一种架式钢卷尺检验用自动收卷装置的制作方法

1.本发明属于架式钢卷尺技术领域，具体为一种架式钢卷尺检验用自动收卷装置。


背景技术：

2.架式钢卷尺是工程测量、家庭必备工具之一，通过将金属卷尺卷在钢卷尺中，在需要进行测量工作的时候，将卷尺拉出来实现测量功能，目前，对于架式钢卷尺的检验越来越趋向于自动化，即将架式钢卷尺的收放自动化，无需人工操作，因此需要一种架式钢卷尺检验用自动收卷装置。
3.目前，现有的架式钢卷尺检验用自动收卷装置在使用时存在以下缺陷：钢卷尺在收起来时，大量的卷尺圈在一起，由于缺乏压力限制措施，在运输的过程中，因卷起来而导致厚度增加的卷尺容易在没有压力限制的情况下发生不同厚度的偏移，这样便导致在放卷尺的时候，相接触的卷尺因为偏移的缘故摩擦力增大，使得卷尺放的不够顺畅。
4.同时，卷尺在收卷的过程中，因为自动化加入了电机，收卷速度恒定，但随着收卷量的增加，后期的收卷由于缺乏夹持限位措施，卷尺的两端容易与外架接触并导致收卷的不顺畅。
5.另外，由于采用电机驱动收卷，在检测时钢卷尺被带动移动的过程中容易出现速度过快的情况，而电机的输出轴通过齿轮和卷尺内轴是固定连接的，如果卷尺的速度大于电机的转速，容易造成对电机的损坏。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种架式钢卷尺检验用自动收卷装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种架式钢卷尺检验用自动收卷装置，包括尺架、旋转手柄、开关及开设于尺架中部的放置区，所述放置区的内部活动套接有转轴，所述转轴的外表面缠绕有卷尺，所述转轴的顶端固定连接有旋转手柄，所述尺架的顶部通过固定架固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴固定连接有离合筒，所述离合筒的内部设置有离合机构，所述离合筒的另一侧固定连接有套筒，所述套筒的内部活动套接有传动柱，所述传动柱和转轴通过锥形齿轮传动连接，放置区内壁的上下两侧均开设有夹持槽，上下两个所述夹持槽的内部活动套接有移动柱，所述移动柱的外表面活动套接有活动筒，所述移动柱的外表面通过连接柱固定连接有连接环，所述连接环的内部活动套接有挤压柱，所述挤压柱的两端分别固定连接有限位块和连接块，所述挤压柱的外表面活动套接有三号弹簧和二号弹簧；本装置在运输时，由于卷尺全部呈收卷状态，三号弹簧呈拉伸状态，二号弹簧呈被压缩状态，带动连接环向挤压柱的向心端施压，带动连接柱、移动柱和活动筒对卷尺的外表面进行施压，从而使得呈收卷状态的卷尺内外圈接触部分的接触程度更加紧密，能够有效避免卷尺的不同厚度层之间产生的偏移。
8.本装置在使用时：放：启动伺服电机，带动离合筒、固定筒、卡柱和传动柱转动，通过传动柱和转轴上面的锥形齿轮带动转轴转动，使得卷尺转动并向外释放，卷尺在转动的过程中带动活动筒转动，随着卷尺的逐渐释放，呈收卷状态的卷尺的直径逐渐减小，三号弹簧的拉伸状态和二号弹簧的压缩状态持续降低并通过连接环、移动柱和活动筒对卷尺施压，使得卷尺始终保持规整。
9.收：启动伺服电机控制反转，然后带动离合筒、固定筒、卡柱和传动柱反向转动，通过传动柱和转轴上面的锥形齿轮带动转轴转动，使得卷尺转动并逐渐收卷，使得卷尺的直径值逐渐增大，带动活动筒和移动柱朝挤压柱的背心端方向移动，三号弹簧被重新拉伸，二号弹簧被重新压缩。
10.通过设置有三号弹簧和二号弹簧以不同的受力状态同时对连接环施压，然后带动移动柱和活动筒向挤压柱的向心端施压，让活动筒的外表面对呈收卷状态的卷尺进行施压，从而使得呈收卷状态的卷尺内外圈接触部分的接触程度更加紧密，能够有效避免卷尺的不同厚度层之间产生的偏移。
11.通过设置有三号弹簧对连接环产生拉力，通过设置有二号弹簧对连接环产生推力，带动连接柱、移动柱和活动筒向挤压柱的向心端施压，使得卷尺在收放时产生自身直径值的变化，带动活动筒始终与卷尺的外表面紧密贴合，实现动力收卷之外的夹持功能，在卷尺收卷的全程保持夹持力的输出，当连接环移动至与限位块接触时，会带动挤压柱、连接块和二号弹簧同步移动，使得连接环只受到来自三号弹簧的拉力，保持连接环的始终受力，从而使得卷尺的收卷更加顺畅。
12.优选的，所述离合机构包括离合筒、套筒和传动柱，所述传动柱的外表面开设有五个等角度分布的卡槽，所述离合筒的内表面固定连接有五个等角度分布的固定筒，所述固定筒的内部活动套接有一号弹簧和卡柱，所述卡柱通过一号弹簧弹性支撑于固定筒的内部，所述卡柱的另一端活动卡接在卡槽的内部，所述离合筒通过卡柱与传动柱传动连接；伺服电机在启动后会带动离合筒、固定筒、一号弹簧、卡柱和传动柱高速转动，在离合筒的内部产生离心力，使得卡柱沿着固定筒的轴向移动并对一号弹簧施压，此时，卡柱的外侧一端依然卡接在卡槽的内部，当检测设备带动尺架移动的速度过快，会导致卷尺的转速过快，进而导致整个离合机构的转过快，此时，离合筒的内部的离心力过大，从而导致卡柱完全离开卡槽的内部，导致离合筒不再带动传动柱转动，来自伺服电机的动力被切断，离合筒不再与传动柱保持同步转动，伺服电机的输出轴得到保护。
13.通过设置有卡柱卡接在卡槽的内部，一方面完成伺服电机的动力向传动柱传输，同时，通过设置有传动柱在卷尺的转速过快时，将速度传递至传动柱，然后带动卡柱和离合筒高速转动，使得高速转动下产生的离心力带动卡柱向固定筒的内部移动并脱离对卡槽内部的卡接，使得传动柱与离合筒的连接中断，来自伺服电机的动力被切断，离合筒不再与传动柱保持同步转动，伺服电机的输出轴得到保护。
14.优选的，所述挤压柱朝向转轴轴向的一端为向心端且另一端为背心端，所述限位块和连接块分别固定连接于挤压柱的向心端和背心端，所述挤压柱的两端分别与连接环和连接块弹性连接，所述三号弹簧的两端分别与夹持槽和连接环弹性连接；三号弹簧和二号弹簧通过位置的设计产生了对连接环方向相同的压力，使得连接
环在移动时所受的合力不会产生太大的变化，有助于对卷尺的施压稳定。
15.优选的，所述卷尺完全收卷在放置区中时三号弹簧和二号弹簧分别处于被拉伸和被压缩的状态；如图11所示，卷尺在完全收卷时其呈收卷状态的部分直径值最大，因此移动柱在夹持槽的外边缘，此时，二号弹簧被压缩，三号弹簧被拉伸，二者产生的回弹力均作用于卷尺的方向，使得活动筒的外表面始终能够紧贴于卷尺的外表面，实现对卷尺的夹持功能以及运输状态下的放便宜功能。
16.优选的，所述活动筒的厚度值与卷尺的厚度值相同，所述活动筒的外表面始终与卷尺的外表面紧密接触；活动筒的外表面与卷尺呈收卷部分的外表面保持紧密接触，来自二号弹簧和三号弹簧的回弹力支持，二者的厚度至相同能够避免其上下便于对放置区的内部进行施压磨损。
17.优选的，所述离合机构还包括固定安装在尺架顶部的防护罩，所述防护罩的前后两端均开设有斜向设计的散热孔，所述防护罩的顶部固定安装有开关；转轴和传动柱相对端连接的锥形齿轮可通过防护罩的加装防止环境灰尘的侵扰，散热孔则能够为伺服电机提供相对应的散热功能。
18.优选的，所述卡柱位于卡槽内部的一端为圆弧过渡设计，所述卡柱的适配卡接于卡槽中；如图4所示，此为完全静止的状态，卡柱的离心力消失其完全由一号弹簧施压并作用与卡柱的一端，将卡柱的另一端卡接在卡槽的内部，能实现伺服电机向传动柱的动力输出，而当传动柱的转速过快时，同时增加的离心力能够带动卡柱离开卡槽的内部，使离合筒和传动柱的转动连接消除，有效保护伺服电机的输出轴。
19.优选的，所述连接环的外径值与连接块的直径值相等，所述限位块的直径值小于连接环的外径值且位于三号弹簧的内部；连接环在移动时接触到限位块时可带动限位块一起移动，从而将与限位块连接的挤压柱、二号弹簧和连接块带动一起移动，保持连接环的受力平衡。
20.优选的，所述套筒的纵截面性质为上下对称的直角“z”形，所述传动柱适配套接于套筒的内部；套筒活动套接在传动柱的外表面，主要为转动的传动柱提供导向功能，使得传动柱转动得更加稳定。
21.本发明的有益效果如下：1、本发明通过设置有三号弹簧和二号弹簧以不同的受力状态同时对连接环施压，然后带动移动柱和活动筒向挤压柱的向心端施压，让活动筒的外表面对呈收卷状态的卷尺进行施压，从而使得呈收卷状态的卷尺内外圈接触部分的接触程度更加紧密，能够有效避免卷尺的不同厚度层之间产生的偏移。
22.2、本发明通过设置有三号弹簧对连接环产生拉力，通过设置有二号弹簧对连接环产生推力，带动连接柱、移动柱和活动筒向挤压柱的向心端施压，使得卷尺在收放时产生自身直径值的变化，带动活动筒始终与卷尺的外表面紧密贴合，实现动力收卷之外的夹持功能，在卷尺收卷的全程保持夹持力的输出，当连接环移动至与限位块接触时，会带动挤压
柱、连接块和二号弹簧同步移动，使得连接环只受到来自三号弹簧的拉力，保持连接环的始终受力，从而使得卷尺的收卷更加顺畅。
23.3、本发明通过设置有卡柱卡接在卡槽的内部，一方面完成伺服电机的动力向传动柱传输，同时，通过设置有传动柱在卷尺的转速过快时，将速度传递至传动柱，然后带动卡柱和离合筒高速转动，使得高速转动下产生的离心力带动卡柱向固定筒的内部移动并脱离对卡槽内部的卡接，使得传动柱与离合筒的连接中断，来自伺服电机的动力被切断，离合筒不再与传动柱保持同步转动，伺服电机的输出轴得到保护。
附图说明
24.图1为本发明结构的正面外观示意图；图2为本发明结构的侧面外观示意图；图3为本发明结构的侧面剖切示意图；图4为本发明图3中a处结构的放大示意图；图5为本发明结构的正面剖切示意图；图6为本发明移动柱、活动筒、挤压柱、限位块、二号弹簧、三号弹簧、连接环、连接块和连接柱的分离示意图；图7为本发明离合机构的正面局部剖切示意图；图8为本发明结构的侧面局部剖切示意图；图9为本发明离合机构的分离示意图；图10为本发明结构俯视局部剖切示意图；图11为本发明图10中b处结构的放大示意图。
25.图中：1、尺架；2、放置区；3、卷尺；4、防护罩；5、散热孔；6、固定架；7、伺服电机；8、离合筒；9、套筒；10、传动柱；11、转轴；12、卡槽；13、固定筒；14、一号弹簧；15、卡柱；16、夹持槽；17、移动柱；18、活动筒；19、挤压柱；20、限位块；21、二号弹簧；22、三号弹簧；23、连接环；24、连接块；25、连接柱；26、旋转手柄；27、开关。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.如图1至图11所示，本发明实施例中，一种架式钢卷尺检验用自动收卷装置，包括尺架1、旋转手柄26、开关27及开设于尺架1中部的放置区2，放置区2的内部活动套接有转轴11，转轴11的外表面缠绕有卷尺3，转轴11的顶端固定连接有旋转手柄26，尺架1的顶部通过固定架6固定安装有伺服电机7，伺服电机7的输出轴固定连接有离合筒8，离合筒8的内部设置有离合机构，离合筒8的另一侧固定连接有套筒9，套筒9的内部活动套接有传动柱10，传动柱10和转轴11通过锥形齿轮传动连接，放置区2内壁的上下两侧均开设有夹持槽16，上下两个夹持槽16的内部活动套接有移动柱17，移动柱17的外表面活动套接有活动筒18，移动柱17的外表面通过连接柱25固定连接有连接环23，连接环23的内部活动套接有挤压柱19，
挤压柱19的两端分别固定连接有限位块20和连接块24，挤压柱19的外表面活动套接有三号弹簧22和二号弹簧21；本装置在运输时，由于卷尺3全部呈收卷状态，三号弹簧22呈拉伸状态，二号弹簧21呈被压缩状态，带动连接环23向挤压柱19的向心端施压，带动连接柱25、移动柱17和活动筒18对卷尺3的外表面进行施压，从而使得呈收卷状态的卷尺3内外圈接触部分的接触程度更加紧密，能够有效避免卷尺3的不同厚度层之间产生的偏移。
28.本装置在使用时：放：启动伺服电机7，带动离合筒8、固定筒13、卡柱15和传动柱10转动，通过传动柱10和转轴11上面的锥形齿轮带动转轴11转动，使得卷尺3转动并向外释放，卷尺3在转动的过程中带动活动筒18转动，随着卷尺3的逐渐释放，呈收卷状态的卷尺3的直径逐渐减小，三号弹簧22的拉伸状态和二号弹簧21的压缩状态持续降低并通过连接环23、移动柱17和活动筒18对卷尺3施压，使得卷尺3始终保持规整。
29.收：启动伺服电机7控制反转，然后带动离合筒8、固定筒13、卡柱15和传动柱10反向转动，通过传动柱10和转轴11上面的锥形齿轮带动转轴11转动，使得卷尺3转动并逐渐收卷，使得卷尺3的直径值逐渐增大，带动活动筒18和移动柱17朝挤压柱19的背心端方向移动，三号弹簧22被重新拉伸，二号弹簧21被重新压缩。
30.通过设置有三号弹簧22和二号弹簧21以不同的受力状态同时对连接环23施压，然后带动移动柱17和活动筒18向挤压柱19的向心端施压，让活动筒18的外表面对呈收卷状态的卷尺3进行施压，从而使得呈收卷状态的卷尺3内外圈接触部分的接触程度更加紧密，能够有效避免卷尺3的不同厚度层之间产生的偏移。
31.通过设置有三号弹簧22对连接环23产生拉力，通过设置有二号弹簧21对连接环23产生推力，带动连接柱25、移动柱17和活动筒18向挤压柱19的向心端施压，使得卷尺3在收放时产生自身直径值的变化，带动活动筒18始终与卷尺3的外表面紧密贴合，实现动力收卷之外的夹持功能，在卷尺3收卷的全程保持夹持力的输出，当连接环23移动至与限位块20接触时，会带动挤压柱19、连接块24和二号弹簧21同步移动，使得连接环23只受到来自三号弹簧22的拉力，保持连接环23的始终受力，从而使得卷尺3的收卷更加顺畅。
32.其中，离合机构包括离合筒8、套筒9和传动柱10，传动柱10的外表面开设有五个等角度分布的卡槽12，离合筒8的内表面固定连接有五个等角度分布的固定筒13，固定筒13的内部活动套接有一号弹簧14和卡柱15，卡柱15通过一号弹簧14弹性支撑于固定筒13的内部，卡柱15的另一端活动卡接在卡槽12的内部，离合筒8通过卡柱15与传动柱10传动连接；伺服电机7在启动后会带动离合筒8、固定筒13、一号弹簧14、卡柱15和传动柱10高速转动，在离合筒8的内部产生离心力，使得卡柱15沿着固定筒13的轴向移动并对一号弹簧14施压，此时，卡柱15的外侧一端依然卡接在卡槽12的内部，当检测设备带动尺架1移动的速度过快，会导致卷尺3的转速过快，进而导致整个离合机构的转过快，此时，离合筒8的内部的离心力过大，从而导致卡柱15完全离开卡槽12的内部，导致离合筒8不再带动传动柱10转动，来自伺服电机7的动力被切断，离合筒8不再与传动柱10保持同步转动，伺服电机7的输出轴得到保护。
33.通过设置有卡柱15卡接在卡槽12的内部，一方面完成伺服电机7的动力向传动柱10传输，同时，通过设置有传动柱10在卷尺3的转速过快时，将速度传递至传动柱10，然后带
动卡柱15和离合筒8高速转动，使得高速转动下产生的离心力带动卡柱15向固定筒13的内部移动并脱离对卡槽12内部的卡接，使得传动柱10与离合筒8的连接中断，来自伺服电机7的动力被切断，离合筒8不再与传动柱10保持同步转动，伺服电机7的输出轴得到保护。
34.其中，挤压柱19朝向转轴11轴向的一端为向心端且另一端为背心端，限位块20和连接块24分别固定连接于挤压柱19的向心端和背心端，挤压柱19的两端分别与连接环23和连接块24弹性连接，三号弹簧22的两端分别与夹持槽16和连接环23弹性连接；三号弹簧22和二号弹簧21通过位置的设计产生了对连接环23方向相同的压力，使得连接环23在移动时所受的合力不会产生太大的变化，有助于对卷尺3的施压稳定。
35.其中，卷尺3完全收卷在放置区2中时三号弹簧22和二号弹簧21分别处于被拉伸和被压缩的状态；如图11所示，卷尺3在完全收卷时其呈收卷状态的部分直径值最大，因此移动柱17在夹持槽16的外边缘，此时，二号弹簧21被压缩，三号弹簧22被拉伸，二者产生的回弹力均作用于卷尺3的方向，使得活动筒18的外表面始终能够紧贴于卷尺3的外表面，实现对卷尺3的夹持功能以及运输状态下的放便宜功能。
36.其中，活动筒18的厚度值与卷尺3的厚度值相同，活动筒18的外表面始终与卷尺3的外表面紧密接触；活动筒18的外表面与卷尺3呈收卷部分的外表面保持紧密接触，来自二号弹簧21和三号弹簧22的回弹力支持，二者的厚度至相同能够避免其上下便于对放置区2的内部进行施压磨损。
37.其中，离合机构还包括固定安装在尺架1顶部的防护罩4，防护罩4的前后两端均开设有斜向设计的散热孔5，防护罩4的顶部固定安装有开关27；转轴11和传动柱10相对端连接的锥形齿轮可通过防护罩4的加装防止环境灰尘的侵扰，散热孔5则能够为伺服电机7提供相对应的散热功能。
38.其中，卡柱15位于卡槽12内部的一端为圆弧过渡设计，卡柱15的适配卡接于卡槽12中；如图4所示，此为完全静止的状态，卡柱15的离心力消失其完全由一号弹簧14施压并作用与卡柱15的一端，将卡柱15的另一端卡接在卡槽12的内部，能实现伺服电机7向传动柱10的动力输出，而当传动柱10的转速过快时，同时增加的离心力能够带动卡柱15离开卡槽12的内部，使离合筒8和传动柱10的转动连接消除，有效保护伺服电机7的输出轴。
39.其中，连接环23的外径值与连接块24的直径值相等，限位块20的直径值小于连接环23的外径值且位于三号弹簧22的内部；连接环23在移动时接触到限位块20时可带动限位块20一起移动，从而将与限位块20连接的挤压柱19、二号弹簧21和连接块24带动一起移动，保持连接环23的受力平衡。
40.其中，套筒9的纵截面性质为上下对称的直角“z”形，传动柱10适配套接于套筒9的内部；套筒9活动套接在传动柱10的外表面，主要为转动的传动柱10提供导向功能，使得传动柱10转动得更加稳定。
41.工作原理及使用流程：本装置在运输时，由于卷尺3全部呈收卷状态，三号弹簧22呈拉伸状态，二号弹簧
21呈被压缩状态，带动连接环23向挤压柱19的向心端施压，带动连接柱25、移动柱17和活动筒18对卷尺3的外表面进行施压，从而使得呈收卷状态的卷尺3内外圈接触部分的接触程度更加紧密，能够有效避免卷尺3的不同厚度层之间产生的偏移；本装置在使用时：放：启动伺服电机7，带动离合筒8、固定筒13、卡柱15和传动柱10转动，通过传动柱10和转轴11上面的锥形齿轮带动转轴11转动，使得卷尺3转动并向外释放，卷尺3在转动的过程中带动活动筒18转动，随着卷尺3的逐渐释放，呈收卷状态的卷尺3的直径逐渐减小，三号弹簧22的拉伸状态和二号弹簧21的压缩状态持续降低并通过连接环23、移动柱17和活动筒18对卷尺3施压，使得卷尺3始终保持规整；收：启动伺服电机7控制反转，然后带动离合筒8、固定筒13、卡柱15和传动柱10反向转动，通过传动柱10和转轴11上面的锥形齿轮带动转轴11转动，使得卷尺3转动并逐渐收卷，使得卷尺3的直径值逐渐增大，带动活动筒18和移动柱17朝挤压柱19的背心端方向移动，三号弹簧22被重新拉伸，二号弹簧21被重新压缩；伺服电机7在启动后会带动离合筒8、固定筒13、一号弹簧14、卡柱15和传动柱10高速转动，在离合筒8的内部产生离心力，使得卡柱15沿着固定筒13的轴向移动并对一号弹簧14施压，此时，卡柱15的外侧一端依然卡接在卡槽12的内部，当检测设备带动尺架1移动的速度过快，会导致卷尺3的转速过快，进而导致整个离合机构的转过快，此时，离合筒8的内部的离心力过大，从而导致卡柱15完全离开卡槽12的内部，导致离合筒8不再带动传动柱10转动，来自伺服电机7的动力被切断，离合筒8不再与传动柱10保持同步转动，伺服电机7的输出轴得到保护。
42.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
43.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。