专利名称：一种衡器型式评价自动加载系统的制作方法
技术领域：
本发明属于衡器计量领域，是一种在衡器型式的评价体系中用到的加载系统，尤其是涉及一种在300-3000kg衡器的型式评价中用到的自动加载系统。
背景技术：
在计量领域中，针对各种类型的衡器，无论是机械衡器、电子衡器、还是由于特殊 用途的附加要求而进行增补或改装的衡器，或由于特种技术而设计的衡器。需要对技术指 标进行校准和计量，以满足规定衡器的要求。在对衡器的评价实验中，温度和湿度等外界条 件应当满足实验要求。针对300-3000kg衡器的型式评价实验，现有技术中只能是整机在常 温下进行，采用电葫芦吊装砝码，人工手动操作，劳动强度大，由于人员参与，对测量环境造 成了干扰，影响了测量准确度。现有技术中为了模拟温度、湿度条件下衡器型式实验，需要在温箱内实施，在现有 条件下只能进行模块实验，无法进行整机实验。由于人为加载对于精确度产生了影响。同时若实现温箱自动整机加载，由于自动加载系统坐落于温箱内部，电气机构等 驱动部件在温箱里，零部件在温、湿环境下易受到损坏，造成自动加载系统不能正常工作。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明研发了一种衡器型式评价自动加载系 统，实现了发明目的。提供了一种温箱内可自动加载系统，无需人为参与。该系统的电气驱 动装置放在温箱外部，延长了机构使用寿命，减少了人员因素对测试环境的影响，还能实现 不同载荷的自动组合，还能实现无冲击加载。本发明为了实现上述发明目的，采取了如下的技术方案—种衡器型式评价自动加载系统，所述系统包括驱动机构、加载机构和加载支撑 结构；所述系统还包括一个载荷传递部件，且所述驱动机构通过所述载荷传递部件与所述 的加载机构连接；所述驱动机构包括电机，用于产生驱动力；所述载荷传递部件包括螺杆，通过所述 螺杆将驱动力传递给所述的加载机构，驱动加载动作；所述支撑加载结构包括一个横梁框 架，用于支撑所述的加载机构。为了实现加载过程，所述加载机构包括加载框架、套筒和砝码固定结构；所述螺杆 与加载框架固定连接；所述加载框架包括一个支撑圆盘和一组所述套筒，所述每一个套筒垂直刚性固定 在所述加载框架上；所述的每一个砝码固定结构包括砝码固定爪；且在每一个套筒上刚性 套接固定一组砝码固定结构。为了使加载的异形砝码与套筒连接，所述每一组砝码固定结构垂直套接在每一个 套筒上，且在所述每个套筒间的同一水平高度上设置有相同的砝码固定结构；在所述砝码固定爪上设置有砝码的定位结构，且在砝码上设置有互相适配的固定爪定位结构，所述互相适配的定位结构为凸凹卡接形式、挂接、套接方式或吸附力连接中的一种。在实践中，所述加载机构中套筒的数量为3-6个；所述每一个套筒上刚性套接砝 码固定结构的数量为10-15个。优选的，所述加载机构中套筒的数量为3个；所述每一个套筒上刚性套接砝码固 定结构的数量为10个。系统中，驱动机构用于驱动加载机构，实现加载过程。为了实现该目的，所述驱动 机构还包括控制单元和电源；所述控制单元包括控制模块和驱动模块；所述驱动模块包括 伺服电机、直线轴承、同步带和滚珠丝杠；所述同步带与伺服电机的轴以及所述滚珠丝杠中 的滚珠连接。而滚珠和丝杠配合使转动变成直线运动。所述控制模块将驱动指令传递给所述伺服电机，交流伺服电机通 电后转动，通过 同步带使滚珠转动，由于滚珠转动带动所述滚珠丝杠中的丝杠上下直线位移运动，所述丝 杠与所述螺杆刚性连接，进而驱动所述加载机构进行加载。为了精确实现自动加载，所述驱动机构中还包括位移传感器；所述控制单元中还 包括信号处理单元和信号输出单元；所述位移传感器将所述螺杆上下位移信号传输给所述 信号处理单元，所述信号处理单元根据位移量计算出对应的加载负荷的位置，并将所述信 号通过所述信号输出单元输出，实现负荷的准确加载。为了在加载时减少对承载器表面的冲击，所述系统还包括一个限位机构，所述限 位机构设置在所述套筒中，且设置在所述每组套筒的下端；所述限位机构为一组限位钢棒。 所述每根限位钢棒分别穿过各个套筒，且所述限位钢棒与所述加载横梁框架刚性连接为了减少外界对加载过程干扰，提高精确度，所述系统还包括一个温箱，所述温箱 设置在所述横梁框架内；温箱内包含所述的加载机构和承载器；且在所述温箱的顶端设置 有螺杆孔，所述的螺杆通过螺杆孔探进温箱与所述加载框架固定连接；所述系统还包括一个维修通道，设置在所述横梁框架上。考虑到加载盘的刚度，将上端加载盘用整体用线切割及加工中心按设计功能完成 机加工，所述加载框架采用不锈钢lCrl8Ni9Tc(304)材料制成。本发明由于提供了一种温箱内可自动加载系统，且该系统的电气驱动装置放在温 箱外部，延长了机构使用寿命。同时自动加载过程，减少了人员因素对测试环境的影响。本 发明针对不同的砝码加载盘，实现了不同载荷的自动组合，由于系统中还设置了限位机构， 实现无冲击加载。
图1为本发明一种衡器型式评价自动加载系统的结构示意图；图2为本发明侧面结构示意图；上述各幅附图中的具体技术内容将结合下述的具体实施方式
加以说明。
具体实施例方式图1为本发明一种衡器型式评价自动加载系统的结构示意图和图2为本发明侧面 结构示意图中，一种衡器型式评价自动加载系统，所述系统包括驱动机构2、加载机构和加 载支撑结构；所述系统还包括一个载荷传递部件，且所述驱动机构2通过所述载荷传递部 件与所述的加载机构连接；所述驱动机构2包括电机，用于产生驱动力；所述载荷传递部件包括螺杆7，通过 所述螺杆7将驱动力传递给所述的加载机构，驱动加载动作；所述支撑加载结构包括一个 横梁框架6，用于支撑所述的加载机构。为了实现加载过程，所述加载机构包括加载框架5、套筒8和砝码固定结构；所述 螺杆7与加载框架5固定连接；所述加载框架5包括一个支撑圆盘和一组所述套筒8，所述每一个套筒8垂直刚性 固定在所述加载框架5上；所述的每一个砝码固定结构包括砝码固定爪9 ；且在每一个套筒 8上刚性套接固定一组砝码固定结构。为了使加载的异形砝码11与套筒8连接，所述每一组砝码固定结构垂直套接在每 一个套筒8上，且在所述每个套筒8间的同一水平高度上设置有相同的砝码固定结构；在所述砝码固定爪9上设置有砝码11的定位结构，且在砝码11上设置有互相适 配的固定爪定位结构，所述互相适配的定位结构为凸凹卡接形式。所述加载机构中套筒8的数量为3个；所述每一个套筒8上刚性套接砝码固定结 构的数量为10个。系统中，驱动机构用于驱动加载机构，实现加载过程。为了实现该目的，所述驱动 机构还包括控制单元和电源；所述控制单元包括控制模块和驱动模块；所述驱动模块包括 伺服电机、直线轴承、同步带和滚珠丝杠；所述同步带与伺服电机的轴以及所述滚珠丝杠中 的滚珠连接。而滚珠和丝杠配合使转动变成直线运动。所述控制模块将驱动指令传递给所述伺服电机，交流伺服电机通电后转动，通过 同步带使滚珠转动，由于滚珠转动带动所述滚珠丝杠中的丝杠上下直线位移运动，所述丝 杠与所述螺杆刚性连接，进而驱动所述加载机构进行加载。为了精确实现自动加载，所述驱动机构中还包括位移传感器；所述控制单元中还 包括信号处理单元和信号输出单元；所述位移传感器将所述螺杆上下位移信号传输给所述 信号处理单元，所述信号处理单元根据位移量计算出对应的加载负荷的位置，并将所述信 号通过所述信号输出单元输出，实现负荷的准确加载。为了在加载时减少对承载器表面的冲击，所述系统还包括一个限位机构，所述限 位机构设置在所述套筒中，且设置在所述每组套筒的下端；所述限位机构为一组限位钢棒 10。所述每根限位钢棒10分别穿过各个套筒8，且所述限位钢棒10与所述加载横梁6框架 刚性连接。为了减少外界对加载过程干扰，提高精确度，所述系统还包括一个温箱1，所述温 箱1设置在所述横梁框架6内；温箱1内包含所述的加载机构和承载器12 ；且在所述温箱 1的顶端设置有螺杆孔，所述的螺杆通过螺杆孔探进温箱1与所述加载框架5固定连接；所述系统还包括一个维修通道3，设置在所述横梁框架6上。考虑到加载盘的刚度，将上端加载盘用整体用线切割及加工中心按设计功能完成 机加工，所述加载框架5采用不锈钢lCrl8Ni9Tc(304)材料制成。具体实现中，将不锈钢组成的异形砝码11悬挂在温箱1内。所述驱动机构设置在横梁框架上。加载过程通过伺服电机、滚珠丝杠及直线轴承和控制单元，计算机进行加载， 用计算机发出控制指令，控制单元发出控制信号给伺服电机，伺服电机动作，进而带动滚珠 丝杠及螺杆运动，进行实现砝码全自动加载及数据采集。位移传感器根据螺杆的位移量确 定砝码的加载行程，由初级砝码的位置开关判定砝码的零点位置，通过直线轴承控制垂直 运动。加载盘是与三根套筒刚性连接的圆盘，它连接在滚珠丝杠下方。每一层异型砝码之 间的距离是固定的，IOmm的距离，异型砝码的厚度120mm随着滚珠丝杠和框架的下降，异型 砝码跟着下降，每下降IOmm就可以加载1级砝码。上一级砝码与下一级砝码接触后，随着 砝码框架的下降，爪和砝码自然脱离。考虑到加载盘的刚度，将上端加载盘用整体线切割及加工中心按设计功能完成机 加工，材料不锈钢lCrl8Ni9Tc(304)。为了防止吊挂与衡器台面的相撞，下端最后一级利用 限位棒，防止下端支撑转角不会冲击被检衡器台面。驱动机构置于温箱之外。砝码升降机构用松下伺服电机及伺服控制器进行驱动，用同步带及滚珠丝杠进行 传动，Z向位移用位移传感器进行位移的精度传动，驱动机构固定于温箱上端的梁上。上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本 发明上述具体实施方式
所描述的方法，因此前面描述的方式只是一个具体的实施例，而并 不具有限制性的意义。
权利要求
一种衡器型式评价自动加载系统，所述系统包括驱动机构、加载机构和加载支撑结构；其特征在于，所述系统还包括一个载荷传递部件，且所述驱动机构通过所述载荷传递部件与所述的加载机构连接；所述驱动机构包括电机，用于产生驱动力；所述载荷传递部件包括螺杆，通过所述螺杆将驱动力传递给所述的加载机构，驱动加载动作；所述支撑加载结构包括一个横梁框架，用于支撑所述的加载机构。
2.根据权利要求1所述的一种衡器型式评价自动加载系统，其特征在于，所述加载机构包括加载框架、套筒和砝码固定结构；所述螺杆与加载框架固定连接；所述加载框架包括一个支撑圆盘和一组所述套筒，所述每一个套筒垂直刚性固定在所 述加载框架上；所述的每一个砝码固定结构包括砝码固定爪；且在每一个套筒上刚性套接 固定一组砝码固定结构。
3.根据权利要求2所述的一种衡器型式评价自动加载系统，其特征在于，所述每一组砝码固定结构垂直套接在每一个套筒上，且在所述每个套筒间的同一水平 高度上设置有相同的砝码固定结构；在所述砝码固定爪上设置有砝码的定位结构，且在砝码上设置有互相适配的固定爪 定位结构，所述互相适配的定位结构为凸凹卡接形式、挂接、套接方式或吸附力连接中的一 种。
4.根据权利要求2或3所述的一种衡器型式评价自动加载系统，其特征在于，所述加载机构中套筒的数量为3-6个；所述每一个套筒上刚性套接砝码固定结构的数 量为10-15个。
5.根据权利要求4所述的一种衡器型式评价自动加载系统，其特征在于，所述加载机构中套筒的数量为3个；所述每一个套筒上刚性套接砝码固定结构的数量 为10个。
6.根据权利要求1所述的一种衡器型式评价自动加载系统，其特征在于，所述驱动机构还包括控制单元和电源；所述控制单元包括控制模块和驱动模块；所述 驱动模块包括伺服电机、直线轴承、同步带和滚珠丝杠；所述同步带与伺服电机的轴以及所 述滚珠丝杠中的滚珠连接；所述控制模块将驱动指令传递给所述伺服电机，伺服电机通过同步带，带动所述滚珠 丝杠中的丝杠上下直线位移运动，所述丝杠与所述螺杆刚性连接，进而驱动所述加载机构 进行加载。
7.根据权利要求1或6所述的一种衡器型式评价自动加载系统，其特征在于，所述驱动机构中还包括位移传感器；所述控制单元中还包括信号处理单元和信号输出单元；所述位移传感器将所述螺杆上下位移信号传输给所述信号处理单元，所述信号处 理单元根据位移量计算出对应的加载负荷的位置，并将所述信号通过所述信号输出单元输 出，实现负荷的准确加载。
8.根据权利要求1所述的一种衡器型式评价自动加载系统，其特征在于，所述系统还包括一个限位机构，用于加载时减少对承载器表面的冲击；所述限位机构 设置在所述套筒中，且设置在所述每组套筒的下端；所述限位机构为一组限位钢棒，所述每 根限位钢棒分别穿过各个套筒，且所述限位钢棒与所述加载横梁框架刚性连接。
9.根据权利要求1所述的一种衡器型式评价自动加载系统，其特征在于， 所述系统还包括一个温箱，用于减少外界对加载过程干扰，提高精确度；所述温箱设置 在所述横梁框架内；温箱内包含所述的加载机构和承载器；且在所述温箱的顶端设置有螺 杆孔，所述的螺杆通过螺杆孔探进温箱与所述加载框架固定连接； 所述系统还包括一个维修通道，设置在所述横梁框架上。
10.根据权利要求2所述的一种衡器型式评价自动加载系统，其特征在于， 所述加载框架采用不锈钢lCrl8Ni9Tc(304)材料制成。
全文摘要
本发明属于衡器计量领域，是一种在衡器型式的评价体系中用到的加载系统，尤其是涉及一种在300-3000kg衡器的型式评价中用到的自动加载系统。所述系统包括驱动机构、加载机构和加载支撑结构；所述系统还包括一个载荷传递部件，且所述驱动机构通过所述载荷传递部件与所述的加载机构连接；本发明由于提供了一种温箱内可自动加载系统，且该系统的电气驱动装置放在温箱外部，延长了机构使用寿命。同时自动加载过程，减少了人员因素对测试环境的影响。本发明针对不同的砝码加载盘，实现了不同载荷的自动组合，由于系统中还设置了限位机构，实现无冲击加载。
文档编号G01G23/01GK101832811SQ20091008720
公开日2010年9月15日 申请日期2009年6月19日 优先权日2009年6月19日
发明者丁京鞍, 吴鲲, 姚弘, 孙桥, 张强, 张跃, 李涛, 王健, 蔡常青, 过立雄, 钟瑞麟 申请人:中国计量科学研究院