高精度衡器載荷測量儀的自動定值系統的製作方法

2024-01-29 22:01:15

高精度衡器載荷測量儀的自動定值系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種高精度衡器載荷測量儀的自動定值系統，包括一基礎、一大量程質量比較儀、複數組定值砝碼組、及複數個砝碼自動加卸載控制裝置；每該砝碼自動加卸載控制裝置均包括一龍門框架、及兩加卸載控制機構；每該加卸載控制機構均包括一橫向移動單元、一加卸荷單元和一控制櫃，橫向移動單元包括一第一伺服電機、一移動板、兩直線導軌、一限位開關和一絲槓，加卸荷單元包括一油缸、一拉繩式傳感器、一油缸驅動部和一油箱；大量程質量比較儀包括一主秤體、一副秤體、及六個數字傳感器。本發明不僅能夠滿足高精度衡器載荷測量儀的量值溯源，保證測量性能的準確可靠，而且操作起來簡便快捷，具有較高的檢定效率，此外，還具有檢定量程大的特點。
【專利說明】高精度衡器載荷測量儀的自動定值系統 【【技術領域】】
[0001] 本發明涉及一種大型衡器檢定裝置的定值系統，具體涉及一種高精度衡器載荷測 量儀的自動定值系統。 【【背景技術】】
[0002] 固定式電子衡器是目前世界上技術最為成熟的稱重計量器具，屬於量大面廣的計 量器具，廣泛應用於冶金、化工、鐵路、港口及工礦企業各種載重車輛及貨物計量，以及用於 貿易結算、生產過程中稱重流程的工藝控制，是企業提高稱重計量現代化水平的理想計量 設備。固定式電子衡器在實際投入使用前必須進行檢定，確定其準確度等級，另外，大型衡 器在使用一段時間後或更換器件後，也要進行再次檢定，確認其準確度等級，以便作相應調 整使之滿足準確度要求。
[0003] 申請日為2011年12月28日、申請號為201110447098. 1的中國發明專利"一種大 型衡器的檢定結構"揭露了：包括至少與被測衡器的稱重傳感器數量一致的檢定單元和一 用於支撐各檢定單元的基礎，該基礎上設置有一用於容置被測衡器的基坑，且該基坑兩側 的基礎上分別設置有基礎預埋板；其不僅可大大提高檢定大型衡器的工作效率和安全性、 及節約成本，且結構簡單。
[0004] 上述所公開的一種大型衡器的檢定結構也可叫高精度衡器載荷測量儀。為了滿足 測量儀的量值溯源，保證測量儀測量性能的準確可靠，特提出了本發明高精度衡器載荷測 量儀的自動定值系統。 【
【發明內容】
】
[0005] 本發明所要解決的技術問題在於提供一種高精度衡器載荷測量儀的自動定值系 統，不僅能夠滿足高精度衡器載荷測量儀的量值溯源，保證高精度衡器載荷測量儀測量性 能的準確可靠，而且操作起來簡便快捷，具有較高的效率。
[0006] 本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的：一種高精度衡器載荷測量儀的 自動定值系統，包括一基礎、一大量程質量比較儀、複數組定值砝碼組、及複數個砝碼自動 加卸載控制裝置，所述大量程質量比較儀安裝於基礎上；
[0007] 每所述砝碼自動加卸載控制裝置均包括一龍門框架、及兩加卸載控制機構，所述 龍門框架由一橫梁和兩固定安裝於基礎上的堅梁組成，兩所述堅梁分別垂直固定於橫梁的 兩端，兩該堅梁分別位於大量程質量比較儀的兩側，且兩所述加卸載控制機構對稱安裝於 橫梁上；每所述加卸載控制機構均包括一橫向移動單元、一加卸荷單元和一控制櫃，所述橫 向移動單兀包括一第一伺服電機、一移動板、兩相互平行的直線導軌、一位於大量程質量比 較儀正上方的限位開關和一絲槓，所述第一伺服電機、直線導軌及限位開關均安裝於龍門 框架上，且該第一伺服電機通過一減速機與絲槓的首端銜接，所述移動板與絲槓的螺母固 定連接，且該移動板滑配並架於兩直線導軌上，所述加卸荷單元包括一安裝於移動板上的 油缸、一拉繩式傳感器、一油缸驅動部和一為油缸供油的油箱，所述拉繩式傳感器的一端固 定於油缸的缸體上，該拉繩式傳感器的另一端固定於油缸的活塞杆上，所述油箱通過該油 缸驅動部與油缸連接，所述油缸驅動部、第一伺服電機、限位開關、拉繩式傳感器分別與控 制櫃連接，且所述油缸的活塞杆與一組所述定值砝碼組的吊杆連接；
[0008] 所述大量程質量比較儀包括一方形的主秤體、一與該主秤體相同的副秤體、及六 個位於同一平面上的數字傳感器，所述主秤體與副秤體並列連接形成一方形秤體，其中兩 所述數字傳感器安裝於主秤體與副秤體的連接處，且另外四個所述數字傳感器分別安裝於 方形秤體的四個角處；
[0009] 每組所述定值砝碼組均由複數個砝碼依次從上到下逐級懸掛連接而成。
[0010] 進一步地，所述油缸驅動部包括一油管、及依次連接的一伺服油泵、一第二伺服電 機和一伺服驅動器，所述油管的一端與油缸的缸體連通，該油管的另一端伸至油箱內，所述 伺服油泵設於油管上，且該油管上還設有一電磁換向閥，所述電磁換向閥位於油缸與伺服 油泵之間，所述伺服驅動器與控制櫃連接。
[0011] 進一步地，所述方形秤體的檯面上均勻布設有兩列用以放置定值砝碼組的定位凸 臺，且每列定位凸臺的數量為6個。
[0012] 進一步地，所述基礎上設有兩列與定位凸臺一一對應的凸形平臺，且所述凸形平 臺均位于堅梁的內側。
[0013] 進一步地，所述定值砝碼組的數量為8組，且每組重量為18. 75t ;所述砝碼自動加 卸載控制裝置為5個。
[0014] 本發明高精度衡器載荷測量儀的自動定值系統的有益效果在於：通過大量程質量 比較儀與砝碼自動加卸載控制裝置的設計，不僅能夠滿足高精度衡器載荷測量儀的量值溯 源，使其能夠溯源到F2級砝碼，保證高精度衡器載荷測量儀測量性能的準確可靠，而且操 作起來簡便快捷，具有較高的效率，此外，還具有量程大的特點。 【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0015] 下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的描述。
[0016] 圖1是本發明高精度衡器載荷測量儀的自動定值系統的示意圖。
[0017] 圖2是本發明高精度衡器載荷測量儀的自動定值系統的俯視圖。
[0018] 圖3是本發明高精度衡器載荷測量儀的自動定值系統的主視圖（含局部剖視）。
[0019] 圖4是本發明中大量程質量比較儀的示意圖。
[0020] 圖5是圖4中A部分的主視放大圖。
[0021] 圖6是圖4中B部分的主視放大圖。
[0022] 圖7是本發明中定值砝碼組的主剖視圖之一。
[0023] 圖8是本發明中定值砝碼組的主剖視圖之二。
[0024] 圖9是圖8中C部分的放大圖。
[0025] 圖10是本發明中定值砝碼組的主剖視圖之三。 【【具體實施方式】】
[0026] 請結合參閱圖1，本發明高精度衡器載荷測量儀的自動定值系統，包括一基礎10、 一大量程質量比較儀20、複數組定值砝碼組30、及複數個砝碼自動加卸載控制裝置40,所 述大量程質量比較儀20安裝於基礎10上。
[0027] 請結合參閱圖2與圖3,每所述砝碼自動加卸載控制裝置40均包括一龍門框架 401、及兩加卸載控制機構402，所述龍門框架401由一橫梁4011和兩固定安裝於基礎10上 的堅梁4012組成，兩所述堅梁4012分別垂直固定於橫梁4011的兩端，兩該堅梁4012分別 位於大量程質量比較儀20的兩側，且兩所述加卸載控制機構402對稱安裝於橫梁4011上； 每所述加卸載控制機構402均包括一橫向移動單元4021、一加卸荷單元4022和一控制櫃 4023,所述橫向移動單兀4021包括一第一伺服電機11、一移動板12、兩相互平行的直線導 軌13、一位於大量程質量比較儀20正上方的限位開關14和一絲槓15,所述第一伺服電機 11、直線導軌13及限位開關14均安裝於龍門框架401上，且該第一伺服電機11通過一減 速機16與絲槓15的首端151銜接，所述移動板12與絲槓15的螺母152固定連接，且該移 動板12滑配並架於兩直線導軌13上，所述加卸荷單元4022包括一安裝於移動板12上的 油缸21、一拉繩式傳感器22、一油缸驅動部23和一為油缸21供油的油箱24,所述拉繩式傳 感器22的一端固定於油缸21的缸體211上，該拉繩式傳感器22的另一端固定於油缸21 的活塞杆212上，所述油箱24通過該油缸驅動部23與油缸21的缸體211連接，所述油缸 驅動部23、第一伺服電機11、限位開關14、拉繩式傳感器22分別與控制櫃4023連接，且所 述油缸21的活塞杆212與一組所述定值砝碼組30的吊杆301連接。
[0028] 所述油缸驅動部23包括一油管231、及依次連接的一伺服油泵232、一伺服電機 233和一伺服驅動器234,所述油管231的一端與油缸21的缸體211連通，該油管231的另 一端伸至油箱24內，所述伺服油泵232設於油管231上，且該油管231上還設有一電磁換 向閥235 (電磁換向閥235是通過控制櫃4023控制的），所述電磁換向閥235位於油缸21 與伺服油泵232之間，所述伺服驅動器234與控制櫃4023連接。拉繩式傳感器22與控制 櫃4023連接。
[0029] 請結合參閱圖4至圖6,大量程質量比較儀20包括一方形的主秤體201、一與該主 秤體201相同的副秤體202、及六個位於同一平面上的數字傳感器203,所述主秤體201與 副秤體202並列連接形成一方形秤體200,其中兩所述數字傳感器203安裝於主秤體201與 副秤體202的連接處，且另外四個所述數字傳感器203分別安裝於方形秤體200的四個角 處；另外，所述方形秤體200的檯面上均勻布設有兩列用以放置定值砝碼組30的定位凸臺 204,且每列定位凸臺204的數量為6個，定位凸臺204的設置是為了保證定值砝碼組30與 檢定裝置的放置位置一致，避免了因二者放置位置不一致而產生的角差，即確保得出的量 值更為準確。
[0030] 通過同時設置主秤體201與副秤體202使得該大量程質量比較儀20具有多個臺 面，且結合數字傳感器203的布設，使該大量程質量比較儀20在應用時只需將定值砝碼組 30或測量儀放置於方形秤體200上即可，即定值砝碼組30的放置位置並非是特定的，從而 操作起來更為方便，此外，該大量程質量比較儀20還具有準確度較高、及能夠對較大的量 值進行溯源的特點。
[0031] 所述基礎10上設有兩列與定位凸臺204 -一對應的凸形平臺101，且所述凸形平 臺101均位于堅梁4012的內側。
[0032] 請結合參閱圖7至圖10,本發明中每組定值砝碼組30均由複數個砝碼依次從上到 下逐級懸掛連接而成，每個砝碼的結構相同，且在本實施例中定值砝碼組30上相鄰兩砝碼 之間所能拉開的最大距離設計為25mm ;為了更為詳細的說明每組定值砝碼組30中砝碼的 連接關係，以圖8中相鄰的砝碼32與砝碼33為例進行說明：砝碼32的下表面中心處嵌有 一銜接部321，且該銜接部321的埠連接一^^阻部322,砝碼32的上表面中心處向內凹陷 形成一用以容置上一級砝碼即砝碼33的卡阻部332的空間323,空間323包括從上到下依 次設置且相互連通的一上空間3231和一下空間3232 ;下空間3232的敞口寬度D1小於上 一級砝碼即砝碼33的卡阻部332的寬度D2,即卡阻部332始終位於下空間3232內並且被 下空間3232的敞口阻擋，且上空間3231與上一級砝碼即砝碼33的銜接部331的埠相匹 配，使得銜接部331的埠能夠於上空間3221內上下移動。需要說明的是，圖7為定值砝 碼組30完全未加載至大量程質量比較儀20上的狀態；而圖8為定值砝碼組30部分加載至 大量程質量比較儀20上的狀態，具體地，砝碼32以下（包括砝碼32)的所有砝碼均加載至 大量程質量比較儀20上，而砝碼32以上的所有砝碼（例如砝碼33、砝碼34……）均處於 未加載狀態；圖10未定值砝碼組30完全加載至大量程質量比較儀20上的狀態。
[0033] 其中，橫向移動單元4021的工作原理：通過操作控制櫃4023使得第一伺服電機 11啟動，第一伺服電機11帶動減速機16運行，絲槓15在減速機16的運行作用下轉動，則 絲槓15的螺母152沿著絲槓15做直線運動，而移動板12在絲槓15的螺母152帶動下沿 著兩直線導軌13滑動，安裝於移動板12上的油缸21則隨著移動板12的滑動而在橫向上 移動，從而使連接於油缸21的活塞杆212上的定值砝碼組30隨之在橫向上移動；當移動板 12移動至加載位置正上方時，限位開關14動作，此時限位開關14發出電信號，控制櫃4023 接收到限位開關14發出的信號則斷掉第一伺服電機11的電源即關閉第一伺服電機11，移 動板12停止移動。
[0034] 加卸荷單元4022的工作原理：通過操作控制櫃4023使伺服驅動器234驅動第二 伺服電機233正轉，第二伺服電機233驅動伺服油泵232工作，在伺服油泵232的作用下，油 缸21缸體211內的液壓油通過電磁換向閥235 (電磁換向閥235是通過控制櫃4023控制 的）回流到油箱24,油缸21的活塞213向下運動，從而使得油缸21的活塞杆211上連接的 砝碼組30向下移動，且拉繩式傳感器22監測油缸21的活塞杆211所移動的位移大小，計 算機根據拉繩式傳感器22的監測結果控制伺服驅動器234,如此形成一個閉環控制系統， 實時監測並控制砝碼組30向下移動的行程；反之，通過操作控制櫃4023使伺服驅動器234 驅動第二伺服電機233反轉，第二伺服電機233驅動伺服油泵232工作，在伺服油泵232的 作用下，油箱24內的液壓油通過電磁換向閥235對油缸21的缸體211內進油，上升的液位 將油缸21的活塞213向上推動，從而帶動活塞杆212向上運動，則活塞杆211上連接的砝 碼組30向上移動，且拉繩式傳感器22監測油缸21的活塞杆211所移動的位移大小，計算 機根據拉繩式傳感器22的監測結果控制伺服驅動器234,如此形成一個閉環控制系統，實 時監測並控制砝碼組30向上移動的行程。
[0035] 當定值砝碼組30在橫向移動單元4021與加卸荷單元4022的協作下移至大量程 質量比較儀20上進行檢定時，大量程質量比較儀20包括一方形的主秤體201、一與該主秤 體201相同的副秤體202、及六個位於同一平面上的數字傳感器203,所述主秤體201與副 秤體202並列連接形成一方形秤體200,其中兩所述數字傳感器203安裝於主秤體201與 副秤體202的連接處，且另外四個所述數字傳感器303分別安裝於方形秤體200的四個角 處；另外，所述方形秤體200的檯面上均勻布設有兩列用以放置定值砝碼組30的定位凸臺 204,且每列定位凸臺204的數量為6個。
[0036] 另外，所述基礎10上設有兩列與定位凸臺204-一對應的凸形平臺101，且所述凸 形平臺101均位于堅梁4012的內側。
[0037] 當本發明用以檢定150t的高精度衡器載荷測量儀時，採用8組定值砝碼組30,且 每組定值砝碼組30的重量為18. 75t ;且採用5個砝碼自動加卸載控制裝置40,其中4個砝 碼自動加卸載控制裝置40的油缸21活塞杆212分別連接一組該定值砝碼組30,而剩下的 砝碼自動加卸載控制裝置40作為備用。
[0038] 採用本發明自動定值系統對於整套高精度衡器載荷測量儀進行量值溯源時，先用 砝碼對精度衡器載荷測量儀的自動定值測量裝置定值，然後使用該裝置定值高精度衡器載 荷測量儀，再用砝碼對測量儀自動定值測量裝置定值，即使用常規的"A-B-A"法實現量值傳 遞；具體實施過程是：
[0039] (1)、加載前，定值砝碼組30放置在大量程質量比較儀20兩側的基礎10上，且將 定值砝碼組30的吊杆301連接於油缸21的活塞杆212,之後通過加卸荷單元4022實現活 塞杆212向上運動，且活塞杆212每向上運動的位移達到25mm則提起一塊砝碼直至整個定 值砝碼組30被完全提起，接著經由橫向移動單元4021將整個定值砝碼組30橫向移動至大 量程質量比較儀20加載位置的正上方，然後再操作控制櫃4023使加卸荷單元4022運行以 實現活塞杆212向下運動，當定值砝碼組30中最下端的那一砝碼放置於大量程質量比較儀 20上時，則實現了定值砝碼組30中最下端的那一砝碼的加載，之後活塞杆212每向下運動 的位移達到25mm則加載一砝碼直至整個定值砝碼組30被完全加載至大量程質量比較儀20 上，並記錄逐個砝碼加載時大量程質量比較儀20上顯示的數值；
[0040] (2)、按照（1)過程的逆過程依次逐個將砝碼從大量程質量比較儀20上提起即對 定值砝碼組30中的砝碼進行逐個卸載，並記錄逐個砝碼卸載時大量程質量比較儀20上顯 示的數值；
[0041] (3)、按照《數字指示秤》國家檢定規程檢定點要求，根據（1)中記錄下來的數值與 (2)中記錄下來的數值，逐級給衡器載荷測量儀定值。
[〇〇42] 另外，需要說明的是，自動定值系統上放置砝碼的平臺形狀、面積與高精度衡器載 荷測量儀完全相同，保證自動定值系統兩次稱量的一致性，實現量值的準確傳遞。
【權利要求】
1. 一種高精度衡器載荷測量儀的自動定值系統，其特徵在於：包括一基礎、一大量程 質量比較儀、複數組定值砝碼組、及複數個砝碼自動加卸載控制裝置，所述大量程質量比較 儀安裝於基礎上； 每所述砝碼自動加卸載控制裝置均包括一龍門框架、及兩加卸載控制機構，所述龍門 框架由一橫梁和兩固定安裝於基礎上的堅梁組成，兩所述堅梁分別垂直固定於橫梁的兩 端，兩該堅梁分別位於大量程質量比較儀的兩側，且兩所述加卸載控制機構對稱安裝於橫 梁上；每所述加卸載控制機構均包括一橫向移動單元、一加卸荷單元和一控制櫃，所述橫向 移動單兀包括一第一伺服電機、一移動板、兩相互平行的直線導軌、一位於大量程質量比較 儀正上方的限位開關和一絲槓，所述第一伺服電機、直線導軌及限位開關均安裝於龍門框 架上，且該第一伺服電機通過一減速機與絲槓的首端銜接，所述移動板與絲槓的螺母固定 連接，且該移動板滑配並架於兩直線導軌上，所述加卸荷單元包括一安裝於移動板上的油 缸、一拉繩式傳感器、一油缸驅動部和一為油缸供油的油箱，所述拉繩式傳感器的一端固定 於油缸的缸體上，該拉繩式傳感器的另一端固定於油缸的活塞杆上，所述油箱通過該油缸 驅動部與油缸連接，所述油缸驅動部、第一伺服電機、限位開關、拉繩式傳感器分別與控制 櫃連接，且所述油缸的活塞杆與一組所述定值砝碼組的吊杆連接； 所述大量程質量比較儀包括一方形的主秤體、一與該主秤體相同的副秤體、及六個位 於同一平面上的數字傳感器，所述主秤體與副秤體並列連接形成一方形秤體，其中兩所述 數字傳感器安裝於主秤體與副秤體的連接處，且另外四個所述數字傳感器分別安裝於方形 秤體的四個角處； 每組所述定值砝碼組均由複數個砝碼依次從上到下逐級懸掛連接而成。
2. 根據權利要求1所述的高精度衡器載荷測量儀的自動定值系統，其特徵在於：所述 油缸驅動部包括一油管、及依次連接的一伺服油泵、第二伺服電機和一伺服驅動器，所述油 管的一端與油缸的缸體連通，該油管的另一端伸至油箱內，所述伺服油泵設於油管上，且該 油管上還設有一電磁換向閥，所述電磁換向閥位於油缸的缸體與伺服油泵之間，所述伺服 驅動器與控制櫃連接。
3. 根據權利要求1所述的高精度衡器載荷測量儀的自動定值系統，其特徵在於：所述 方形秤體的檯面上均勻布設有兩列用以放置定值砝碼組的定位凸臺，且每列定位凸臺的數 量為6個。
4. 根據權利要求1或3所述的高精度衡器載荷測量儀的自動定值系統，其特徵在於： 所述基礎上設有兩列與定位凸臺一一對應的凸形平臺，且所述凸形平臺均位于堅梁的內 側。
5. 根據權利要求1所述的高精度衡器載荷測量儀的自動定值系統，其特徵在於：所述 定值砝碼組的數量為8組，且每組重量為18. 75t ;所述砝碼自動加卸載控制裝置為5個。
【文檔編號】G01G23/01GK104061993SQ201410287557
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】姚進輝, 王秀榮, 梁偉, 賴徵創, 郭貴勇, 程建瀛 申請人:福建省計量科學研究院