一种纸张厚度测定仪的凸轮的制作方法

1.本实用新型属于晶圆生产制造领域，具体而言，涉及一种纸张厚度测定仪的凸轮。


背景技术：

2.纸张厚度测定仪，是一种常用的制品检测仪器，在规定的静态负荷下，根据试验要求测量出单张纸页或一叠纸页的厚度，分别以层厚度或层积厚度表示结果。可以根据测量出的纸或纸板定量的层厚度或层积厚度，分别计算出单层紧度或层积紧度。
3.在现有造纸检测仪器行业中，其中测试纸张、纸板、卫生纸等薄型柔软材料厚度时，标准规定上测头在接触试样时，应有稳定的升降速度，其下降速度应不超过3mm/s，避免对试样造成不确定的冲击。现有纸张厚度测定仪，都采用电机带动凸轮转动、凸轮提升上测头做直线运动达到规定速度，而现有这些仪器凸轮轮廓多采用样条线拟合曲线或者采用椭圆曲线，其中拟合曲线具有许多凸点或凹点，这些凸点或凹点造成上测头运动不平稳，不可避免对试样造成的冲击不一致，而椭圆曲线不能准确提供下降速度。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种纸张厚度测定仪的凸轮，以解决现有的凸轮结构造成纸张厚度测定仪上侧头接触式样时下降速度不稳定，对式样造成不确定冲击的问题。
5.为实现本实用新型目的，采用的技术方案为：一种纸张厚度测定仪的凸轮，其特征在于，凸轮的轮廓线方程为：
6.其下降曲线公式为：
7.ρ
x
(t)＝r+(180-t)/θ
x
×
δρ，(t：θ
x
～180
°
)
8.其中：δρ＝h
×
(1/a),θ
x
＝180
°
/tc×
t
x
,tc＝tz/2，tc＝ts+t
x
+t0，仪器杠杆比为1：a，tz为凸轮转动周期，tc为测试周期，
△
ρ为凸轮曲率半径最大变化量，h为仪器提升高度，ts为上测头上升时间，t
x
为上测头下降时间，t0为上测头停留时间，θ
x
为凸轮下降转动角度，r为凸轮最小半径。
9.符合该上升曲线公式和下降曲线公式的凸轮，可以带动上侧头匀速上升和匀速下降，以保证纸张厚度测定仪的测试要求，提升测试精确度。
10.进一步的，所述凸轮的轮廓线方程：
11.其上升曲线公式为：
12.ρs(t)＝(r+δρ)-(θ
s-t)/θs×
δρ,(t：0～θs；θs＝180
°
/tc×
ts，θs为凸轮上升转动角度。
13.一种纸张厚度测定仪，其特征在于，设置有如上述的凸轮。
14.本实用新型的有益效果是：
15.一、本实用新型优化了凸轮的轮廓线，使得凸轮可以联动上测头实现均速上升和匀速下降，保证纸张厚度测定仪的测试要求，提升测试精确度。
16.二、本实用新型轮廓线可输入公式利用线切割准确加工，加工方便，不会增加制造
成本。
附图说明
17.图1：本实用新型的结构示意图；
18.图2：纸张厚度测定仪的结构示意图。
19.附图中标记及相应零部件名称：
20.1—凸轮，2—上支板，3—滑动衬套，4—活动主，5—重坨，6—上测头，7—试样，8—下测头，9—杠杆支承，10—杠杆，11—滚轮，12 —电机支架，13—下支板。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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，都属于本实用新型保护的范围。
22.图2所示为纸张厚度测定仪，包括了上支板2、下支板13、活动主4、重坨5、上测头6、下测头8和电机支架12，活动主4、重坨5和上测头6同轴固定连接，或为一体式结构；上支板2和下支板13对应位置设置衬套3，活动主4和上测头6可在衬套3内垂直运动；下测头8 固定安装，位置与上测头6相对应；电机支架12上设置有凸轮1，凸轮 1转轴固定在电机支架12上，凸轮1连接电机，由电机带动凸轮1旋转；杠杆10经杠杆支承9与下支板13相连，杠杆10绕杠杆支承9旋转，杠杆10两端分别设置滚轮11，一端滚轮11与凸轮1相切，一端滚轮11 与重坨5下端面相切。
23.使用时，电机带动凸轮1旋转，与凸轮1相切的滚轮11随着凸轮1 的旋转运动，带动所连的杠杆10绕杠杆支承9旋转，带动杠杆10另一头做相对的旋转，联动重坨5及与重坨5相连的活动主4和上测头6同步在衬套3内运动，上测头6与下测头8压紧、分离，对设置在下测头 8上的试样7进行检测。
24.图1所示出了本实用新型提供的一种纸张厚度测定仪的凸轮，因标准规定上测头上升和下降速度应小于3mm/s，测量范围不小于4mm。本仪器选取提升高度5mm，杠杆比选取1:1.5，电机选取4转/分钟永磁低速同步电机。
25.凸轮曲率半径最大变化：δρ＝5
×
1/1.5＝3.3(mm)
26.凸轮转动周期:t＝60/4＝15(s)
27.若在一个转动周期内实现提升下降，其速度：v＝5
×
2/15＝0.67(mm/s), 此速度应用于测试中，测试速度过慢，在此设计选取凸轮转动半周期实现1次测试，即测试周期，此时：v＝5
×
2/7.5＝1.33(mm/s)。当然无论上升或下降都采用此速度都满足标准要求，但为减小测试时对试样冲击，选取下降速度小于上升速度，并在测试提升到最高点时，避免由上升突变到下降而产生抖动，在最高点设置1s停留。根据以上考虑，将测试周期7.5s分为提升时间ts＝2.75s,下降时间t
x
＝3.75s,停留时间to＝1s。
28.则：vs＝5/2.75＝1.82(ρ/ts)(mm/s),v
x
＝5/3.75＝1.33(ρ/t
x
)(mm/s), 此上升速度和下降速度完全满足标准规定。
29.根据以上时间分段设计凸轮，凸轮转动半转应完成1次测试，其上升转动角度：θs＝180
°
/7.5
×
2.75＝66
°
，其下降转动角度：θ
x
＝180
°
/7.5
ꢀ×
3.75＝90
°
，其停留角度：θo＝180
°
/7.5
×
1＝24
°
。
30.根据仪器结构及其它要求，凸轮最小曲率半径选取20mm,此时凸轮轮廓线应符合：转动66
°
凸轮曲率半径应从20mm渐变到23.3mm，完成提升，转动24
°
时凸轮曲率半径23.3mm维持不变，实现停留，转动 90
°
时凸轮曲率半径从23.3mm渐变到20mm，完成下降，即凸轮转动 180
°
实现1次测试。
31.其上升段轮廓线的曲线方程为：
32.ρs(t)＝23.3-(66-t)/66
×
3.3，(t：0～66
°
)；
33.稳定段的曲线方程为:
34.ρ0(t)＝23.3，(t：66
°
～90
°
)；
35.其下降段轮廓线的曲线方程为：
36.ρ
x
(t)＝20+(180-t)/90
×
3.3，(t：90
°
～180
°
)。
37.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。