CN104458095A - 血液净化耗材拧紧扭矩实时检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种血液净化耗材拧紧扭矩实时检测装置，包括马达、轴承、支架、推力杆、阻挡件和动力卡套，支架上设有用于固定血液净化耗材一端的固定卡套，轴承固定设置在支架上，推力杆与马达的马达本体连成一体而构成支承在轴承上的可旋转总成，动力卡套固定于马达的动力轴并设置为操作血液净化耗材的待拧紧部件；支架上设有与推力杆接触的阻挡件，阻挡件设有实时检测其所受压力的压力传感器。本发明的检测装置实现了血液净化耗材拧紧扭矩的实时精确检测，不受马达转速的限制、不受扭矩大小的限制；加以其他自动控制，可以实现扭矩的精确控制，尤其适用精密加工与精密零部件组装等领域。

Description

血液净化耗材拧紧扭矩实时检测装置

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体来说，涉及一种用于血液净化耗材的拧紧扭矩实时检测装置。

背景技术

血液净化耗材用于血液净化领域，治疗范畴已涉及肾脏病、急性中毒、肝病、危重病、皮肤病及免疫性疾病等等。所述血液净化耗材包括血液透析器、血液灌流器、血浆分离器等。

所述血液净化耗材包括螺母或者设有螺纹的端盖、设有螺纹的柱体和盖帽。所述螺母或者设有螺纹的端盖、设有螺纹的柱体和盖帽分别可拆卸的配合。目前主要通过手工的方式对螺母或者设有螺纹的端盖与柱体、盖帽与端盖进行耦合，操作人员的熟练程度对拧紧扭矩存在一定的人为因素影响。为了使螺母或者设有螺纹的端盖与柱体、盖帽与端盖很好的耦合，提高生产效率有必要提供一种能够实时精确检测拧紧扭矩的检测装置。

目前已知的扭矩实时检测与控制的方法包括有弹簧力检测法、吊砝码检测法、应变片检测法等，而对拧紧扭矩进行控制的方法则包括有过载脱开打滑法、预设扭矩脱开法、磁力脱开法、数字显示报警法等等。然而，上述扭矩检测方法和扭矩控制方法只适合于在扭矩较小、精度要求不高等条件下使用，比如电动螺丝批。而在精密机械和扭矩控制要求高并且扭矩大的情形下则无法适用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种能够精确且实时地检测血液净化耗材拧紧扭矩的检测装置，精确控制血液净化耗材拧紧扭矩，同时提高生产效率。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下的技术方案：设计一种血液净化耗材拧紧扭矩实时检测装置，包括马达、轴承、支架、推力杆、阻挡件和动力卡套，所述支架上设有用于固定血液净化耗材一端的固定卡套，所述轴承固定设置在所述支架上，所述推力杆与所述马达的马达本体连成一体而构成支承在所述轴承上的可旋转总成，所述动力卡套固定于所述马达的动力轴并设置为操作所述血液净化耗材的待拧紧部件；所述支架上设有适于与所述推力杆接触以阻挡所述可旋转总成在所述马达工作时旋转的阻挡件，所述阻挡件位于远离所述可旋转总成的旋转轴线预定距离的位置，所述阻挡件具有实时检测其所受推力杆压力的压力传感器。

本发明是通过检测马达本体的反推扭矩的方式来检测马达输出的实时扭矩。其工作原理如下：马达本体在轴向上通过轴承定位，但是周向上不固定可以自由转动，由马达本体和推力杆组成的可旋转总成整体可绕马达动力轴的中心线旋转；可旋转总成采用阻挡件限位，以防止可旋转总成在马达工作时的自由转动。在阻挡件上安装精密压力传感器，压力传感器实时检测推力杆所施加的压力，根据作用力与反作用力相等的原理，该压力等于推力杆在压力传感器处所受到的推力，该推力乘以压力传感器与马达动力轴中心线之间的距离即可算出可旋转总成所受到的反推扭矩；最后再根据平衡体正反扭矩相等的原理，马达在拧紧螺母或带螺纹的端盖时输出的扭矩即等于上述可旋转总成所受到的反推扭矩，从而实现血液净化耗材拧紧扭矩的实时检测。

由上述方案可见，本发明的检测装置实现了血液净化耗材拧紧扭矩的实时精确检测，不受马达转速的限制、不受扭矩大小的限制；加以其他自动控制，可以实现扭矩的精确控制，尤其适用精密加工与精密零部件组装等领域。

进一步地，所述压力传感器与所述推力杆接触；优选地，所述压力传感器与所述推力杆远离所述马达本体的一端接触。

进一步地，所述可旋转总成通过所述推力杆或所述马达本体支承在所述轴承上。

优选地，所述马达为伺服马达、步进马达、电动马达、气动马达或液压马达中的任意一种。

进一步地，所述待拧紧部件为螺母、具有螺纹的端盖或者盖帽。

进一步地，所述动力轴、动力卡套和固定卡套的轴线重合。

进一步地，所述动力卡套和固定卡套的内腔形状与待拧紧部件的形状相同、尺寸相当。

进一步地，所述血液净化耗材拧紧扭矩实时检测装置还包括扭矩自动控制***，所述扭矩自动控制***与所述压力传感器电连接。

附图说明

图1是本发明检测装置的一种实施方式的立体图。

图2是图1所述检测装置的前视图。

图3是图1所述检测装置的俯视图。

图4是图3的A-A剖视图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各种实施方式，其中的实施例结合附图进行说明并在下文中描述。尽管本发明将结合示例性实施方式进行说明，应当理解本发明不限于这些示例性实施方式。相反，本发明不仅包括这些实施方式，而且还包括各种变形、改进。

图1至图4示出了本发明的血液净化耗材拧紧扭矩实时检测装置的一种实施方式，该装置包括了马达1、轴承3、支架4、推力杆5、阻挡件6和动力卡套7等。马达1包括动力轴11和马达本体12，动力轴11与马达本体12可相互转动的配合。支架4由顶板41、支柱42和底板43等组成，支柱42固定设置于底板43上并支撑顶板41。

马达1可为任何一种马达，如伺服马达、步进马达、电动马达、气动马达或液压马达等。轴承3固定设置在支架4的顶板41上，推力杆5固定设置于马达本体12并与马达本体12一同构成可转动地支撑在轴承3上的可旋转总成。动力卡套7固定于马达1的动力轴11远离马达本体12一端，支架4的底板42上设有固定卡套9，所述动力轴11、动力卡套7和固定卡套9的轴线重合，优选动力轴11、动力卡套7和固定卡套9设置于底板42的中间。

血液净化耗材包括待安装部件，如螺母或者设有螺纹的端盖、盖帽。螺纹或者设有螺纹的端盖耦合于血液净化耗材两端，盖帽与端盖上远离血液净化耗材一端耦合。所述动力卡套7和固定卡套9的内腔形状与待拧紧部件如螺母、设有螺纹的端盖或者盖帽形状相同，且尺寸相当。所述固定卡套9用于固定血液净化耗材8下端待拧紧部件，动力卡套7可与血液净化耗材8上端待拧紧部件啮合以进行拧紧操作。

所述阻挡件6位于支架4的顶板41上，且与马达1动力轴11的轴线有预定距离的位置。阻挡件6上设有实时检测其所受压力的压力传感器10，所述压力传感器10与推力杆5远离马达本体12的一端接触。所述压力传感器10还与扭矩自动控制***电连接。当马达1接通电源后，由于马达本体12在周向上不固定，当动力轴11按一定方向旋转时，马达本体12则沿着与动力轴11转动的相反方向旋转，动力轴11的输出扭矩与马达本体12的反向扭矩大小相等。由于推力杆5固定设置于马达本体12上，马达本体12带动推力杆5一体转动，直至推力杆5与阻挡件6上的压力传感器10接触，阻挡件6阻挡推力杆5的转动，此时马达本体12的反向扭矩通过推力杆5传递到阻挡件6的压力传感器10。通过压力传感器10检测出其所受的压力F，并测量出推力杆5从马达动力轴中心线13到压力传感器10之间的距离R(即力F的力臂)，然后根据P=F*R，便可计算出马达1的输出扭矩P。马达1通过动力轴11上的动力卡套7将相同的输出扭矩P施加于待拧紧部件。操作人员根据产品需要预先设定拧紧扭力P₀，即设定压力传感器10的极限值F₀，扭矩自动控制***将压力传感器10检测到的压力换算成扭矩，并将实时扭矩P与预先设定好的极限值P₀进行对比，当P小于P₀时，马达继续拧紧待拧紧部件，随着马达轴的转动，实时扭矩P越来越大，当P等于P₀时，扭矩自控***发送信号指令使马达停止转动，从而实现了拧紧扭矩的精确控制，因而使待拧紧部件完美的耦合于血液净化耗材两端，从而提高血液净化耗材的密封性，提高产品合格率，降低生产成本。

在进行待拧紧部件拧紧时，首先将其中一个待拧紧部件放置于固定卡套9中，血液净化耗材8的下端与放置于固定卡套9上的待拧紧部件进行预定位，动力卡套7夹持另一个待拧紧部件与血液净化耗材上端进行预定位，预定位完成后启动马达1，马达1通过动力轴11上的动力卡套7将预先设定好的输出扭矩P施加于其夹持的待拧紧部件上，对其进行拧紧操作。根据上述原理，通过压力传感器10检测出其所受的压力F，并测量出推力杆5从马达动力轴中心线13到压力传感器10之间的距离R(即力F的力臂)，然后根据P=F*R，便可计算出马达1拧紧螺母时的实时输出扭矩P。当马达1的输出扭矩P达到预先设定的值P₀时，动力卡套7上的待拧紧部件与血液净化耗材两端拧紧，耦合工作完成，马达停止转动。

本发明中的血液净化耗材拧紧扭矩实时检测装置可同时进行血液净化耗材两端的待拧紧部件与柱体的自动化拧紧作业，提高生产效率，提高产品的合格率，降低生产成本。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于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。

Claims (9)

1.血液净化耗材拧紧扭矩实时检测装置，其特征在于：包括马达、轴承、支架、推力杆、阻挡件和动力卡套，所述支架上设有用于固定血液净化耗材一端的固定卡套，所述轴承固定设置在所述支架上，所述推力杆与所述马达的马达本体连成一体而构成支承在所述轴承上的可旋转总成，所述动力卡套固定于所述马达的动力轴并设置为操作所述血液净化耗材的待拧紧部件；所述支架上设有适于与所述推力杆接触以阻挡所述可旋转总成在所述马达工作时旋转的阻挡件，所述阻挡件位于远离所述可旋转总成的旋转轴线预定距离的位置，所述阻挡件具有实时检测其所受推力杆压力的压力传感器。

2.根据权利要求1所述的血液净化耗材拧紧扭矩实时检测装置，其特征在于：所述压力传感器与所述推力杆接触。

3.根据权利要求2所述的血液净化耗材拧紧扭矩实时检测装置，其特征在于：所述压力传感器与所述推力杆远离所述马达本体的一端接触。

4.根据权利要求1所述的血液净化耗材拧紧扭矩实时检测装置，其特征在于：所述可旋转总成通过所述推力杆或所述马达本体支承在所述轴承上。

5.根据权利要求1所述的血液净化耗材拧紧扭矩实时检测装置，其特征在于：所述马达为伺服马达、步进马达、电动马达、气动马达或液压马达中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的血液净化耗材拧紧扭矩实时检测装置，其特征在于：所述待拧紧部件为螺母、具有螺纹的端盖或盖帽。

7.根据权利要求1所述的血液净化耗材拧紧扭矩实时检测装置，其特征在于：所述动力轴、动力卡套和固定卡套的轴线重合。

8.根据权利要求1所述的血液净化耗材拧紧扭矩实时检测装置，其特征在于：所述动力卡套和固定卡套的内腔形状与待拧紧部件的形状相同、尺寸相当。

9.根据权利要求1所述的血液净化耗材拧紧扭矩实时检测装置，其特征在于：还包括扭矩自动控制***，所述扭矩自动控制***与所述压力传感器电连接。