天平托板上。

进一步优选的技术方案是，所述天平本体的显示器设置在热室外，并将天平本体的显示器与天平本体的微计算机连接，实现显示器与微计算机之间的通讯。

优选地，还包括电连接器；所述电连接器的插座(或者插头)与所述天平本体的微计算机连接，并固定设置在所述机械调平装置的底座上；相应地，所述电连接器的插头(或者插座)与天平本体的显示器连接。

本实用新型的用于热室内的天平，将天平整合至机械调平装置上，提高了整体性，以及机械调平装置与天平的适配性。进一步通过对天平进行去除支脚的改造，并将天平本体固定在天平托板上的技术方案，增加了天平本体的稳定性，以及调节的有效性，避免了现有天平中存在的调节支脚自身的不稳定性带来的调平问题。并进一步增设了防辐射罩体，保护天平避免受到辐射。进一步增设的收纳插座，起到对天平电源插头的闲时收纳，以及移动天平时，实现电源插头的固定收纳。进一步增加了电连接器，将天平本体的显示器(设置在热室外)与微计算机的连接通过电连接器实现，方便天平本体与显示器的分离，方便了热室内的天平本体的移动。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有天平的结构示意图；

图2是本实用新型的调平系统中的机械调平装置的俯视结构示意图；

图3是图2中A-A向剖视结构示意图；

图4是本实用新型的用于热室内的天平的俯视结构示意图；

图5是图4中B-B向剖视结构示意图；

图6是本实用新型的用于热室内的天平的结构示意图；

图7是本实用新型的用于热室内的天平的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据图2至图7所示，说明本实用新型的用于热室内天平的调平系统，包括机械调平装置20，所述机械调平装置20包括底座21、调平传动副组件22和手轮23，底座21采用具有水平台面的板体或者方形箱体均可，具有支撑天平10和方便装配调平传动副组件22的功能即可。将手轮23设计为适于主从机械手操作的结构即可，如具有圆形握持部的手轮。

如图2所示，所述底座21的台面上开设与天平10的支脚12相配合的定位槽211，一般为4个定位槽211，其中的至少一个定位槽211开设为定位通孔212，依据实际需要确定开设的定位通孔212的个数即可，优选将4个定位槽中的2个定位槽开设为定位通孔212，也可以将4个定位槽211全部开始为定位通孔212，使得调平更为灵活，依实际情况设计即可。所述调平传动副组件22的输入端与所述手轮23固定连接，输出端由所述底座21的台面的底侧伸入底座21的台面上的定位通孔212内，并作为相应的定位通孔212内天平10的支脚12的支撑部件。所述调平传动副组件与所述定位通孔一一对应设置，即一个定位通孔对应设置一个调平传动副组件。优选地，如图2至图6所示的采用两个调平传动副组件22分别对应设置在两个定位通孔212内，且可将手轮23安装在底座21的台面上，增加调平装置的整体性。具体安装方式可以为，在底座21的台面上开设手轮安装孔，将手轮23的安装端转动装配在该手轮安装孔内，并将该安装端与所述调平传动副组件22的输入端固定连接，将调平传动副组件22与底座21整体化装配，整体性好，便于整体移动、运输等。

所述调平传动副组件22将手轮23输入的旋转运动转变为输出端的直线运动，带动装配在定位通孔212内的天平10的支脚12上下位移，实现天平10的调平。即，在进行天平10的调平操作时，旋转手轮23，带动调平传动副组件22的输入端旋转，通过调平传动副组件22内的联结的传动副间的传动，将调平传动副组件22的输出转变为直线运动，即该输出端在所述定位通孔212内进行的是上下位移的运动，从而带动放置在相应的定位通孔212内的由该输出端作为支撑部件的天平10的支脚12上下位移，从而完成对天平的调平操作。

本实用新型中，在对热室内的天平进行调平时，无需工作人员进入，只需要在热室外操作主从机械手去操作手轮23即可。由于手轮23的旋转操作对于主从机械手来说，很容易实现，因此，利用本实用新型的机械调平装置即可有效地解决在热室外对热室内的天平进行精准调平的技术问题。

本实用新型的用于热室内天平的调平系统的机械调平装置20中，调平传动副组件22具有将手轮23输入的旋转运动转变为直线运动输出的功能，采用现有的传动副进行组合装配即可。基于本实用新型针对的调平对象为天平，将调平传动副组件22的输入输出方式设计为，手轮旋转一圈，调平传动副组件22的输出端的直线运动距离为0.8mm。与现有天平的调平距离相一致。在实际应用中，调平传动副组件22的输入输出方式可依据实际应用对输入和输出的关系进行调整即可。

在一种优选的实施方式中，本实用新型提供了一种具体的调平传动副组件22的结构，分别如图3和图5所示，包括齿轮副221和丝杠副222，实现传动的精确性。其中，所述齿轮副221采用至少两个齿轮啮合实现传动，如，3个顺次啮合的齿轮构成。所述丝杠副222中的丝杆2221穿设在所述齿轮副221的输出端齿轮的轴孔内，螺母采用带帽螺母2222，套设在丝杆2221的顶端，并保证带帽螺母2222位于所述底座21的台面的定位通孔212内，作为天平支脚12的支撑部件。手轮23旋转，带动齿轮副221转动，进而带动丝杠副222中的丝杆转动，进而转化为带帽螺母在定位通孔212内的直线运动。为了防止带帽螺母转动，插入顶丝2223进行限位，也可以采用其他现有技术手段实现带帽螺母的限位。具体地，将齿轮副221的速比设计为1，丝杆的螺距设计为0.8mm，即可实现前述的输入输出方式。在该实施方式中，带帽螺母作为调平传动副组件22的输出端，在带帽螺母的端面上开设沉孔(如，与锥形定位销配合的锥形沉孔)，便于放置天平支脚，保证天平的稳定性。

在对天平进行调平的过程中，需要通过观察天平上的水平气泡来确认天平的水平度，由于天平在热室内，操作者在热室外，不利于观察水平气泡，因此，在一种优选的实施方式中，还包括辅助调平装置(图未示出)，所述辅助调平装置包括摄像头和显示屏，所述摄像头的信息输出端与所述显示屏的信息输入端通过电缆线连接。所述摄像头以对准天平的水平气泡的方式固定设置，所述显示屏设置在热室外。在天平的调平过程中，摄像头将水平气泡的影像传输至热室外的显示屏，并由显示屏显示，操作者即可通过观察显示屏上的水平气泡影像来指导调平操作。通过机械调平装置和辅助调平装置的配合，操作者能够实时监控调平状况，高效且精准地完成水平调平。

上述本实用新型的用于热室内天平的调平系统可以直接应用至现有热室内使用的天平上，只要将底座上开设的定位槽与天平的支脚位置相适配即可，无需对现有的天平进行改造，适用性好，便于推广。

基于上述的调平系统，本实用新型还提供了一种用于热室内的天平，将天平与调平系统中的机械调平装置组装为一体，提高整体性。如图4至图7所示，本实用新型的用于热室内的天平，包括天平10和上述的调平系统，所述天平10的四个支脚12相应地设置在调平系统的机械调平装置20的底座21上的定位槽211和定位通孔212内。

由于现有的天平10的4个支脚中，一般会有2个支脚是用于调平水平的调节支脚。因此，为了避免该调节支脚的高度可调带来的不稳定性，在一种优选的实施方式中，增设了天平托板24，所述天平托板24的上表面固定设置去掉支脚12的天平本体11，下表面固定设置与所述机械调平装置20的底座21的定位槽211和定位通孔212相适配的定位销241；所述天平托板24通过定位销241与定位槽211和定位通孔212配合的方式，设置在所述机械调平装置的底座21上。其中，基于定位销241与定位槽21和定位通孔212配合的稳定性考虑，将定位销241设计为圆锥销，相应地，定位槽211开设为锥形沉孔，定位通孔212内的调平传动副组件22的输出端的端面上开设锥形沉孔，如前述的实施方式中的带帽螺母的端面上开设的沉孔。

针对热室内的特殊辐射环境，在一种优选的实施方式中，如图7所示，增设了防辐射罩体40，所述防辐射罩体40上开设天平操作窗口；以该天平操作窗口与天平操作面相对应的方式，将所述防辐射罩体40固定罩设在天平10的四周。如，将防辐射罩体40固定罩设在天平10的四周的底座上。所述防辐射罩体40的材质采用具有防辐射功能的材料即可，如，含硼聚乙烯或者钨板。防辐射罩体40的形状具体可以采用两端开口的筒体，一端开口作为罩体的开口端，另一端开口作为天平操作窗口，该种形状的防辐射罩体40成型简单。

当不使用天平或者需要移动天平时，需要将天平的电源插头拔下，则电源线及电源插头处于松散状态，为了方便收纳电源插头，在一种优选的实施方式中，如图4和图6所示，增设了收纳插座50，所述收纳插座50与天平的电源线插头相适配。所述收纳插座50通过开设的固装孔51固定设置在所述机械调平装置20的底座21上或者所述天平托板24上。优选将所述收纳插座50固定设置在所述天平托板24上，方便与天平本体11同时移动。当需要移动天平10时，如转出到热室外时，先操作主从机械手把电源插头从电连接器的插座内拔出，然后插入到天平托板24上的收纳插座50内，然后将电缆线、电源插头和天平一起转出到热室外。

在使用过程中，天平放置在热室内，由于隔着热室的操作窗去观察天平的显示器监视称量和调平等操作过程，往往不清楚显示器上的内容，容易导致操作失误。因此，一种优选的实施方式中，如图4、图6和图7所示，将天平本体11上的显示器拆卸下来，将其设置在热室外，通过电缆将天平本体11的显示器与天平本体11的微计算机连接，实现显示器与微计算机之间的通讯。其中，显示器和微计算机为现有天平中存在的结构件。具体地，优选增加电连接器60实现两者的连接，所述电连接器60的插座(或者插头)与所述天平本体11的微计算机连接，并固定设置在所述机械调平装置20的底座21上；相应地，所述电连接器60的插头(或者插座)与天平本体11的显示器连接。优选将电连接器60的插座通过底座21的台面上开设的固装孔61固定设置在底座21上。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。