专利名称：陀螺部件接触压力的测量装置及测量方法
技术领域：
本发明涉及测量技术领域，具体地，涉及一种陀螺部件接触压力的测量装置及测
量方法。
背景技术：
在陀螺的装配调试过程中，需要检测内部结合部件之间的接触压力。传统的方法是采用指针式的拉力表，在测试时操作者要同时观察触点分离状态，又要读指针式拉力表，难以准确读数，从而影响产品的装配质量，且操作不方便。另外，指针式拉力表还存在测量量程小，测量精度低的缺点。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种陀螺部件接触压力的测量装置及测量方法。根据本发明的一个方面，提供一种陀螺部件接触压力的测量装置，包括:机械部分、电气部分和工控部分，电气部分分别与机械部分和工控部分连接，机械部分包括:减速机构1、限位开关2、螺杆3、导杆5、测力传感器7、横杆8、吊线9、固定块10、被测工件安装柱11、底座12、左撑板13、右撑板14和上盖板15，被测工件安装柱11、左撑板13和右撑板14均与底座12连接，上盖板15分别与左撑板13和右撑板14连接，减速机构I连接至上盖板15上部，螺杆3设置在上盖板15下方且穿过上盖板15与减速机构I连接，导杆5连接至上盖板15且与螺杆3相邻设置，横杆8分别与螺杆3和导杆5套接连接，且一端穿过右撑板14设置在被测工件安装柱11上方，测力传感器7和固定块10均与横杆8连接，吊线9 一端通过固定块10垂直 悬挂，另一端连接测力传感器7，限位开关2与左撑板13连接且与横杆8位置相对应。优选地，该陀螺部件接触压力的测量装置还包括螺旋铜套4，螺旋铜套4设置在螺杆3和横杆8之间。优选地，该陀螺部件接触压力的测量装置还包括铜套6，铜套6设置在导杆5和横杆8之间。优选地，该陀螺部件接触压力的测量装置还包括限位块，限位块一端与横杆连接，另一端设置在限位开关2内。优选地，减速机构包括伺服电机和减速器，减速器输入端连接伺服电机，输出端连接螺杆3。优选地，电气部分包括调理放大电路和Α/D转化模块，调理放大电路输入端与测力传感器7连接，输出端连接Α/D转化模块输入端，Α/D转化模块输出端连接工控部分。优选地，工控部分采用工业控制计算机进行采集、计算、显示测试结果并保存测量数据。优选地，测力传感器7采用扩散硅压阻式拉力传感器。
优选地,伺服电机米用maxon电机公司的直流伺服电机。根据本发明的另一个方面，提供一种利用上述的陀螺部件接触压力的测量装置对陀螺部件接触压力测量的方法，包括以下步骤:步骤1:将陀螺放入被测工件安装柱11上，并用吊线9套住被测弹簧测试点；步骤2:减速机构I带动螺杆3进行上下运动，同时导杆5带动横杆8和测力传感器7上下运动，吊线9拉动被测弹簧元件；步骤3:工业控制计算机对测力传感器7进行采样，并计算机检测弹簧元件的接触点，当检测到弹簧元件的接触点断开时，经A/D转化模块转换后的信号发送至工业控制计算机处理，并在工业控制计算机的显示器上画出力一时间曲线并记录断开瞬间的接触力值；步骤4:工业控制计算机发送指令控制伺服电机反转，直至回复测试装置初始状态，完成一次力测试流程。本发明提供了一种能够同时测量触点分离和分离瞬间压力的测量装置及测量方法，与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:本发明采用人机对话的方式，测量过程各动作由工控计算机控制自动完成。测量结果可随机显示和保存。装置整体机械结构新颖，定位精确，能够满足测试精度要求，大大提高产品质量。并且，在测量中，只需要把待测工件放置于被测工件安装柱，提高了测试的重复性和测试效率；通过工业控制计算机的控制软件进行测试，操作方便快捷。另外，本发明陀螺部件接触压力的测量装置的测量量程为0-100克，测量精度达到0.1克，测量量程大，测量精度高。因此，与现有技术相比，本发明具有结构新颖、操作方便、测量量程大、测量精度高、效率高、且重复性好的优点。
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本发明陀螺部件接触压力的测量装置的结构原理图；图2为本发明实施例的机械部分的机构示意图；图中:1为减速机构,2为限位开关,3为螺杆,4为螺旋铜套,5为导杆,6为铜套,7为测力传感器，8为横杆，9为吊线，10为固定块，11为被测工件安装柱，12为底座，13为左撑板，14为右撑板,15为上盖板。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。请同时参阅图1至图2，一种陀螺部件接触压力的测量装置，包括:机械部分、电气部分和工控部分，电气部分分别与机械部分和工控部分连接。机械部分 包括:减速机构1、限位开关2、螺杆3、螺旋铜套4、导杆5、铜套6、测力传感器7、横杆8、吊线9、固定块10、被测工件安装柱11、底座12、左撑板13、右撑板14和上盖板15。被测工件安装柱11、左撑板13和右撑板14均与底座12连接，上盖板15分别与左撑板13和右撑板14连接，起支撑作用；减速机构I用以提供运动动力，其连接至上盖板15上部，螺杆3设置在上盖板15下方且穿过上盖板15与减速机构I连接；导杆5连接至上盖板15且与螺杆3相邻设置,横杆8分别与螺杆3和导杆5套接连接,且一端穿过右撑板14设置在被测工件安装柱11上方；测力传感器7和固定块10均与横杆8连接，吊线9 一端通过固定块10垂直悬挂，另一端连接测力传感器7 ;螺旋铜套4套接至螺杆3和横杆8之间，铜套6套接至导杆5和横杆8之间，限位开关2与左撑板13连接且与横杆8位置相对应，用来限制减速机构上下运动的范围。进一步地，本发明还包括限位块，限位块一端与横杆8螺接连接，另一端设置在限位开关2内，用来限制减速机构上下运动的范围。减速机构包括伺服电机和减速器，减速器输入端连接伺服电机，输出端连接螺杆3。更为具体地，伺服电机采用maxon电机公司的直流伺服电机。测力传感器7采用扩散娃压阻式拉力传感器。电气部分通过导线与工控部分连接，其包括调理放大电路和Α/D转化模块，调理放大电路输入端与测力传感器7连接，输出端连接Α/D转化模块输入端，Α/D转化模块输出端连接工控部分。工控部分采用工 业控制计算机进行采集、计算、显示测试结果并保存测量数据，包括:主机、显示器、键盘和鼠标，主机安装有处理软件，且至少包括用以控制直流伺服电机运动的驱动控制器和用以采集测力传感器7测量数据的数据采集卡。根据本发明的另一个方面，提供一种利用上述的陀螺部件接触压力的测量装置对陀螺部件接触压力测量的方法，包括以下步骤:步骤1:测量之前，将陀螺放入被测工件安装柱11上，并用吊线9套住被测弹簧测试点。步骤2:测量时，减速机构I带动螺杆3进行上下运动，同时导杆5带动横杆8和测力传感器7上下运动，与测力传感器7相连的吊线9拉动被测弹簧元件。步骤3:工业控制计算机通过数据采集卡对测力传感器7进行采样，并且计算机检测弹簧元件的接触点，当检测到弹簧元件的接触点断开时，经Α/D转化模块转换后的信号发送至工业控制计算机软件处理，并在工业控制计算机的显示器上画出力一时间曲线并记录断开瞬间的接触力值；步骤4:工业控制计算机发送指令控制伺服电机反转，直至回复测试装置初始状态，完成一次力测试流程。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
权利要求
1.一种陀螺部件接触压力的测量装置，其特征在于，包括:机械部分、电气部分和工控部分，所述电气部分分别与所述机械部分和工控部分连接，所述机械部分包括:减速机构(I)、限位开关(2)、螺杆(3)、导杆(5)、测力传感器(7)、横杆(8)、吊线(9)、固定块(10)、被测工件安装柱(11)、底座(12 )、左撑板(13 )、右撑板(14 )和上盖板(15 )，所述被测工件安装柱(11)、左撑板(13)和右撑板(14)均与所述底座(12)连接，所述上盖板(15)分别与所述左撑板(13)和右撑板(14)连接，所述减速机构(I)连接至所述上盖板(15)上部，所述螺杆(3 )设置在所述上盖板(15)下方且穿过所述上盖板(15)与所述减速机构(I)连接，所述导杆(5)连接至所述上盖板(15)且与所述螺杆(3)相邻设置，所述横杆(8)分别与所述螺杆(3 )和导杆(5 )套接连接，且一端穿过所述右撑板(14)设置在所述被测工件安装柱(11)上方，所述测力传感器(7)和固定块(10)均与所述横杆(8)连接，所述吊线(9) 一端通过固定块(10)垂直悬挂，另一端连接测力传感器(7)，所述限位开关(2)与所述左撑板(13)连接且与所述横杆(8)位置相对应。
2.根据权利要求1所述的陀螺部件接触压力的测量装置，其特征在于，还包括螺旋铜套(4)，所述螺旋铜套(4)设置在所述螺杆(3 )和横杆(8 )之间。
3.根据权利要求1所述的陀螺部件接触压力的测量装置，其特征在于，还包括铜套(6),所述铜套(6)设置在所述导杆(5)和横杆(8)之间。
4.根据权利要求1所述的陀螺部件接触 压力的测量装置，其特征在于，还包括限位块，所述限位块一端与所述横杆连接，另一端设置在所述限位开关(2)内。
5.根据权利要求1所述的陀螺部件接触压力的测量装置，其特征在于，所述减速机构包括伺服电机和减速器，所述减速器输入端连接所述伺服电机，所述减速器输出端连接所述螺杆(3)。
6.根据权利要求1所述的陀螺部件接触压力的测量装置，其特征在于，所述电气部分包括调理放大电路和Α/D转化模块，所述调理放大电路输入端与所述测力传感器(7)连接，所述调理放大电路输出端连接所述Α/D转化模块输入端，所述Α/D转化模块输出端连接所述工控部分。
7.根据权利要求1所述的陀螺部件接触压力的测量装置，其特征在于，所述工控部分采用工业控制计算机进行采集、计算、显示测试结果并保存测量数据。
8.根据权利要求1所述的陀螺部件接触压力的测量装置，其特征在于，所述测力传感器(7)采用扩散硅压阻式拉力传感器。
9.根据权利要求5所述的陀螺部件接触压力的测量装置，其特征在于，所述伺服电机采用maxon电机公司的直流伺服电机。
10.一种利用权利要求1至9任一项所述的陀螺部件接触压力的测量装置对陀螺部件接触压力测量的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:将陀螺放入被测工件安装柱(11)上，并用吊线(9)套住被测弹簧测试点； 步骤2:减速机构(I)带动螺杆(3)进行上下运动，同时导杆(5)带动横杆(8)和测力传感器(7)上下运动，吊线(9)拉动被测弹簧元件； 步骤3:工业控制计算机对测力传感器(7)进行采样，并且计算机检测弹簧元件的接触点，当检测到弹簧元件的接触点断开时，经Α/D转化模块转换后的信号发送至工业控制计算机处理，并在工业控制计算机的显示器上画出力一时间曲线并记录断开瞬间的接触力值； 步骤4:工业控制计算机发送指令控制伺服电机反转，直至回复测试装置初始状态，完成一次 力测试流程。
全文摘要
本发明提供了一种陀螺部件接触压力的测量装置，包括依次相连的机械部分、电气部分和工控部分，机械部分包括减速机构、限位开关、螺杆、导杆、测力传感器、横杆、吊线、固定块、被测工件安装柱、底座、左撑板、右撑板和上盖板，被测工件安装柱和左、右撑板与底座连接，上盖板与左、右撑板连接，减速机构连接至上盖板上部，螺杆设置在上盖板下方与减速机构连接，导杆连接至上盖板与螺杆相邻设置，横杆分别与螺杆和导杆套接连接，且穿过右撑板设置在被测工件安装柱上方，测力传感器和固定块均与横杆连接，吊线一端通过固定块垂直悬挂，另一端连接测力传感器，限位开关与左撑板连接。本发明具有测试精度高、效率高、操作方便且重复性好的优点。
文档编号G01L1/04GK103234668SQ201310118430
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者田社平, 郭夏夏, 颜德田, 由锰, 吴勇 申请人:上海交通大学