一种具有沟槽互联砝码选取技术的大质量测量装置的制作方法

本申请涉及一种用于测量砝码质量的测量装置。

背景技术：

现有技术中的砝码配衡装置通常以手动或自动方式加载配衡砝码。手动加载配衡砝码费时费力，效率较低。因此，自动化加载配衡砝码是计量检定的趋势。现有技术中的配衡砝码自动加载装置通常使用抓钩来抓取并且保持配衡砝码，这样做存在一些弊端。以底部设有栅格平板的抓钩为例，其抓钩结构不稳固，存在缝隙，因此在加载配衡砝码时，配衡砝码容易掉落，影响测量的正常进行。此外，现有技术中的砝码配衡装置能够加载的配衡砝码数量较少，导致由配衡砝码组成的配衡质量范围较小。

技术实现要素：

本申请的目的是解决现有技术中的质量比较仪或机械式天平的配衡砝码加载稳定性较低，能够加载的配衡砝码数量较少，以及由配衡砝码组成的配衡质量范围较小的问题。

本申请公开了一种用于测量砝码质量的测量装置，所述测量装置包括：机架；主梁，所述主梁被支撑在机架上；配衡系统，所述配衡系统加载于主梁的一端并且包括环形的配衡砝码；称量系统，所述称量系统加载于主梁的另一端；砝码传送系统，所述砝码传送系统能够将标准砝码或待测砝码运送和加载到称量系统中以及从称量系统中卸载和运走；以及控制系统，所述控制系统包括安装在机架中的光学传感器，安装在主梁上的激光位移传感器，显示器，以及与光学传感器、激光位移传感器和显示器电连接的控制单元。配衡系统能够自动选中和加载任意组合的配衡砝码。这样做的优点是，配衡系统能够加载大量的配衡砝码并且能够在较大范围内，以较小质量为单位进行砝码配衡。

根据本申请的可行实施方式，配衡系统还包括配衡砝码架。配衡砝码架中设有上下叠放的多个砝码选取装置。砝码选取装置包括提杆驱动层和砝码层。砝码层呈圆盘状并且设有配衡砝码。提杆驱动层定位在配衡砝码上方。

根据本申请的可行实施方式，提杆驱动层呈圆盘形并且设有伺服电机、提杆孔、提杆和连杆。伺服电机固定在提杆驱动层上方并且由控制单元控制。提杆孔呈弓形并且沿提杆驱动层周向延伸。提杆从提杆驱动层上方穿过提杆孔延伸到对应的砝码层上方。连杆的一端连接到伺服电机、另一端连接到提杆，并且能够将伺服电机的运动转换成提杆在提杆孔中沿提杆驱动层周向的运动。

根据本申请的可行实施方式，提杆下端固定有垂直于提杆的圆片。圆片的直径大于提杆的直径。挂接件固定在配衡砝码上。挂接件的上部设有宽度大于或等于提杆直径且小于圆片直径的细槽孔。细槽孔下方与宽度大于圆片直径的粗槽孔连接，以使得在提杆下端处于挂接件中且配衡砝码向下运动的情况下。挂接件能够将提杆钩住，以实现配衡砝码的加载。这样做的优点是，能够实现较高的配衡砝码加载稳定性。

根据本申请的可行实施方式，机架还包括能够将主梁升起或放下的主梁电机。控制系统能够控制主梁电机，以使得在主梁被升起或放下的过程中，主梁两侧的载荷能够同步加载和卸载。

根据本申请的可行实施方式，提杆的长度为10～15mm。提杆的直径为5～8mm。圆片的直径为16～20mm。细槽孔的高度为10～13mm。粗槽孔的高度为25～30mm。

根据本申请的可行实施方式，在配衡砝码架的其中一个砝码选取装置中，提杆驱动层上设有四个伺服电机，砝码层上设有对应的同心布置的四个配衡砝码，四个配衡砝码的重量分别为约10kg、约20kg、约20kg、约50kg。

根据本申请的可行实施方式，在配衡砝码架的其中一个砝码选取装置中，提杆驱动层上设有四个伺服电机。砝码层上设有对应的同心布置的四个配衡砝码。四个配衡砝码的重量分别为约100kg、约200kg、约200kg、约500kg。

根据本申请的可行实施方式，在配衡砝码架的其中一个砝码选取装置中，提杆驱动层上设有一个伺服电机。砝码层上设有对应的一个配衡砝码。配衡砝码的重量为约1000kg。这样做的优点是，能够实现在2000kg以内，以10kg为单位的砝码配衡。

根据本申请的可行实施方式，待测砝码的形状是立方体或柱体。

根据本申请的可行实施方式，称量系统还包括可拆除的砝码托架。砝码传送系统还包括可拆除的砝码支架和砝码托盘。在待测砝码的形状是立方体的情况下，将砝码托架和砝码支架拆除，并且将砝码托盘安装到砝码传送系统中，以使得待测砝码能够借助于砝码托盘加载到称量系统中。在待测砝码的形状是柱体的情况下，将砝码托盘拆除，并且将砝码托架和砝码支架分别安装到称量系统和砝码传送系统中，以使得待测砝码能够借助于砝码托架和砝码支架加载到称量系统中。这样做的优点是，称量系统能够兼容不同形状的待测砝码，扩大了测量装置的可用范围。

附图说明

为了更加透彻地理解本申请的目的和优点，应当结合附图阅读下文中的具体实施方式。在各附图中，相同的附图标记用于相同的部件。

图1是根据本申请的可行实施方式的测量装置的示意图；

图2是图1中的测量装置的机架的立体图；

图3是图1中的测量装置的主梁的示意图；

图4是图1中的测量装置的配衡系统的立体图；

图5A和图5B是图6中的配衡系统的局部俯视图和局部侧视图；

图6是图1中的测量装置的称量系统的立体图；

图7是图1中的测量装置的砝码传送系统的立体图；以及

图8是图1中的测量装置的控制系统的示意图。

具体实施方式

图1是根据本申请的可行实施方式的测量装置1的示意图。如图所示，测量装置1包括机架100、主梁200、配衡系统300、称量系统400、砝码传送系统500和控制系统600。机架100经由主梁200与配衡系统300和称量系统400连接。

图2是图1中的测量装置1的机架100的立体图。如图所示，机架100包括主梁电机101。机架100能够经由主梁电机101将主梁200升起或放下。在主梁200放置在机架上100的情况下，主梁能够绕主梁中轴线A轻微摆动。

图3是图1中的测量装置1的主梁200的示意图。如图所示，主梁200包括沿垂直于主梁200的方向从主梁200向外延伸的支撑杆201。支撑杆201能够放置在主梁电机101上，以使得主梁200借助于主梁电机101支撑在机架100上。

图4是图1中的测量装置1的配衡系统300的立体图。如图所示，配衡系统300包括配衡系统连接件301、配衡砝码302、配衡砝码架303和配衡电机304。配衡系统300借助于配衡系统连接件304加载到主梁200上。配衡砝码架303中设置有一个或多个配衡砝码302。配衡砝码架303支撑在配衡电机304上。配衡电机304能够推动配衡砝码架303上下移动，从而能够实现配衡系统300的加载和卸载。砝码选取装置305设置在配衡砝码架303上，用于钩起配衡砝码302，以使得配衡砝码架303的总重量改变，从而起到配衡作用。

图5A和图5B是图4中的配衡系统300的局部俯视图和局部侧视图。配衡砝码架303中设有上下叠放的多个砝码选取装置305。砝码选取装置305包括提杆驱动层306和砝码层307。砝码层上设有配衡砝码302。提杆驱动层306定位在配衡砝码302上方。

提杆驱动层306呈圆盘形并且设有伺服电机308、提杆孔309、提杆310和连杆311。伺服电机308固定在提杆驱动层306上方并且由控制单元603控制。提杆孔309呈弓形并且沿提杆驱动层306周向延伸。提杆310从提杆驱动层306上方穿过提杆孔309延伸到对应的砝码层307上方。连杆311的一端连接到伺服电机308、另一端连接到提杆310，并且能够将伺服电机308的运动转换成提杆310在提杆孔中310沿提杆驱动层306周向的运动。

提杆310下端固定有垂直于提杆的圆片312。圆片312的直径大于提杆310的直径。挂接件313固定在配衡砝码302上。挂接件313的上部设有宽度大于或等于提杆310直径且小于圆片312直径的细槽孔。细槽孔下方与宽度大于圆片直径的粗槽孔连接，以使得在提杆310下端处于挂接件313中且配衡砝码302向下运动的情况下，挂接件313能够将提杆310钩住，以实现配衡砝码302的加载。

在可行实施方式中，提杆310的长度为10～15mm。提杆310的直径为5～8mm。圆片312的直径为16～20mm。细槽孔315的高度为10～13mm。粗槽孔316的高度为25～30mm。

在可行实施方式中，在配衡砝码架303的其中一个砝码选取装置305中，提杆驱动层306上设有四个伺服电机308。砝码层307上设有对应的同心布置的四个配衡砝码302，四个配衡砝码302的重量分别为约10kg、约20kg、约20kg、约50kg。

在可行实施方式中，在配衡砝码架303的其中一个砝码选取装置305中，提杆驱动层306上设有四个伺服电机308。砝码层307上设有对应的同心布置的四个配衡砝码302，四个配衡砝码302的重量分别为约100kg、约200kg、约200kg、约500kg。

在可行实施方式中，在配衡砝码架303的其中一个砝码选取装置305中，提杆驱动层上设有一个伺服电机308。砝码层上设有对应的一个配衡砝码302。配衡砝码302的重量为约1000kg。

图6是图1中的测量装置1的称量系统400的立体图。如图所示，称量系统400包括称量系统连接件401、称量支架402、砝码托架403和称量电机404。称量系统400借助于称量系统连接件401加载到主梁200上。称量支架402支撑在称量电机404上。称量电机404能够推动称量支架402上下移动，从而实现称量系统400的加载和卸载。砝码托架403在顶部具有凹部并且能够根据需要安装在称量系统400中或从称量系统400中拆除，以适应不同形状的待测砝码。

图7是图1中的测量装置1的砝码传送系统500的立体图，示出了砝码传送系统与称量系统的相对位置关系。如图所示，砝码传送系统500包括传送导轨501、传送车502、标准砝码503和待测砝码504。传送导轨501在称量支架402下方延伸。传送车502能够在传送导轨501上滑动，以使得传送车502能够进出称量支架402，从而能够将标准砝码503或待测砝码504运送和加载到称量系统400中以及从称量系统中卸载和运走。传送车502具有沿滑动方向延伸的中间槽。在待测砝码504的形状为圆柱体的情况下，中间槽能够容纳待测砝码504的一部分。在中间槽两侧布置有在顶部具有凹部并且可拆除的砝码支架505。

待测砝码504的形状通常是长方体或圆柱体。在待测砝码504的形状为圆柱体的情况下，在圆柱体的两个端面中心均配置有垂直向外延伸的支撑柱506。支撑柱506放置在对应的砝码支架505的凹部中以便被运送，从而防止待测砝码504在传送车502滑动期间晃动或跌落。

图8是图1中的测量装置1的控制系统600的示意图。如图所示，控制系统600包括光学传感器601、激光位移传感器602、控制单元603和显示器604。光学传感器601设置在机架100内部并且能够以图像处理(例如光学折射)的方式测定机架100的位移。如图3所示，激光位移传感器602与主梁中轴线A等距地设置在主梁200的两侧并且能够以激光位移定位的方式测定机架100的位移。

控制单元603与光学传感器601、激光位移传感器603、主梁电机101、配衡电机304和称量电机404电性连接。显示器604连接到控制单元603，用于显示光学传感器601和激光位移传感器602的输出以及测量装置1的其它参数。控制单元603能够控制主梁电机101、配衡电机304、称量电机404和传送车502。

以下参照图6和图7描述将标准砝码503和待测砝码504加载到称量系统400中的过程。

在标准砝码503的加载过程中，将砝码托架403和砝码支架505拆除，并且将砝码托盘507安装到传送车502上。首先，将一个或多个标准砝码503放置在传送车502顶部的砝码托盘507中。随后，控制单元603控制传送车502进入到称量支架402中。随后，控制单元603控制称量电机404将称量支架402升起，以使得放置有一个或多个标准砝码503的砝码托盘507从传送车502上落到称量支架402上。随后，控制单元603控制传送车502离开称量支架402。最后，控制单元603控制称量电机404将称量支架402放回原位，以便进行后续操作。

在待测砝码504的加载过程中，在待测砝码504的形状为柱体的情况下，将砝码托盘507拆除，并且将砝码托架403和砝码支架505分别安装到称量支架402和传送车502上。首先，将待测砝码504放置在传送车502顶部的砝码支架505上，以使得待测砝码504的支撑柱506放置在对应的砝码支架505的凹部中。控制单元603控制传送车502进入到称量支架402中，具体是使得支撑柱506移动到砝码托架403上方并且对准砝码托架403的凹部。随后，控制单元603控制称量电机404运转以将称量支架402升起，以使得待测砝码504从传送车502的砝码支架505上落到称量支架402的砝码托架403上。随后，控制单元603控制传送车502离开称量支架402。最后，控制单元603控制称量电机404运转以将称量支架402放回原位，以便进行后续操作。

在待测砝码504的加载过程中，在待测砝码504的形状为立方体的情况下，将砝码托架403和砝码支架505拆除，并且将砝码托盘507安装到传送车502上。首先，将一个或多个待测砝码504放置在传送车502顶部的砝码托盘507中。随后，控制单元603控制传送车502进入到称量支架402中。随后，控制单元603控制称量电机404将称量支架402升起，以使得放置有一个或多个待测砝码504的砝码托盘507从传送车502上落到称量支架402上。随后，控制单元603控制传送车502离开称量支架402。最后，控制单元603控制称量电机404将称量支架402放回原位，以便进行后续操作。

标准砝码503或待测砝码504的卸载过程的步骤顺序与其加载过程相反。

尽管本申请的实施方式已在上文中被展示和描述，然而，本申请的实施方式不限于所示的细节，因为将会被理解的是，各种省略、改型、替代、以及形式上的改变以及所展示的本申请的实施方式的细节和其操作能够由本领域中的技术人员在不以任何方式背离本申请的实施方式的精神的情况下做出。