CN107976247B - 大质量砝码自动操作*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大质量砝码自动操作***，包括：适于拾取和保持大质量砝码的砝码拾取装置；用于提供动力的动力装置；砝码传递装置，其包括第一水平导轨和被组装于所述第一水平导轨从而能够沿其移动的竖直向导轨，所述第一水平导轨沿第一水平方向延伸，所述竖直向导轨沿垂直于所述第一水平方向的竖直方向延伸，所述砝码拾取装置被组装于所述竖直向导轨；和用于控制砝码拾取装置的移动的控制单元；其中，所述控制单元控制所述动力装置使砝码拾取装置能够自动地沿第一水平方向移动并且能够自动地沿竖直方向移动。

Description

大质量砝码自动操作***
技术领域
本发明属于质量计量领域，具体涉及一种大质量砝码的存取***。
背景技术
高精度标准质量砝码常用于质量计量领域，用于对下一级的砝码进行质量测量。在使用标准质量砝码进行砝码测量的时候，需要将标准质量砝码从大质量砝码存储装置上拾取下来并且运输至测量地。对标准质量砝码的拾取和运输需要保证砝码的精度，在复杂环境条件下需要避免灰尘、湿气污染物等附着到砝码的表面从而导致砝码质量值发生变化，否则将影响其使用稳定性而不能长时间使用。
高准确度的标准质量砝码无法使用常规的起吊装置进行操作，因为这样会损伤砝码表面进而影响其质量值。尤其是在进行大质量砝码质量测量时，需要对多个标准质量砝码进行重复拾取和运输，采用普通吊装的方式进行操作不但效率低，而且容易损坏砝码，甚至可能伤害到人身安全或者损坏其他设备的零部件。
希望能够解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种大质量砝码存储装置，还提供了一种适于在这种大质量砝码存储装置中存储的砝码结构，以及在通常使用过程中便于操作大质量砝码的大质量砝码处理模块。
在本发明的第一方面中，提供了一种大质量砝码自动操作***，包括：适于拾取和保持大质量砝码的砝码拾取装置；用于提供动力的动力装置；砝码传递装置，其包括第一水平导轨和被组装于所述第一水平导轨从而能够沿其移动的竖直向导轨，所述第一水平导轨沿第一水平方向延伸，所述竖直向导轨沿垂直于所述第一水平方向的竖直方向延伸，所述砝码拾取装置被组装于所述竖直向导轨；和用于控制砝码拾取装置的移动的控制单元；其中，所述控制单元控制所述动力装置使砝码拾取装置能够自动地沿第一水平方向移动并且能够自动地沿竖直方向移动。
根据一个实施例，所述大质量砝码自动操作***是用于圆柱形式大质量砝码的大质量砝码自动操作***，所述砝码夹持部还能够围绕着所述竖直方向转动。
根据一个实施例，所述砝码夹持部为杆或臂的形式，并且包括本体，用于连接到所述竖直向导轨的固定端，以及包括砝码夹持部的自由端。
根据一个实施例，所述砝码夹持部包括上较大大致U形部和与所述上较大大致U形部相连的下较小大致U形部，所述下较小大致U形部具有与所拾取的砝码的对应夹持部的尺寸相对应的尺寸，所述上较大大致U形部具有与所拾取的砝码的外径相对应的尺寸。
根据一个实施例，所述大质量砝码自动操作***是用于立方体形式大质量砝码的大质量砝码自动操作***，所述砝码夹持部还能够沿着垂直于所述第一水平方向和竖直方向两者的第二水平方向移动。
根据一个实施例，所述砝码拾取装置包括基部和从基部沿着所述第二水平方向伸出的多个齿，所述多个齿适于***形成在用于存储大质量砝码的支撑结构中的相应槽配合内以便拾取砝码和存放砝码。
根据一个实施例，所述砝码拾取装置设有用于指示所述砝码夹持部到达预定目标位置的检测器，用于与支撑大质量砝码的结构上的对应检测器相配合。
根据一个实施例，所述动力装置包括一个或多个电机。
根据一个实施例，所述控制单元包括接收使用者输入的目标位置信息的用户输入装置。
根据一个实施例，所述控制单元包括存储着所述砝码拾取装置所能够到达的砝码存储位置的信息的存储装置。
根据一个实施例，所述使用者输入的目标位置信息和所述砝码存储位置的信息是表示每一个砝码存储位置的二维坐标或与每一个砝码存储位置的二维坐标对应的砝码编号的形式。
根据一个实施例，所述控制单元包括根据所述使用者输入的目标位置信息和所述砝码存储位置的信息致动所述驱动装置的致动装置。
根据本发明的大质量砝码自动操作***在不损坏、不污染砝码外表面的情况下实现大质量砝码的自动拾取和传递，不但操作效率高，而且大大节省了人力物力。
附图说明
关于本发明的上述综述以及其它的特征和优势从下面参考附图给出的详细描述中将得到更好地理解。然而，应理解，附图并未按比例绘示，仅用于解释本发明的原理。附图中，与本发明的创新性特征和优势相关的部分被详细示出了，而与本发明的创新性特征和优势无关的部分被省略或简化示出，图中未示出的构件、装置和结构并不表示在本发明的大质量砝码自动操作***中不存在。附图中：
图1是根据本发明的用于圆柱体形式的大质量砝码的大质量砝码自动操作***的简化示意图；
图2是图1的大质量砝码自动操作***的砝码拾取装置的立体图；
图3是适于用图1的大质量砝码自动操作***操作的圆柱形砝码示意图；
图4是根据本发明的用于立方体形式的大质量砝码的大质量砝码自动操作***的简化示意图；和
图5是图4的大质量砝码自动操作***的砝码拾取装置的立体图。
具体实施方式
根据本发明的大质量砝码自动操作***实现了对大质量砝码、特别是对一种特殊的砝码-高精确度标准质量砝码的自动拾取和自动传递，在条件许可的情况下，砝码可直接被传递至下一级大质量砝码的计量设备上，当然也可以传递至中间运输设备、比如运输车辆上。利用根据本发明的大质量砝码自动操作***，砝码的拾取能够在不损伤、不污染砝码表面的情况下自动化地进行，这有利于保证砝码使用的长期稳定性。此外，在砝码的传递或运输过程中，砝码的加载和卸载过程无冲击、速度快、操作自动化，从而节省人力和物力并且工作效率高，在质量计量领域中、具体地在用上一级大质量砝码计量下一级大质量砝码应用中具有重大作用。
下面参考附图具体描述本发明的质量砝码自动操作***。
图1中，大质量砝码自动操作***100总体上包括从大质量砝码存储装置上拾取砝码的砝码拾取装置10，用于传递所拾取的砝码的传递装置50，驱动所述砝码拾取装置10使其发生移动的动力装置80，以及控制单元(未示出)。
砝码拾取装置10的一端被接合到传递装置50，另一端包括适于拾取和保持大质量砝码的砝码保持部，这将在下面参考附图详细描述。
传递装置50通过固定到墙壁和/或地面上的支撑框架55支撑，主要包括由支撑框架55支撑的X向导轨52和能够沿着X向导轨52移动的竖直向导轨62，砝码拾取装置10安装在竖直向导轨62的底端并且能够沿着竖直向导轨62在竖直方向(例如可以定义为Z方向)上移动。X向导轨52限定出垂直于竖直方向的第一水平方向(例如可以定义为X方向)。
具体地，传递装置50可以包括组装于X向导轨52上的X方向滑动组件和组装于竖直向导轨62上的竖直方向滑动组件。竖直向导轨62可组装于滑动组件上以便能够沿着X向导轨52在X方向滑动。砝码拾取装置10的一端可接合到竖直方向滑动组件以便能够随竖直方向滑动组件一起沿着竖直方向移动。
此外，在本发明中，砝码拾取装置10能够围绕着Z方向、例如围绕着竖直向导轨62在垂直于竖直方向Z的水平面内转动，如图1所示。当然，本领域内的技术人员应理解，还可以设置成仅仅砝码拾取装置10的砝码保持部、而不是整个砝码拾取装置10围绕着Z方向转动。
大质量砝码自动操作***100的控制单元可包括指令输入装置，存储装置和控制单元。
存储装置存储着砝码拾取装置10的砝码保持部所能够到达的多个目标位置信息，即通过砝码保持部能够将大质量砝码存储到的目标位置信息或者砝码保持部能够拾取的大质量砝码的原始存放位置信息。这些位置信息优选是坐标阵列的形式，也可以是任何其它适当的形式。
与根据图1中示出的大质量砝码自动操作***100相配合使用的大质量砝码存储装置优选立式矩阵存储装置，在图1中用参考标记70表示。立式矩阵存储装置70包括在竖直方向、即Z方向上间隔排列的多个、例如M个支撑隔板72，每个支撑隔板72上在垂直于Z方向的X方向上可以存储多个、例如N个大质量砝码，构成立式阵列(MxN)存储装置。在每一个支撑隔板72上，砝码75沿X方向排列。下文中“行”也沿着X方向延伸，“列”则沿着竖直方向、即Z方向延伸。
在这种情况下，作为一个例子，大质量砝码自动操作***100的存储装置中存储的可以是用于表示立式矩阵存储装置中的每一个存储位置的、由行和列组成的二维坐标，或者唯一地代表每一个存储位置的二维坐标的位置编号。例如行表示哪一个支撑隔板72，列表示该支撑隔板72上的特定存储位置。
使用者经由指令输入装置输入砝码保持部意欲到达的目标位置信息，比如指定上述坐标阵列中的某一特定点，比如预期的砝码存储位置的二维坐标或位置编号。控制单元即从根据用户输入装置输入的指令控制动力装置80使砝码拾取装置10、具体为砝码保持部执行预期的动作，这些动作包括下述中的一个或多个：沿X方向水平移动、沿Z方向移动、垂直于Z方向转动等。
动力装置80通常是电机，既可以配置成用于上述所有动作的公共电机，也可以配置成为每一个动作单独设置的电机。例如，在图示的例子中，动力装置80包括分别设置于X向导轨52和竖直向导轨62上的X方向移动电机和Z方向移动电机，以及用于使砝码拾取装置10绕Z方向转动的转动电机。
优选地，砝码拾取装置10上、例如砝码保持部处设有用于指示砝码保持部已经到达预期的目标位置的检测器、例如传感器，用于与该目标位置处的相应检测器对齐或以其他方式相配合。
图2示出了用于圆柱形砝码的砝码拾取装置10。该砝码拾取装置10为臂或杆的形式，可以是一体件，也可以是多个零件相附接形成的组件形式。砝码拾取装置10包括本体12，用于连接到传递装置50上的固定端14和用于拾取砝码的相反的自由端16。在自由端16处，砝码拾取装置10的砝码夹持部20包括位于上面的内部尺寸较大的较大大致U形部22和与所述较大大致U形部22相连的内部尺寸较小的较小大致U形部24。换句话说，在垂直于竖直方向的水平截面中，较大大致U形部22的内轮廓从较小大致U形部24的内轮廓向外偏移，限定出阶梯连接部26。
与此相对应地，适于用图2的拾取装置10拾取的圆柱形砝码在图3中示出了。从图3中可以看出，圆柱形砝码30在其顶端附近具有从其圆柱形外表面凹入的凹陷部32。
用图2的拾取装置10拾取图3的砝码30时，拾取装置10在动力装置80的驱动下将较小大致U形部24沿着垂直于圆柱形砝码30的中心轴线L的平面伸入圆柱形砝码30的凹陷部32内，完成砝码30的夹持，沿着圆柱形砝码30的中心轴线L向上移动砝码30，完成砝码30的取出。相反地，夹持砝码30的拾取装置10在将砝码30放置到位后，沿着垂直于圆柱形砝码30的中心轴线L的平面将较小大致U形部24撤出圆柱形砝码30的凹陷部32，完成砝码30的存放。
此外，可选地，拾取装置10可以设置检测器、比如传感器，用于感应进而确定拾取装置10、具体为自由端16处的较小大致U形部24相对于圆柱形砝码30的存储装置的位置关系，以便在拾取砝码30时使较小大致U形部24准确地深入圆柱形砝码30的凹陷部32内而不损坏砝码30或者在存放砝码30时能够使砝码30精确到达预期存储位置。
上面描述了用于圆柱形形式的大质量砝码的砝码拾取装置100。对于圆柱形形式的大质量砝码来说，砝码拾取装置10、例如砝码保持部通过沿X方向的移动、沿Z方向移动和绕Z方向的转动中任一者、两者或三者的结合可以到达任一预期的目标位置，能够在如图1所示的大质量砝码存储装置70中的任一砝码存储位置实现砝码的拾取和存放。但是，根据需要，大质量砝码自动操作***100还可以包括沿垂直于X方向和Z方向两者的第二水平方向(例如这里定义为Y方向)的导轨，使砝码拾取装置10沿Y方向移动也是可能的。
图4中示出的用于立方体形式大质量砝码的大质量砝码自动操作***200即包括X向导轨252，Y向导轨272和竖直向导轨262三个导轨。在本实施例中，砝码拾取装置210可以通过沿X向导轨252的X方向移动，沿Y向导轨272的Y方向移动，和沿竖直向导轨262的竖直方向移动中任一者、任两者、或三者相结合，而到达用于立方体形式大质量砝码的砝码存储装置270中的任一砝码存储位置。
大质量砝码自动操作***200的Y向导轨272被直接或间接固定到墙壁和/或地面。X向导轨252通过Y向滑动组件安装于Y向导轨272上，竖直向导轨262通过X向滑动组件安装于X向导轨252上，而砝码拾取装置210则被组装到竖直向导轨262的竖直滑动组件上，从而砝码拾取装置210能够分别沿X向、Y向和竖直方向移动。可选地，与图1中的实施例相同，动力装置(未示出)可以包括用于上述三个方向移动的公共电机或者分别用于X向、Y向和竖直方向移动的三个电机。
除了将图1中的砝码拾取装置绕Z向转动为沿Y向移动之外，图4中的实施例与图1中的不同点还在于砝码拾取装置10的结构。
不同于如图2示的砝码拾取装置10，本实施例中用于立方体形式大质量砝码的砝码拾取装置210自身可构成砝码保持部结构，具体结构在图5中详细示出了。
在图5中，构成砝码夹持部的砝码拾取装置210包括基部232和从基部232示出的多个齿234，例如最少设置两个齿234，例如可选地可以设置三个、四个、五个、六个或更多个齿。从大质量砝码存储装置270拾取立方体砝码275时，砝码拾取装置210的齿234在动力装置的驱动下伸入位于所存储的立方体砝码275下方的沟槽内，然后升高砝码。向存储装置270存放立方体砝码275时，托举此立方体砝码275的砝码拾取装置210下降到预期存放区域内，齿234降落到所述沟槽内，然后沿着水平方向(图中的X方向)撤出砝码拾取装置210的齿234，完成存放操作。
上面关于两种不同形式的大质量砝码描述了根据本发明的大质量砝码自动操作***，实现了对大质量砝码的自动化操作，节省了人力物力。此外，由于是计算机控制自动操作，拾取和存放砝码的精确度非常高，避免了对砝码外表面的破坏，这对于高精确度的标准质量砝码是非常重要的。这能够标准高精确度的标准质量砝码的使用稳定性和精度。
当然，在本发明中，“大质量砝码”不仅限于高精确度的标准质量砝码，而是指具有质量较大、存取和操作不方便特点的任何砝码，为简单和方便起见，有时也使用术语“砝码”来表示。
上面关于本发明的优选实施例进行了描述，但本发明并不意于限制于上面描述和附图示意的实施例。关于一个实施例描述的特征同样适用于本实用新型的其它实施例，不同实施例的特征可相互结合形成新的实施例。在不偏离由下面的权利要求限定的实质和范围的情况下，本领域内的技术人员可以对上述实施例进行各种修改和变异。

Claims (8)

1.一种大质量砝码自动操作***，包括：
适于拾取和保持大质量砝码的砝码拾取装置；
用于提供动力的动力装置；
砝码传递装置，其包括第一水平导轨和被组装于所述第一水平导轨从而能够沿其移动的竖直向导轨，所述第一水平导轨沿第一水平方向延伸，所述竖直向导轨沿垂直于所述第一水平方向的竖直方向延伸，所述砝码拾取装置被组装于所述竖直向导轨；和
用于控制砝码拾取装置的移动的控制单元；
其中，所述控制单元控制所述动力装置使砝码拾取装置能够自动地沿第一水平方向移动并且能够自动地沿竖直方向移动，
其中，所述大质量砝码自动操作***是用于圆柱形式大质量砝码的大质量砝码自动操作***，所述砝码拾取装置还能够围绕着所述竖直方向转动，
所述砝码拾取装置包括砝码夹持部，所述砝码夹持部包括上较大大致U形部和与所述上较大大致U形部相连的下较小大致U形部，所述下较小大致U形部具有与所拾取的砝码的对应夹持部的尺寸相对应的尺寸，所述上较大大致U形部具有与所拾取的砝码的外径相对应的尺寸。
2.根据权利要求1所述的大质量砝码自动操作***，其中，所述砝码拾取装置为杆或臂的形式，并且包括本体，用于连接到所述竖直向导轨的固定端，以及包括所述砝码夹持部的自由端。
3.根据权利要求1所述的大质量砝码自动操作***，其中，所述砝码拾取装置设有用于指示所述砝码夹持部到达预定目标位置的检测器，用于与支撑大质量砝码的结构上的对应检测器相配合。
4.根据权利要求1所述的大质量砝码自动操作***，其中，所述动力装置包括一个或多个电机。
5.根据权利要求1所述的大质量砝码自动操作***，其中，所述控制单元包括接收使用者输入的目标位置信息的用户输入装置。
6.根据权利要求5所述的大质量砝码自动操作***，其中，所述控制单元包括存储着所述砝码拾取装置所能够到达的砝码存储位置的信息的存储装置。
7.根据权利要求6所述的大质量砝码自动操作***，其中，所述使用者输入的目标位置信息和所述砝码存储位置的信息是表示每一个砝码存储位置的二维坐标或与每一个砝码存储位置的二维坐标对应的砝码编号的形式。
8.根据权利要求6-7中任一项所述的大质量砝码自动操作***，其中，所述控制单元包括根据所述使用者输入的目标位置信息和所述砝码存储位置的信息致动所述动力装置的致动装置。
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