CN106468618B - 便携式弹簧测力仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式弹簧测力仪，包括：电机、直线导轨、压力传感器、固定台和支撑块；所述支撑块为轴承支撑块；轴承支撑块上设有两排以上的轴承组；轴承支撑块朝向恒压弹簧的一侧设有轴承支撑块凹槽，轴承组通过固定轴固定在凹槽侧壁上，轴承组上的轴承能够转动；还包括：同压力传感器相连接，对压力传感器传回的恒压弹簧的压力信号进行处理的压力检测部；所述压力检测部包括：主控单元、行程开关、显示单元和存储单元。本发明通过对支撑装置的简单改造使得该检测装置具有检测精度高，通过智能改造，使得记录和判断智能化，整个检测过程更为简单便捷，结果更加可靠。

Description

便携式弹簧测力仪

技术领域

本发明涉及一种便携式弹簧测力仪。

背景技术

随着风力发电场的不断开发，风电行业的高速发展，集电环产品广泛使用于高原、戈壁、海洋、湿热等各种严酷环境，尤其是较大功率的风电机组和风电场的需求。为保证碳刷与滑环能持续的接触，碳刷需要一个指向滑环圆心的压力，此压力的大小对于碳刷的运行具有重要的作用，压力太小会导致滑环与碳刷接触不好，压力太大会增加碳刷的磨耗。故必须将此碳刷压力控制在一定的范围内，本装置的目的就是为了将此恒压弹簧的压力及弹簧的恒压区精确的测量出来，以保证碳刷与滑环能良好的工作，创造更好地产品运行条件。全量程检测，可以检测碳刷全寿命周期各阶段对应的弹簧压力，对碳刷的工作状态提前预警。另外，现在较为先进的弹簧测力装置《名称为：弹簧压力检测装置；专利申请号为：201420615038.5》虽然有效的实现了弹簧的检测功能。但是，无论是升程力还是回程力，弹簧与其接触的测量面均存在摩擦力，所以测量出的弹簧压力比实际弹簧压力会存在偏差。因此一种新型便捷式弹簧测力仪急需被研制。

发明内容

本发明针对现有测力仪测力过程不智能、存在摩擦力等原因导致测量结果不够准确的问题，而研制一种便携式弹簧测力仪。具体技术方案如下：

一种便携式弹簧测力仪，包括：电机、直线导轨、压力传感器、固定台和支撑块；

其特征在于：所述支撑块为轴承支撑块；所述轴承支撑块上设有两排以上的轴承组；所述轴承支撑块朝向恒压弹簧的一侧设有轴承支撑块凹槽，所述轴承组通过固定轴固定在凹槽侧壁上，轴承组上的轴承能够转动；使用时，恒压弹簧位于两排相邻轴承组之间，分别同两轴承组相接触；

还包括：同压力传感器相连接，对压力传感器传回的恒压弹簧的压力信号进行处理的压力检测部；所述压力检测部包括：

用于接收压力信号，并对压力信号进行处理的主控单元；

同主控单元相连接，用于检测恒压弹簧是否进入检测位置的行程开关；

同主控单元相连接，用于显示压力测量情况的显示单元；

同主控单元相连接，用于存储压力测量情况及设定阈值的存储单元；

检测时，所述主控单元在接收到行程开关传回的检测开始触发信号后，对压力传感器传回的压力信号进行实时监测，监测压力信号同设定的标准压力信号H的差值的绝对值C是否大于设定的偏差阈值N，如果差值的绝对值C小于等于偏差阈值N，则记录该恒压弹簧正常，并通过显示单元显示结果正常；如果差值的绝对值C大于偏差阈值N，则记录该恒压弹簧异常，并通过显示单元显示结果异常；另外，所述主控单元实时监测压力传感器传回的压力信号是否大于测力仪最大承载阈值Z，如果压力信号大于等于测力仪最大承载阈值Z，主控单元控制电机断电停止工作，并通过显示单元显示测力仪工作严重异常关闭电机，待压力传感器传回的压力信号小于测力仪最大承载阈值Z时，恢复电机供电。

所述主控单元实时监测压力传感器传回的压力信号的同时，根据电机速度和时间计算测量的行程，即恒压弹簧延展的长度，当测量行程超过监测行程X 后，判断监测压力信号同设定的标准压力信号H的差值的绝对值C大于设定的偏差阈值N是否为阶跃变化，如果是阶跃变化，此时电机回转控制恒压弹簧收回，并通过显示单元提醒操作人员检查恒压弹簧是否固定紧致，待测量人员调整后，重新开始测量。

所述压力检测部还包括：同主控单元相连接，用于扫描恒压弹簧上的条码的扫描单元；检测时，通过扫描单元对恒压弹簧上的条码进行扫描，记录该恒压弹簧的编号，存储到存储单元中。

所述压力检测部还包括：同主控单元相连接的通信单元；将检测结果同时或定期上传到服务器端。

所述压力检测部还包括：同主控单元相连接的报警单元；当检测结果出现异常时发出报警信号。

所述固定台的侧面固定有指针，在测量仪上指针对应的位置设有刻度线。

所述轴承组上的轴承为滚动轴承。

同现有技术相比本发明所述的便携式弹簧测力仪同现有技术相比其优点是显而易见的，通过对支撑装置的简单改造使得该检测装置具有检测精度高，通过智能改造，使得记录和判断智能化，整个检测过程更为简单便捷，结果更加可靠。另外，由于其结构简单，不仅便于生产，而且成本非常低廉适于广泛推广。

附图说明

图1为本发明 所示测力仪的测量部分的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为轴承支撑块的结构示意图；

图4为图3的A-A向剖视图；

图5为本发明 所示测力仪的结构示意图；

图6为本发明 所示压力检测部的结构示意图。

具体实施方式

如图1至6所述的一种便携式弹簧测力仪，包括：电机1、直线导轨2和压力传感器8；所述电机1的输出端连接在直线导轨2的输入端上；直线导轨2上的滑块3上设置有固定台4，固定台4用于固定恒压弹簧6；在直线导轨2上相对电机1的另一端固定有用于对恒压弹簧6进行测力的压力传感器8；所述压力传感器8的信号输出端设有接线柱9，能通过导线连接到压力检测部12上；压力传感器8固定在固定架11上，且压力传感器8和恒压弹簧6之间设置有轴承支撑块7，轴承支撑块7一端同压力传感器8固定连接，另一端在使用时同恒压弹簧6相接处；所述轴承支撑块7上设有两排以上的轴承组701；所述轴承支撑块7朝向恒压弹簧6的一侧设有轴承支撑块凹槽703，所述轴承组701通过固定轴702固定在凹槽侧壁704上(轴承组701上的轴承能够转动)；使用时，恒压弹簧6位于两排相邻轴承组701之间(对恒压弹簧6进行限位)，分别同两轴承组701相接触(这样，在对恒压弹簧6进行测量时，恒压弹簧6同轴承支撑块 7上轴承相接处，无论恒压弹簧6延展或收起(即测量升程或回程)，恒压弹簧6 和轴承支撑块7之间都不会产生摩擦力，测量结果的准确性会得到大幅度提高)。恒压弹簧6固定在安装板5上，其中安装板5上设有卡接端501，所述固定台4 上设有卡槽402，用于同安装板5上的卡接端501相配合将恒压弹簧6固定在固定台4上；固定台4上还设有用于对安装板5进行限位的限位凸起401；所述电机1、直线导轨2和固定架11固定在底座10上。一种便携式弹簧测力仪，包括：电机1、直线导轨2、压力传感器8、固定台4和支撑块；

如图5和图6所示，测力仪还包括：同压力传感器8相连接，对压力传感器8传回的恒压弹簧6的压力信号进行处理的压力检测部12；所述压力检测部12包括：

用于接收压力信号，并对压力信号进行处理的主控单元121；同主控单元 121相连接，用于检测恒压弹簧6是否进入检测位置的行程开关123；同主控单元121相连接，用于显示压力测量情况的显示单元125；同主控单元121相连接，用于存储压力测量情况及设定阈值的存储单元127；

检测时，所述主控单元121在接收到行程开关123传回的检测开始触发信号后，对压力传感器8传回的压力信号进行实时监测，监测压力信号同设定的标准压力信号H的差值的绝对值C是否大于设定的偏差阈值N(即监测测量偏差是否超出偏差阈值±N，例如：标准压力信号为1600，设定的偏差阈值为80，当测量值为1500，同标准压力信号相差-100，绝对值为100，大于偏差阈值80，说明该压力弹簧为异常弹簧)，如果差值的绝对值C小于等于偏差阈值N，则记录该恒压弹簧6正常，并通过显示单元125显示结果正常；如果差值的绝对值C大于偏差阈值N，则记录该恒压弹簧6异常，并通过显示单元125显示结果异常 (同时报警单元126发出报警信号，提醒使用者检测结果异常)；另外，所述主控单元121实时监测压力传感器8传回的压力信号是否大于测力仪最大承载阈值Z，如果压力信号大于等于测力仪最大承载阈值Z，主控单元121控制电机断电停止工作，并通过显示单元125显示测力仪工作严重异常关闭电机，待压力传感器8传回的压力信号小于测力仪最大承载阈值Z时，恢复电机供电，目的是防止电机负载过大损毁，例如：测力仪电机在测力仪承载3000牛的力时，电机处于最大工作功率，便可将测力仪最大承载阈值Z为3000牛的力，当测力仪对恒压弹簧6进行检测时，由于将结构损毁，产生极端异常情况，即测力仪推进时阻力过大，导致压力达到3000牛，主控单元121便强行控制电机断电，同时提醒操作人员进行处理(例如：操作人员将恒压弹簧6拆除)，待极端异常情况解除后(压力传感器8传回的压力信号值小于3000牛后)，恢复电机供电。所述主控单元121实时监测压力传感器8传回的压力信号的同时，根据电机速度和时间计算测量的行程(电机速度是固定的，测量的恒压弹簧6的长度也是固定的，因而该设备需不要行程测量单元，根据电机转动的时间便可知恒压弹簧6 延展或收回的长度，进而可知测力仪测量过程中的具体行程)，即恒压弹簧6延展的长度，当测量行程超过监测行程X后(超过一定行程后，说明恒压弹簧整体是完整的，出现阶跃性的压力变化，很大程度上原因是恒压弹簧6没有固定好，例如：监测行程X可以设定为整体行程的1/3)，判断监测压力信号同设定的标准压力信号H的差值的绝对值C大于设定的偏差阈值N是否为阶跃变化，如果是阶跃变化，此时电机回转控制恒压弹簧6收回，并通过显示单元125提醒操作人员检查恒压弹簧6是否固定紧致，待测量人员调整后，重新开始测量。

为便利使用，所述压力检测部12还包括：同主控单元121相连接，用于扫描恒压弹簧6上的条码的扫描单元124；检测时，通过扫描单元124对恒压弹簧 6上的条码进行扫描(可以扫描弹簧上的标识(二维码、条码等)，这样可以边记录边测量)，记录该恒压弹簧6的编号，存储到存储单元127中。所述压力检测部12还包括：同主控单元121相连接的通信单元128；将检测结果同时或定期上传到服务器端。所述压力检测部12还包括：同主控单元121相连接的报警单元126；当检测结果出现异常时发出报警信号。

所述固定台4的侧面固定有指针14，在测量仪上指针14对应的位置设有刻度线16。所述轴承组701上的轴承为滚动轴承。

所述行程开关可以为光感开关，也可为机械开关，本实施例中，通过指针 14对行程开关123进行触发，使行程开关123返回触发信号；当然也可将行程开关123设置在固定台4的行进轨迹上；或以本领域技术人员能够想到将固定方式固定在能够检测固定恒压弹簧6的固定台4沿直线导轨2移动到检测位置上的其它方式进行固定。因为测量的主要目的是测量恒压区，恒压区往往是在恒压弹簧6延展到一定长度开始，例如：28毫米。如图5所示控制开关13同电机1的控制端相连接；或者控制开关13作为测力仪的开启按钮，分别同电机1 的控制端和压力检测部12的开机端相连接。

本发明采用轴承支撑，可以将弹簧与测量面接触的摩擦力去掉，实现测量结果的准确性；所述传感器和数模转换单元设置有力值存储器和比较器；所述力值存储器用于存储预先设定的力分界值，所述比较器用于比较传感器采集的实时力值与力值存储器中存储的力分界值的大小关系。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种便携式弹簧测力仪，包括：电机、直线导轨、压力传感器、固定台和支撑块；

其特征在于：所述支撑块为轴承支撑块；所述轴承支撑块上设有两排以上的轴承组；所述轴承支撑块朝向恒压弹簧的一侧设有轴承支撑块凹槽，所述轴承组通过固定轴固定在凹槽侧壁上，轴承组上的轴承能够转动；使用时，恒压弹簧位于两排相邻轴承组之间，分别同两轴承组相接触；

还包括：同压力传感器相连接，对压力传感器传回的恒压弹簧的压力信号进行处理的压力检测部；所述压力检测部包括：

用于接收压力信号，并对压力信号进行处理的主控单元；

同主控单元相连接，用于检测恒压弹簧是否进入检测位置的行程开关；

同主控单元相连接，用于显示压力测量情况的显示单元；

同主控单元相连接，用于存储压力测量情况及设定阈值的存储单元；

检测时，所述主控单元在接收到行程开关传回的检测开始触发信号后，对压力传感器传回的压力信号进行实时监测，监测压力信号同设定的标准压力信号H的差值的绝对值C是否大于设定的偏差阈值N，如果差值的绝对值C小于等于偏差阈值N，则记录该恒压弹簧正常，并通过显示单元显示结果正常；如果差值的绝对值C大于偏差阈值N，则记录该恒压弹簧异常，并通过显示单元显示结果异常；另外，所述主控单元实时监测压力传感器传回的压力信号是否大于测力仪最大承载阈值Z，如果压力信号大于等于测力仪最大承载阈值Z，主控单元控制电机断电停止工作，并通过显示单元显示测力仪工作严重异常关闭电机，待压力传感器传回的压力信号小于测力仪最大承载阈值Z时，恢复电机供电；所述主控单元实时监测压力传感器传回的压力信号的同时，根据电机速度和时间计算测量的行程，即恒压弹簧延展的长度，当测量行程超过监测行程X后，判断监测压力信号同设定的标准压力信号H的差值的绝对值C大于设定的偏差阈值N是否为阶跃变化，如果是阶跃变化，此时电机回转控制恒压弹簧收回，并通过显示单元提醒操作人员检查恒压弹簧是否固定紧致，待测量人员调整后，重新开始测量。

2.根据权利要求1所述的一种便携式弹簧测力仪，其特征在于所述压力检测部还包括：同主控单元相连接，用于扫描恒压弹簧上的条码的扫描单元；检测时，通过扫描单元对恒压弹簧上的条码进行扫描，记录该恒压弹簧的编号，存储到存储单元中。

3.根据权利要求2所述的一种便携式弹簧测力仪，其特征在于所述压力检测部还包括：同主控单元相连接的通信单元；将检测结果同时或定期上传到服务器端。

4.根据权利要求3所述的一种便携式弹簧测力仪，其特征在于所述压力检测部还包括：同主控单元相连接的报警单元；当检测结果出现异常时发出报警信号。

5.根据权利要求1所述的一种便携式弹簧测力仪，其特征在于所述固定台的侧面固定有指针，在测力仪上指针对应的位置设有刻度线。

6.根据权利要求1所述的一种便携式弹簧测力仪，其特征在于：所述轴承组上的轴承为滚动轴承。