专利名称：氢气瓶电子天平称量辅助装置的制作方法
技术领域：
本发明属于重量检测装置领域，，特别涉及称量辅助装置的一种氢气瓶电子天平称量辅助装置。
背景技术：
随着汽车技术的不断发展，氢燃料电池车等新能源车逐渐进入人们的视线，成为世界各大汽车厂家研究开发的热点。氢燃料电池车的车载氢源一般有车载制氢和车载纯氢两种方式，其中采用高压气瓶储氢的方式在目前占了相当大的比例。但氢燃料汽车与传统汽车燃料系统有很大不同，其经济性测试方法也有很大差别，而目前国内外用于高压储氢的燃料电池车辆的经济性测试系统还都比较少，虽然称重法、温度压力法和流量计法等都已经在国外氢消耗量测量的试验研究中得到了充分的重视，也在国外氢消耗量的实际测量中得到了一些应用，但总的来说仍不成熟，各种方法的适用性和精度以及在具体试验中如何进行都还没有确定性的结论，尚在进一步的研究之中。而在国内，相关的研究很少，因此本发明具有明显的现实意义和应用前景。
对于底盘测功机上的应用，以天平称量气瓶前后重量为基础的净质量变化为原理的称重法精度高，重复性好，可以作为测量基准。而由于所用电子天平
精度较高，所称重的气瓶较重(40L铝内胆碳纤维包裹气瓶重25kg)，直接放置容易对电子天平造成冲击，导致测量不准甚至损坏，而且操作不便。目前的一种悬浮式天平可以将天平与气瓶分开称量，但只适用于低精度的测量，对于用作误差范围在士1。/。RD的精度要求并不能满足。
发明内容
本发明的目的是针对测量中的实际需要，提供一种氢气瓶电子天平称量辅助装置。
为实现上述目的本发明采用的技术方案为
氢气瓶电子天平称量辅助装置，其组成组成为浮动架2由四根驱动杆3支撑和驱动升降，两者通过配合面13结合；驱动杆3通过主结构支撑座14上的滑套5固联在两个平底从动件上，并且每个平底从动件上连接两个驱动杆；凸轮10与齿轮4同轴相固联，两个凸轮10分别支撑并推动一个平底从动件；
齿轮4与滑块6啮合，滑块6与驱动丝杆8啮合，传动轮7与驱动丝杆8同轴固定；齿轮4由手轮驱动后，带动滑块6旋转；再由滑块6带动驱动丝杆8旋转并前后移动，驱动丝杆8带动传动轮7旋转，两侧的传动轮7通过一条传动皮带12传动，带动另一侧的驱动丝杆转动，进而带动另一侧的相对应的齿轮、凸轮及驱动杆运动；天平托架ll在防风箱内，并通过支架安装在主结构支撑座14上，在天平托架ll上方是放置天平的天平室l。
'所述防风箱，箱体的壁板可拆装，并具有较好的密封性；箱体四角可调水平并固定；箱体上下空间能完成气瓶的水平进出自由，且上方留有100mm自由空间。
所述天平托盘12的上方留有天平的放置空间及固定的放置位置，并保证天平左右两侧与测量台单边间隙应不小于20mm。所述手轮上装有螺母式锁定装置。
所述两个凸轮10的同步误差<0. lmm，升降行程范围0腿 25mm;凸轮机构的升程取为25mm。
所述驱动杆3同浮动架2之间是可分离的，两者通过配合面13结合。所述浮动架2的整体重量不大于6kg，浮动架2的设计载重量为65Kg，并且最大可承载70kg。
所述浮动架2上平面相对于测量台底板上平面平行度<0. 2mm;浮动架2四个垂直驱动杆3相对于测量台底板上平面垂直度<0. 10mm;四个垂直驱动杆3与法兰直线轴承的配合精度不低于法兰直线轴承副的配合精度。
所述辅助装置的传动比为传动轮7转动5周时，浮动架上升或下降25mm。
传动机构。浮动架升降，采用手动方式，轴套转动部位全部采用轴承连接，手轮上装有锁定装置，以确保转动自如，降低阻力，安全可靠。凸轮(浮动架)的升降行程范围0mm 25mm，完成单行程手轮要求转动圈数约在30圈内。两个凸轮的同步误差<0. lmm，同步传动皮带要有足够的张紧力和强度。
本发明的氢气瓶电子天平称量辅助装置，测量精度高、工作安全可靠、使用方便灵活，避免加载过程中氢气瓶对天平的损害，实现氢燃料消耗量的精确测量，并确保测量重复精度的一致性；通过防风箱，有效克服气流扰动、震动等周围环境对测量结果可能造成的不利影响。
图1氢气瓶电子天平称量辅助装置结构图。
具体实施例方式
本发明提供一种氢气瓶电子天平称量辅助装置，下面结合附图作详细说明。附图1是氢气瓶电子天平称量辅助装置结构图，包括天平加载机构和防风
箱两部分。天平加载机构部分包括主结构支撑座14、浮动架2、天平托架ll以
及传动机构。
主结构支撑座在满足系统强度的要求下尽可能降低材料的堆积率，尤其是底板上的各个支撑板应尽可能镂空。浮动架2由四根驱动杆3驱动其升降。系统中手轮(图中未画出)通过一 套传动机构同齿轮4连接，通过转动手轮，可以控制该固定轴齿轮4的转动，
进而控制与齿轮4同轴相固联的凸轮10的转动，手轮上装有螺母式锁定装置，
以确保转动自如，降低阻力，安全可靠。电子天平称量辅助装置中共有两个凸
轮，每个凸轮推动一个平底从动件。两个凸轮的同步误差<0. lmm，升降行程范 围0mm 25mm。凸轮机构的升程取为25ram，完成单行程手轮要求转动圈数约在 30圈内。两个凸轮的同步误差<0. lmm，每个平底从动件上固联有两根平行的驱 动杆3,共同支撑着浮动架2，并且驱动杆3同浮动架2之间则是可分离的，两 者通过配合面13结合；驱动杆3通过滑套5与主结构支撑座14相连，并能够 在其中自由滑动。浮动架2采用框架式结构，由于强度要求，少数地方采用间 断氩弧焊。浮动架2的整体重量不大于6kg，浮动架2的设计载重量为65Kg， 并且浮动架2在承载70kg状态下，不会出现明显的弹性变形(平面度控制在 0.6mm范围内)，浮动架2上平面相对于测量台底板上平面平行度〈0.2mm。浮 动架2四个垂直驱动杆3相对于测量台底板上平面垂直度<0. lOram。四个垂直 驱动杆3与法兰直线轴承的配合精度不低于法兰直线轴承副的配合精度。
整个浮动架2采用框架式结构，销钉定位，螺栓连接；由于强度要求，少 数地方采用间断氩弧焊；框架主材料为奥氏体不锈钢1Crl柳i9Ti，在满足强 度需要的下，少数零件采用合金铝，黄铜，铁青铜等。
从手轮到齿轮的传动方案采用齿条齿轮传动。齿轮4与滑块6啮合，滑块6 与驱动丝杆8啮合，传动轮7与驱动丝杆8同轴固定。齿轮4由手轮驱动后， 带动滑块6旋转；再由滑块6带动驱动丝杆8旋转并前后移动，驱动丝杆8带 动传动轮7旋转，两侧的传动轮7通过一条传动皮带12传动，带动另一侧的驱 动丝杆转动，进而带动另一侧的相对应的齿轮、凸轮及驱动杆运动。这一传动部分的要求是要保证两根驱动丝杆的同步性进而保证四根驱动杆的升降的同步
性，传动皮带12要有足够的张紧力和强度。
另外，为使气瓶加载和缓，即传动部分有较合适的传动比，当传动轮转动5
周时，浮动架上升或下降25mm。
防风箱部分，箱体有较好的密封性，壁板拆装方便；箱体四角可调水平并 固定；箱体上下空间能完成气瓶的水平进出自由，且上方留有100mm自由空间。
天平托架ll在防风箱内，并通过支架安装在主结构支撑座14上，在天平 托架11上方是放置天平的天平室1，留有天平的放置空间及固定的放置位置并 固定，并保证天平左右两侧与测量台单边间隙应不小于20mm。天平应自如从测
量台前端或后端放入和取出，不能与测量台有干涉现象。所述天平的参数为 型号为SR64001、最大载荷为64kg、读数精度为O. lg。
当凸轮10随手轮转动从而推动驱动杆3上升时，浮动架2被顶起，其下方 伸出的与之固联的四根加载触杆9随之上升，从而与天平表面脱离接触。当凸 轮10随手轮转动使得其轮廓线最高点不断降低时，其从动件——驱动杆3在重 力作用下向下运动。在起始阶段，浮动架2也随着下降，但是当浮动架2下部 的四根加载触杆9接触到放置在天平托架11上的天平后，浮动架2无法继续下 降。此时，需要继续转动手轮使驱动杆3继续下降直到驱动杆3与浮动架2分 离，浮动架2和气瓶的质量完全由天平支撑。所述氢气瓶的标准为100升气瓶， 质量为38公斤，直径为345腿，长度为1430腿；40升气瓶，质量为25公斤， 直径为330mm，长度为800腿。
电子天平称量辅助装置的工作原理气瓶被稳定放置在一个可以升降的浮
动架上。该浮动架的升降运动通过转动手轮控制。试验前当要往浮动架上放置 气瓶时，首先摇动手轮将浮动架升起直到浮动架与天平脱离接触，则此时放置气瓶不会对天平产生任何冲击。放好气瓶后，转动手轮将浮动架连同上面的气 瓶缓慢降下，对天平加载。此时，天平测得的质量是气瓶与浮动架的总质量。 称重后再升起浮动架，进行试验。试验结束后重复上述操作测得试验后气瓶与 浮动架的总质量。这样，由于浮动架的质量是固定的，试验前后天平称量的质 量差就是试验过程中气瓶内减少的气体质量。
本发明经过实际运行表明，提高了测量可靠性和精度，操作更方便，更便 于调整与维护，使氢燃料消耗量测量的最基本方法一天平称重法得以良好实现， 达到了设计目标。
权利要求
1. 氢气瓶电子天平称量辅助装置，其特征在于，所述装置的组成为浮动架(2)由四根驱动杆(3)支撑和驱动升降，两者通过配合面(13)结合；驱动杆(3)通过主结构支撑座(14)上的滑套(5)固定在两个平底从动件上，并且每个平底从动件上连接两个驱动杆；凸轮(10)与齿轮(4)同轴相固联，两个凸轮(10)分别支撑并推动一个平底从动件；齿轮(4)与滑块(6)啮合，滑块(6)与驱动丝杆(8)啮合，传动轮(7)与驱动丝杆(8)同轴固定；齿轮(4)由手轮驱动后，带动滑块(6)旋转；再由滑块(6)带动驱动丝杆(8)旋转并前后移动，驱动丝杆(8)带动传动轮(7)旋转，两侧的传动轮(7)通过一条传动皮带(12)传动，带动另一侧的驱动丝杆转动，进而带动另一侧的相对应的齿轮、凸轮及驱动杆运动；天平托架(11)在防风箱内，并通过支架安装在主结构支撑座(14)上，在天平托架(11)上方是放置天平的天平室(1)。
2. 根据权利要求l所述的氢气瓶电子天平称量辅助装置，其特征在于，所 述防风箱，箱体的壁板可拆装，并具有较好的密封性；箱体四角可调水平并固 定；箱体上下空间能完成气瓶的水平进出自由，且上方留有100mm自由空间。
3. 根据权利要求l所述的氢气瓶电子天平称量辅助装置，其特征在于，所 述天平托盘(12)的上方留有天平的放置空间及固定的放置位置，并保证天平 左右两侧与测量台单边间隙应不小于20mm。
4. 根据权利要求1所述的氢气瓶电子天平称量辅助装置，其特征在于，所 述手轮上装有螺母式锁定装置。
5. 根据权利要求l所述的氢气瓶电子天平称量辅助装置，其特征在于，所 述两个凸轮(10)的同步误差<0. l咖，升降行程范围0mm 25mm;凸轮机构 的升程取为25mm。
6. 根据权利要求l所述的氢气瓶电子天平称量辅助装置，其特征在于，所 述驱动杆(3)同浮动架(2)之间是可分离的，两者通过配合面(13)结合。
7. 根据权利要求l所述的氢气瓶电子天平称量辅助装置，其特征在于，所述浮动架(2)的整体重量不大于6kg，浮动架(2)的设计载重量为65Kg，并 且最大可承载70kg。
8. 根据权利要求l所述的氢气瓶电子天平称量辅助装置，其特征在于，所 述浮动架(2)上平面相对于测量台底板上平面平行度〈0.2mm;浮动架(2)四 个垂直驱动杆(3)相对于测量台底板上平面垂直度<0. 10mm;四个垂直驱动杆(3)与法兰直线轴承的配合精度不低于法兰直线轴承副的配合精度。
9. 根据权利要求1所述的氢气瓶电子天平称量辅助装置，其特征在于，所 述辅助装置的传动比为传动轮(7)转动5周时，浮动架上升或下降25mm。
全文摘要
本发明公开了属于重量检测装置领域的一种氢气瓶电子天平称量辅助装置，主要包括天平加载机构和防风箱两部分。通过主结构支撑座、传动机构、浮动架等具体装置组成的天平加载机构，该装置测量精度高、工作安全可靠、使用方便灵活的辅助装置。可避免加载过程中氢气瓶对天平的损害，实现氢燃料消耗量的精确测量，并确保测量重复精度的一致性；通过防风箱，可有效克服气流扰动、震动等周围环境对测量结果可能造成的不利影响。
文档编号G01G23/00GK101470024SQ200710304079
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月25日 优先权日2007年12月25日
发明者刘文斌, 卢青春, 聂圣芳, 金振华 申请人:清华大学