一種展示用永磁彈簧秤的製作方法
2023-05-28 04:34:56
專利名稱：一種展示用永磁彈簧秤的製作方法
技術領域：
本實用新型為一種展示用永磁彈簧秤。具體為一種以同極相斥的原理為基礎的採用位移傳感器的永磁彈簧秤。本實用新型屬於測量裝置、模型展覽等領域。
背景技術：
傳統彈簧秤一般採用機械彈簧作為核心工作器件，在使用過程中會對機械彈簧產生損傷，從而導致彈簧秤的精度變差，對彈簧秤的使用壽命產生不同程度的影響。本實用新型針對現有技術的不足，基於永磁體同極相斥的原理提出了一種設計合理、結構新穎、操作方便、趣味性和互動性強，且能夠實時顯示重量的，便於讀數的永磁彈簧秤。
實用新型內容本實用新型利用永磁體同極相斥的原理，目的在於測量包括人體或者物體的重量。為了實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案來實現:一種展示用永磁彈簧秤由承重系統、力轉換系統和顯示系統組成。承重系統包括上頂板、下底板、導柱、直線軸承、永磁體、傳感器固定板、支架底板、法蘭盤、圓柱管、上玻璃罩、下玻璃罩；力轉換系統包括位移傳感器與電路控制模塊，電路控制模塊由中心控制單元，數碼管顯示電路以及可充電的電源控制電路組成；顯示系統由數碼管顯示器組成。所述下底板的頂面和上頂板的底面均分別安裝四個永磁體，上頂板永磁體和下底板永磁體在水平方向上的位置相同，採用相同極性對應安裝，即N極對應N極，或S極對應S極。根據永磁體同極相斥原理使上頂板懸浮於下底板的上方。所述上頂板安裝四個直線軸承，通過四根導柱與下底板連接裝配。所述直線軸承作為導向裝置，該導向裝置為滾動摩擦裝置，或滑動摩擦裝置。當永磁彈簧秤處於工作狀態時，導向裝置與導軌之間發生滾動摩擦或滑動摩擦，因此其產生的摩擦阻力很小。所述位移傳感器安裝在傳感器固定板上，傳感器固定板安裝在下底板的正中間，位移傳感器在安裝時必須保證傳感器的信號發射端垂直朝上。所述支架底板安裝在下底板的頂面，法蘭盤固定安裝在支架底板上，圓柱管通過配合安裝在法蘭盤的內孔裡。所屬上玻璃罩安裝在上頂板,下玻璃罩安裝在下底板。上玻璃罩和下玻璃罩起安全保護作用。所述顯示器安裝在圓柱管上方，在顯示器裡裝有電路控制模塊，位移傳感器的電路輸入輸出端與電路控制模塊相連。電路控制模塊中的中心控制單元對位移傳感器傳輸回來的信號進行處理，將質量大小顯示於數碼管顯示器上。所述顯示器裝有充電電池，可為電路控制模塊的電源控制電路充電。本實用新型提出了一種以同極相斥的原理為基礎的採用位移傳感器的永磁彈簧秤。該實用新型具有設計合理、結構新穎、故障率低、性能穩定、操作方便、實時顯示，而且趣味性和互動性強等優點。本實用新型可以作為普通稱重裝置使用，也可作為科技模型進行科技教育等使用。
圖1:本實用新型的主視圖。圖2:本實用新型的俯視圖。圖3:本實用新型的電路原理圖。圖中:1.橡膠墊，2.下底板，3.導柱，4.上頂板，5.直線軸承，6.永磁體，7.上玻璃罩，8.下玻璃罩，9.位移傳感器，10.傳感器固定板，11.支架底板，12.法蘭盤，13.圓柱管，14.顯示器，15.電路控制模塊。
具體實施方式
:結合附圖1-圖2採用常規加工進行設計、加工和組裝。將橡膠墊I平行地安裝在下底板2的底面上，將永磁體6也平行地安裝在下底板2的頂面上，永磁鐵在安裝過程中應保證相同極性的一面在方向上保持一致，而後在下底板2上的指定位置安裝導柱3。下底板2可選為鋁合金材料，也可選為非導磁金屬材料。導柱可選為不鏽鋼材料，也可選為其他高強度金屬材料。將直線軸承5安裝在上頂板4中，將永磁體6也平行地安裝在上頂板4的底面上，永磁鐵在安裝過程中應保證相同極性的一面在方向上保持一致。後將上頂板與下底板通過導柱對正安裝，使上頂板永磁體和下底板永磁體在水平方向上的位置相同，同時保證上頂板的永磁體和下底板的永磁體採用相同的極性對應安裝，即N極對應N極，或S極對應S極。上頂板4可選為招合金材料,也可選為非導磁金屬材料。支架底板11安裝在下底板2頂面的指定位置上，法蘭盤12固定安裝在支架底板11上，圓柱管13通過配合安裝在法蘭盤12的內孔裡，顯示器14安裝固定在圓柱管上方。支架底板11、法蘭盤12、圓柱管13可選為不鏽鋼材料，也可選為其他金屬材料。本實例中，位移傳感器9選用雷射位移傳感器，雷射位移傳感器是一種新型測量儀表，它的優點是能實現無接觸遠距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電幹擾能力強等。雷射位移傳感器安裝在傳感器固定板10上，傳感器固定板10安裝在下底板5的正中間，雷射位移傳感器在安裝時必須保證雷射二極體垂直朝上。以上組裝完畢後，上玻璃罩7安裝在上頂板4上，下玻璃罩8安裝在下底板2上。上玻璃罩7和下玻璃罩8起安全保護作用。顯示器14裡裝有電路控制模塊15，電路控制模塊的輸入端與雷射位移傳感器連接，輸出端與顯示器14連接。電路控制模塊中的中心控制單元對雷射位移傳感器傳輸回來的信號進行處理，將質量大小顯示於數碼管顯示器上。顯示器裝有充電電池，可為電路控制模塊的電源控制電路充電。本實例的電路原理圖如圖3所示:電路控制模塊由中心控制單元，數碼管顯示電路以及可充電的電源控制電路組成。雷射位移傳感器的雷射發射器通過鏡頭將可見紅色雷射射向被測物體表面，經物體反射的雷射通過接收器鏡頭，被內部的CCD線性相機接收，根據不同的距離，CCD線性相機可以在不同的角度下「看見」這個光點。根據這個角度及已知的雷射和相機之間的距離，數位訊號處理器就能計算出傳感器和被測物體之間的距離。中心控制單元採用含A/D轉換的單片機ATMEGA8，數碼管顯示電路包含數碼管驅動電路MAX7219和三位數碼管。中心控制單元採集雷射位移傳感器將位移模擬信號，通過模擬和數字電路處理，數據分析標定，建立數學模型計算出相應的輸出值，按非線性比例輸出標準數位訊號，並由數碼管顯示。該電路控制模塊的設計特點:1、具有穩壓器和電池雙重供電功能，且電池充電電路與顯不一體化，可隨時充電，無需拆卸，方便實用。2、採用雷射位移傳感器實現無接觸測量，速度快，精度高，抗光、電幹擾能力強等。3、採用自身攜帶A/D轉換的微處理器，結構簡單，使用靈活。4、通過參數標定，實現非線性比例模式構建數學模型，提高測量精度。5、三位數碼管顯示，清晰直觀。以上為本實用新型的一個優選實施例，並非是對本實用新型的限制，本實用新型的內容也並不僅僅局限於此。本技術領域的在本實用新型的實質範圍內所做出的變化、改型、添加或者替換等，都應屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種展示用永磁彈簧秤，其特徵在於:其包括承重系統、力轉換系統和顯示系統；承重系統包括下底板、導柱、上頂板、直線軸承、永磁體、上玻璃罩、下玻璃罩、傳感器固定板、支架底板、法蘭盤、圓柱管；力轉換系統包括位移傳感器與電路控制模塊，電路控制模塊包括中心控制單元、數碼管顯示電路以及可充電的電源控制電路；顯示系統由數碼管顯示器組成；永磁彈簧秤的上頂板和下底板分別安裝四個永磁體，上頂板永磁體和下底板永磁體在水平方向上的位置相同，採用相同的極性對應安裝，即N極對應N極，或S極對應S極；根據永磁體同極相斥原理使上頂板懸浮於下底板的上方；上頂板安裝四個直線軸承，通過四根導柱與下底板連接裝配；直線軸承作為導向裝置，可為滾動摩擦裝置，或滑動摩擦裝置；位移傳感器安裝在傳感器固定板上，傳感器固定板安裝在下底板的正中間，位移傳感器在安裝時必須保證傳感器的信號發射端垂直朝上；支架底板安裝在下底板的頂面，法蘭盤固定安裝在支架底板上，圓柱管通過配合安裝在法蘭盤的內孔裡；上玻璃罩安裝在上頂板，下玻璃罩安裝在下底板；顯示器安裝在圓柱管上方，在顯示器裡裝有電路控制模塊，位移傳感器的電路輸入輸出端與電路控制模塊相連；位移傳感器通過檢測傳感器和被測物體之間的距離，將信號傳給電路控制模塊；中心控制單元採用含A/D轉換的單片機ATMEGA8，數碼管顯示電路包含數碼管驅動電路MAX7219和三位數碼管；電路控制模塊中的中心控制單元對位移傳感器傳輸回來的信號進行處理，將質量大小顯示於數碼管顯示器上；顯示器裝有充電電池，可為電路控制模塊的電源控制電路充電。
專利摘要一種展示用永磁彈簧秤，由承重系統、力轉換系統和顯示系統。承重系統包括上頂板、下底板、導柱、直線軸承、永磁體、傳感器固定板、支架底板、法蘭盤、圓柱管、上玻璃罩、下玻璃罩。力轉換系統主要由位移傳感器與電路控制模塊組成，電路控制模塊由中心控制單元，數碼管顯示電路以及可充電的電源控制電路。顯示系統由數碼管顯示器組成。下底板的頂面和上頂板的底面分別安裝永磁體，上頂板永磁體和下底板永磁體在水平方向上的位置相同，採用相同的極性對應安裝。位移傳感器安裝在傳感器固定板上，傳感器固定板安裝在下底板的正中間，傳感器的信號發射端垂直朝上。本實用新型可以作為普通稱重裝置使用，也可作為科技模型進行科技教育等使用。
文檔編號G01G7/00GK203053528SQ20132001671
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月11日 優先權日2013年1月11日
發明者董天午, 馮凡, 劉本東, 吳育德 申請人:北京工業大學