具有變速功能的砝碼交換轉盤的製作方法

2023-05-23 00:19:16

專利名稱：具有變速功能的砝碼交換轉盤的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種砝碼裝置，具體涉及一種具有變速功能的砝碼交換轉盤。
背景技術：
根據《JJG99-2006砝碼檢定規程》的規定，質量量傳全部採用替代法，如雙次替代 法、單次替代法、連續替代法等。基本操作步驟是(1)根據被檢砝碼選定標準砝碼和天平(2)在天平上復現標準 砝碼質量(3)在天平上復現被檢砝碼質量(4)在天平上復現標準砝碼質量(5)計算被檢砝 碼和標準砝碼的質量差值。為得到更高的測量準確度，步驟(2)到(4)可多次循環。上述過程中，標準砝碼和被檢砝碼在天平秤盤上反覆交換，為實現砝碼自動交換， 需設計砝碼交換轉盤。由於系統載荷從4kg到40kg，且載荷遠離轉軸對稱分布，所以在砝 碼交換轉盤旋轉時，對轉軸的轉動慣量很大，且由於轉動動能與轉動慣量成正比，與轉速的 平方成正比。為提高轉盤停止時的定位精度，轉軸進行精密加工，控制其間隙。因此，為提 高轉軸壽命，必然要求降低轉盤停止時對轉軸的衝擊，應使轉盤停止前轉動動能較小。對於 已經定形的轉盤及所加載砝碼，轉動慣量為一定值，不能改變，因此只能考慮降低轉盤的轉 速，但轉動的角度一定，降低轉速，必然降低系統工作效率。

發明內容
本發明的目的是提供一種通過對砝碼交換轉盤旋轉角度(180° )進行分區，在 175°旋轉中以較高速通過，5°旋轉中以較低速度通過，實現效率、精度和壽命兼顧的具有 變速功能的砝碼交換轉盤。本發明是這樣實現的，具有變速功能的砝碼交換轉盤，它包括轉軸，轉軸上設有轉 盤，在轉盤上設有第一個位置定位標誌和第二個位置定位標誌，轉軸上連接有力矩電機，力 矩電機分別與第一個直流電源和第二個直流電源連接，在轉盤上還設有光電傳感器。所述的第一個位置定位標誌為180°位置定位標誌，第二個位置定位標誌為 175°位置定位標誌。本發明的優點是，它可有效降低轉盤停止時對轉軸的衝擊，提高停止定位精度，保 障砝碼在第二次交換後能回到初始位置，且能延長轉軸壽命。


圖1為本發明所提供的具有變速功能的砝碼交換轉盤示意圖；圖2為圖1的俯視圖。圖中，1光電傳感器，2轉盤，3第一個位置定位標識，4第二個位置定位標識，5力矩 電機，6可編程邏輯控制器，7第一個直流電源，8第二個直流電源，9轉軸。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作詳細描述具有變速功能的砝碼交換轉盤，它包括轉軸9，轉軸9上設有轉盤2，在轉盤2上設 有第一個位置定位標誌3和第二個位置定位標誌4，轉軸9上連接有力矩電機5，力矩電機 5分別與第一個直流電源7和第二個直流電源8連接，在轉盤2上還設有光電傳感器1。所述的第一個位置定位標誌3為180°位置定位標誌，第二個位置定位標誌4為 175°位置定位標誌。本發明的具體使用方法如下a)如圖1所示，連接力矩電機5和轉軸9，使電機供電後，轉軸順時針旋轉。b)在轉盤2的兩端分別設置180°位置定位標識3和175°位置定位標識4。c)在定位標識空間上的正上方，設置光電傳感器1，位置選擇在當傳感器對180° 位置定位標識3敏感時，轉盤剛好停止在180°點上。d)為可編程邏輯控制器6編寫程序，使其在接收到電機轉動命令時，輸出15V電 流，在收到光電傳感器1的第一次脈衝信號後，其輸出電流切換為5V，再次收到脈衝信號 後，停止輸出電流。e)通過計算機，編寫程序，在需要時發送電機轉動命令，實現砝碼的自動交換。以砝碼交換轉盤的載荷為40kg為例，對效果進行說明。不採用變速方案時，轉盤 及載荷對轉軸的轉動慣量為6. 4kgm2，如果轉軸以0. lrad/s的角速度旋轉，每轉動180°需 時約30s，停止時的轉動動能為0.032J。採用變速方案時，在175°內，轉軸以0. 5rad/s的 角速度旋轉，在剩下的5°內，轉軸以0. 05rad/s的角速度旋轉，則轉動180°需時約8s，停 止時的轉動動能為0. 008J。上述敘述匯總於下表。
勻速通過速度(rad/s)停止前動能 (J)旋轉180° 耗時(S)0.10.03230變速通過175°內速 度(rad/s)5。內速度 (rad/s)停止前動能 (J)旋轉180° 耗時(S)0.50.050.0088從上表可以看出，實現分區變速後，耗時大大下降，而對轉軸的衝擊能量大幅度降 低。本發明應用於為砝碼交換而設計的轉盤，可有效降低轉盤停止時對轉軸的衝擊， 提高停止定位精度，保障砝碼在第二次交換後能回到初始位置，且能延長轉軸壽命，屬於質 量計量技術領域。根據轉軸的轉動特點(始終順時針旋轉，且每次轉動180° )，考慮對轉動角度或 轉動位置進行分區，180°旋轉中，175°以較高速度旋轉，剩下的5°以較低速度旋轉直到 停止，這樣實現效率、精度和壽命兼顧。
權利要求
具有變速功能的砝碼交換轉盤，其特徵在於它包括轉軸(9)，轉軸(9)上設有轉盤(2)，在轉盤(2)上設有第一個位置定位標誌(3)和第二個位置定位標誌(4)，轉軸(9)上連接有力矩電機(5)，力矩電機(5)分別與第一個直流電源(7)和第二個直流電源(8)連接，在轉盤(2)上還設有光電傳感器(1)。
2.如權利要求1所述的具有變速功能的砝碼交換轉盤，其特徵在於所述的第一個位 置定位標誌(3)為180°位置定位標誌，第二個位置定位標誌(4)為175°位置定位標誌。
全文摘要
本發明屬於一種砝碼裝置，具體涉及一種具有變速功能的砝碼交換轉盤。它包括轉軸，轉軸上設有轉盤，在轉盤上設有第一個位置定位標誌和第二個位置定位標誌，轉軸上連接有力矩電機，力矩電機分別與第一個直流電源和第二個直流電源連接，在轉盤上還設有光電傳感器。它可有效降低轉盤停止時對轉軸的衝擊，提高停止定位精度，保障砝碼在第二次交換後能回到初始位置，且能延長轉軸壽命。
文檔編號G01G23/01GK101988849SQ20091016255
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月3日 優先權日2009年8月3日
發明者朱剛, 李曉峰, 梅紅偉, 王小三, 趙寶瑞, 閆磊 申請人:北京航天計量測試技術研究所