CN116539206B - 一种高精度测量力设备的加力机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测量力装置技术领域，公开了一种高精度测量力设备的加力机构，包括测量板，所述测量板的顶部设置有支撑筒，所述支撑筒的内部插接有测量设备，所述测量设备的顶部固定连接有齿条，所述支撑筒的顶部固定连接有旋钮，所述旋钮的底部固定连接有齿轮，所述齿轮与齿条相啮合，所述旋钮的内部设置有助力电机，所述助力电机的输出端设置有助力传感器。本发明具有以下优点和效果：通过配重块增大拉绳的运动阻力，且移动板通过挂钩刷挂在拉绳的尾端，当测量设备向前方移动时，拉绳和移动板产生向后的作用力，进而能够将向前的推力和向后的作用力保持均衡，使得测量设备在进行测量力测量的过程中，数据更加精准。

Description

一种高精度测量力设备的加力机构

技术领域

本发明涉及测量力装置技术领域，特别涉及一种高精度测量力设备的加力机构。

背景技术

用于超精密接触式测量的仪器必须控制测量力。现有的电磁式测量力加力装置，是将线圈与测杆连接，把永久磁铁固定在壳体上，线圈通电后产生磁场，该 磁场与永久磁铁产生的磁场作用，产生测量力。这种测量力加力装置由于永 久磁铁固定在壳体上，受线圈宽度的限制，使测杆的移动范围只有10mm左右。

在现有技术中，如专利公告号为CN103852199B的中国专利公开的一种电动卡尺，其包括标尺部件、滑块、位移传感器、位于滑块上的力感测装置、以及信号处理部分。信号处理部分被配置为接收力信号，并指示与滑块的相应位置相对应的相应力。获取力数据，其包括多个相应力以及对应的滑块的相应位置。信号处理部分限定可接受的测量力范围，其由至少最小力阈值限定，所述最小力阈值被确定为使得其超过与在力信号中包括的至少一个力分量相对应的补偿力，所述力分量独立于测量力的用户变化。其可分析获取的力数据，以识别接触前数据，并且，基于接触前数据而设置用于当前测量过程的最小力阈值。

但是现有的高精度测量力设备在使用时，测量探头在位移过程中，将会产生向前的推力，导致测量探头的尾端将会产生向后的作用力，当向前的推力和向后的作用力无法保持均衡时，将会存在着测量出现偏差的现象，因此需要改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度测量力设备的加力机构，具有减少在测量过程中出现偏差现象的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高精度测量力设备的加力机构，包括测量板，所述测量板的顶部设置有支撑筒，所述支撑筒的内部插接有测量设备，所述测量设备的顶部固定连接有齿条，所述支撑筒的顶部固定连接有旋钮，所述旋钮的底部固定连接有齿轮，所述齿轮与齿条相啮合，所述旋钮的内部设置有助力电机，所述助力电机的输出端设置有助力传感器，所述助力传感器与助力电机双向电连接，所述支撑筒的内底壁固定连接有电动滑轨，所述测量板的底部固定连接有配重箱，所述配重箱的内部设置有配重块，所述配重箱的一端固定连接有拉绳，所述拉绳的中部设置有拉力套筒，所述拉力套筒的内壁固定连接有挡块，所述挡块的一端固定连接有拉伸弹簧，所述拉绳延伸至拉伸弹簧的内部，所述拉绳的中部固定连接有限位块，所述测量设备的一端固定连接有移动板，所述移动板的一端固定连接有挂钩，所述挂钩拴挂在拉绳的一端，所述测量设备的一端固定连接有螺纹轴，所述螺纹轴的外部螺纹连接有螺纹筒，所述螺纹筒螺纹连接在螺纹轴的外部，所述螺纹筒的一侧固定连接有测量探头。

通过采用上述技术方案，在进行测量力测试时，工作人员扭动旋钮，使得旋钮带动齿轮进行转动，由于齿轮与齿条相啮合，且齿条固定在测量设备的外壁上，进而使得旋钮在转动的过程中，测量设备将会在支撑筒的内部进行横移，进而带动测量探头进行伸缩，当测量探头向外伸展时，能够对测量力进行检测的效果，当旋钮在进行转动时，助力传感器将会对助力电机释放信号，助力电机与旋钮之间相互配合，进而能够减缓转动旋钮的力度，同时当旋钮转速过快时，助力电机也对旋钮增大阻力，降低旋钮的转速，工作人员将配重块安装至配重箱的内部，测量设备在伸缩的过程中，将会带动拉绳产生向后的作用力，且拉绳的中部设置有拉力套筒，拉伸弹簧通过限位块限位在拉力套筒的内部，当拉绳位移时，拉伸弹簧将会进行收缩，通过配重块增大拉绳的运动阻力，且移动板通过挂钩刷挂在拉绳的尾端，当测量设备向前方移动时，拉绳和移动板产生向后的作用力，进而能够将向前的推力和向后的作用力保持均衡，使得测量设备在进行测量力测量的过程中，数据更加精准，测量探头通过螺纹筒螺纹连接在螺纹轴的顶端，进而能够便于对测量探头进行固定和拆卸。

本发明的进一步设置为：所述配重箱内壁的两侧均固定连接有角板，所述角板的数量为若干个，且若干个所述角板每四个为一组。

通过采用上述技术方案，每四个角板卡接一个配重块，根据测量设备的移动速率，配比配重块的数量。

本发明的进一步设置为：所述测量板的底部固定连接有第一吊耳，所述配重箱的顶部固定连接有第二吊耳，所述第一吊耳和第二吊耳的内部均插接有转轴。

通过采用上述技术方案，测量板与第一吊耳固定连接，配重箱与第二吊耳固定连接，且第一吊耳和第二吊耳通过转轴转动连接，进而能够使得配重箱能够进行翻转。

本发明的进一步设置为：所述测量板顶部的两侧均固定连接有顶板，所述顶板的外侧调节有翻转板，所述翻转板的内部插接有连接轴，所述连接轴延伸至顶板的内部。

通过采用上述技术方案，翻转板通过连接轴转动连接在顶板的内部，且支撑筒固定在翻转板的内侧，进而使得支撑筒和测量设备能够围绕翻转板转动。

本发明的进一步设置为：所述测量板底部的中心处固定连接有气缸支架，所述气缸支架的内部设置有气缸，所述气缸的输出端固定连接有推杆，所述推杆铰接在支撑筒的底部。

通过采用上述技术方案，工作人员启动气缸，使得气缸通过推杆带动支撑筒进行翻转，进而使得支撑筒和配重箱产生联动，进而对支撑筒进行翻折，能够增加对测量设备的使用效果。

本发明的进一步设置为：所述测量板底部的两侧均固定连接有支脚，所述支脚的数量为三个。

通过采用上述技术方案，三个支脚分别固定在测量板的底部，进而能够对测量板进行稳定支撑。

本发明的进一步设置为：三个所述支脚的内部均开设有通道，所述通道的内部滑动连接有移动杆，所述移动杆的一端固定连接有连接板，所述连接板的一端固定连接有夹持弹簧，所述夹持弹簧的一端固定连接有橡胶层。

通过采用上述技术方案，当测量板需要固定在器械的内部时，工作人员将移动杆通过通道化滑动连接至支脚的内部，橡胶层与器械进行接触，通过夹持弹簧能够将橡胶层夹持在器械的内部，进而能够提升对本装置的安装效果。

本发明的进一步设置为：所述移动杆的内部插接有锁紧杆，所述锁紧杆的一端螺纹连接有锁紧环。

通过采用上述技术方案，在对移动杆进行固定时，工作人员将锁紧杆插接至移动杆的内部，之后扭动锁紧环，使得锁紧环与支脚的底部进行接触，进而能够对移动杆进行锁紧固定。

本发明的进一步设置为：所述测量探头的两侧均固定连接有平衡杆，所述平衡杆的数量为两个。

通过采用上述技术方案，当螺纹筒完全延伸至螺纹轴的一端后，两个平衡杆将会处于水平状，当两个平衡杆不处于水平状时，则螺纹筒没有完全延伸至螺纹轴的一端。

本发明的有益效果是：

1、本发明，通过测量板、支撑筒、测量设备、齿条、旋钮、齿轮、助力电机、电动滑轨、配重箱、配重块、拉绳、拉力套筒、挡块、拉伸弹簧、限位块、移动板和挂钩之间的设置，在进行测量力测试时，工作人员扭动旋钮，使得旋钮带动齿轮进行转动，由于齿轮与齿条相啮合，且齿条固定在测量设备的外壁上，进而使得旋钮在转动的过程中，测量设备将会在支撑筒的内部进行横移，进而带动测量探头进行伸缩，当测量探头向外伸展时，能够对测量力进行检测的效果，当旋钮在进行转动时，助力传感器将会对助力电机释放信号，助力电机与旋钮之间相互配合，进而能够减缓转动旋钮的力度，同时当旋钮转速过快时，助力电机也对旋钮增大阻力，降低旋钮的转速，工作人员将配重块安装至配重箱的内部，测量设备在伸缩的过程中，将会带动拉绳产生向后的作用力，且拉绳的中部设置有拉力套筒，拉伸弹簧通过限位块限位在拉力套筒的内部，当拉绳位移时，拉伸弹簧将会进行收缩，通过配重块增大拉绳的运动阻力，且移动板通过挂钩刷挂在拉绳的尾端，当测量设备向前方移动时，拉绳和移动板产生向后的作用力，进而能够将向前的推力和向后的作用力保持均衡，使得测量设备在进行测量力测量的过程中，数据更加精。

2、本发明，通过角板、第一吊耳、第二吊耳、转轴、顶板、翻转板、连接轴、气缸支架、气缸和推杆之间的设置，测量板与第一吊耳固定连接，配重箱与第二吊耳固定连接，且第一吊耳和第二吊耳通过转轴转动连接，进而能够使得配重箱能够进行翻转，翻转板通过连接轴转动连接在顶板的内部，且支撑筒固定在翻转板的内侧，进而使得支撑筒和测量设备能够围绕翻转板转动，工作人员启动气缸，使得气缸通过推杆带动支撑筒进行翻转，进而使得支撑筒和配重箱产生联动，进而对支撑筒进行翻折，能够增加对测量设备的使用效果。

3、本发明，通过支脚、移动杆、连接板、夹持弹簧、橡胶层、锁紧杆和锁紧环之间的设置，三个支脚分别固定在测量板的底部，进而能够对测量板进行稳定支撑，当测量板需要固定在器械的内部时，工作人员将移动杆通过通道化滑动连接至支脚的内部，橡胶层与器械进行接触，通过夹持弹簧能够将橡胶层夹持在器械的内部，进而能够提升对本装置的安装效果，在对移动杆进行固定时，工作人员将锁紧杆插接至移动杆的内部，之后扭动锁紧环，使得锁紧环与支脚的底部进行接触，进而能够对移动杆进行锁紧固定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明内部侧视结构示意图；

图3为本发明齿条结构示意图；

图4为本发明图2中A处放大结构示意图；

图5为本发明螺纹筒结构示意图；

图6为本发明支脚内部结构示意图。

图中，1、测量板；2、支撑筒；3、测量设备；4、齿条；5、旋钮；6、齿轮；7、助力电机；8、电动滑轨；9、配重箱；10、配重块；11、拉绳；12、拉力套筒；13、挡块；14、拉伸弹簧；15、限位块；16、移动板；17、挂钩；18、角板；19、第一吊耳；20、第二吊耳；21、转轴；22、顶板；23、翻转板；24、连接轴；25、气缸支架；26、气缸；27、推杆；28、螺纹轴；29、螺纹筒；30、测量探头；31、支脚；32、移动杆；33、连接板；34、夹持弹簧；35、橡胶层；36、锁紧杆；37、锁紧环；38、平衡杆。

实施方式

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-6，一种高精度测量力设备的加力机构，包括以下具体实施例：

实施例一：

一种高精度测量力设备的加力机构，包括测量板1，测量板1的顶部设置有支撑筒2，支撑筒2的内部插接有测量设备3，测量设备3的顶部固定连接有齿条4，支撑筒2的顶部固定连接有旋钮5，旋钮5的底部固定连接有齿轮6，齿轮6与齿条4相啮合，旋钮5的内部设置有助力电机7，助力电机7的输出端设置有助力传感器，助力传感器与助力电机7双向电连接，支撑筒2的内底壁固定连接有电动滑轨8，测量板1的底部固定连接有配重箱9，配重箱9的内部设置有配重块10，配重箱9的一端固定连接有拉绳11，拉绳11的中部设置有拉力套筒12，拉力套筒12的内壁固定连接有挡块13，挡块13的一端固定连接有拉伸弹簧14，拉绳11延伸至拉伸弹簧14的内部，拉绳11的中部固定连接有限位块15，测量设备3的一端固定连接有移动板16，移动板16的一端固定连接有挂钩17，挂钩17拴挂在拉绳11的一端，在进行测量力测试时，工作人员扭动旋钮5，使得旋钮5带动齿轮6进行转动，由于齿轮6与齿条4相啮合，且齿条4固定在测量设备3的外壁上，进而使得旋钮5在转动的过程中，测量设备3将会在支撑筒2的内部进行横移，进而带动测量探头30进行伸缩，当测量探头30向外伸展时，能够对测量力进行检测的效果，当旋钮5在进行转动时，助力传感器将会对助力电机7释放信号，助力电机7与旋钮5之间相互配合，进而能够减缓转动旋钮5的力度，同时当旋钮5转速过快时，助力电机7也对旋钮增大阻力，降低旋钮5的转速，工作人员将配重块10安装至配重箱9的内部，测量设备3在伸缩的过程中，将会带动拉绳11产生向后的作用力，且拉绳11的中部设置有拉力套筒12，拉伸弹簧14通过限位块15限位在拉力套筒12的内部，当拉绳11位移时，拉伸弹簧14将会进行收缩，通过配重块10增大拉绳11的运动阻力，且移动板16通过挂钩17刷挂在拉绳11的尾端，当测量设备3向前方移动时，拉绳11和移动板16产生向后的作用力，进而能够将向前的推力和向后的作用力保持均衡，使得测量设备3在进行测量力测量的过程中，数据更加精准，测量设备3的一端固定连接有螺纹轴28，螺纹轴28的外部螺纹连接有螺纹筒29，螺纹筒29螺纹连接在螺纹轴28的外部，螺纹筒29的一侧固定连接有测量探头30，测量探头30通过螺纹筒29螺纹连接在螺纹轴28的顶端，进而能够便于对测量探头30进行固定和拆卸；

实施例二：

配重箱9内壁的两侧均固定连接有角板18，角板18的数量为若干个，且若干个角板18每四个为一组，每四个角板18卡接一个配重块10，根据测量设备3的移动速率，配比配重块10的数量。

实施例三：

本发明的进一步设置为：测量板1的底部固定连接有第一吊耳19，配重箱9的顶部固定连接有第二吊耳20，第一吊耳19和第二吊耳20的内部均插接有转轴21，测量板1与第一吊耳19固定连接，配重箱9与第二吊耳20固定连接，且第一吊耳19和第二吊耳20通过转轴21转动连接，进而能够使得配重箱9能够进行翻转，测量板1顶部的两侧均固定连接有顶板22，顶板22的外侧调节有翻转板23，翻转板23的内部插接有连接轴24，连接轴24延伸至顶板22的内部，翻转板23通过连接轴24转动连接在顶板22的内部，且支撑筒2固定在翻转板23的内侧，进而使得支撑筒和测量设备3能够围绕翻转板23转动，测量板1底部的中心处固定连接有气缸支架25，气缸支架25的内部设置有气缸26，气缸26的输出端固定连接有推杆27，推杆27铰接在支撑筒2的底部，工作人员启动气缸26，使得气缸26通过推杆27带动支撑筒2进行翻转，进而使得支撑筒2和配重箱9产生联动，进而对支撑筒2进行翻折，能够增加对测量设备3的使用效果。

实施例四：

测量板1底部的两侧均固定连接有支脚31，支脚31的数量为三个，三个支脚31分别固定在测量板1的底部，进而能够对测量板1进行稳定支撑，三个支脚31的内部均开设有通道，通道的内部滑动连接有移动杆32，移动杆32的一端固定连接有连接板33，连接板33的一端固定连接有夹持弹簧34，夹持弹簧34的一端固定连接有橡胶层35，当测量板1需要固定在器械的内部时，工作人员将移动杆32通过通道化滑动连接至支脚31的内部，橡胶层35与器械进行接触，通过夹持弹簧34能够将橡胶层35夹持在器械的内部，进而能够提升对本装置的安装效果，移动杆32的内部插接有锁紧杆36，锁紧杆36的一端螺纹连接有锁紧环37，在对移动杆32进行固定时，工作人员将锁紧杆36插接至移动杆32的内部，之后扭动锁紧环37，使得锁紧环37与支脚31的底部进行接触，进而能够对移动杆32进行锁紧固定，测量探头30的两侧均固定连接有平衡杆38，平衡杆38的数量为两个，当螺纹筒29完全延伸至螺纹轴28的一端后，两个平衡杆38将会处于水平状，当两个平衡杆38不处于水平状时，则螺纹筒29没有完全延伸至螺纹轴28的一端。

本发明中，在进行测量力测试时，工作人员扭动旋钮5，使得旋钮5带动齿轮6进行转动，由于齿轮6与齿条4相啮合，且齿条4固定在测量设备3的外壁上，进而使得旋钮5在转动的过程中，测量设备3将会在支撑筒2的内部进行横移，进而带动测量探头30进行伸缩，当测量探头30向外伸展时，能够对测量力进行检测的效果，当旋钮5在进行转动时，助力传感器将会对助力电机7释放信号，助力电机7与旋钮5之间相互配合，进而能够减缓转动旋钮5的力度，同时当旋钮5转速过快时，助力电机7也对旋钮增大阻力，降低旋钮5的转速，工作人员将配重块10安装至配重箱9的内部，测量设备3在伸缩的过程中，将会带动拉绳11产生向后的作用力，且拉绳11的中部设置有拉力套筒12，拉伸弹簧14通过限位块15限位在拉力套筒12的内部，当拉绳11位移时，拉伸弹簧14将会进行收缩，通过配重块10增大拉绳11的运动阻力，且移动板16通过挂钩17刷挂在拉绳11的尾端，当测量设备3向前方移动时，拉绳11和移动板16产生向后的作用力，进而能够将向前的推力和向后的作用力保持均衡，使得测量设备3在进行测量力测量的过程中，数据更加精，测量板1与第一吊耳19固定连接，配重箱9与第二吊耳20固定连接，且第一吊耳19和第二吊耳20通过转轴21转动连接，进而能够使得配重箱9能够进行翻转，翻转板23通过连接轴24转动连接在顶板22的内部，且支撑筒2固定在翻转板23的内侧，进而使得支撑筒和测量设备3能够围绕翻转板23转动，工作人员启动气缸26，使得气缸26通过推杆27带动支撑筒2进行翻转，进而使得支撑筒2和配重箱9产生联动，进而对支撑筒2进行翻折，能够增加对测量设备3的使用效果，三个支脚31分别固定在测量板1的底部，进而能够对测量板1进行稳定支撑，当测量板1需要固定在器械的内部时，工作人员将移动杆32通过通道化滑动连接至支脚31的内部，橡胶层35与器械进行接触，通过夹持弹簧34能够将橡胶层35夹持在器械的内部，进而能够提升对本装置的安装效果，在对移动杆32进行固定时，工作人员将锁紧杆36插接至移动杆32的内部，之后扭动锁紧环37，使得锁紧环37与支脚31的底部进行接触，进而能够对移动杆32进行锁紧固定。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种高精度测量力设备的加力机构，包括测量板（1），其特征在于：所述测量板（1）的顶部设置有支撑筒（2），所述支撑筒（2）的内部插接有测量设备（3），所述测量设备（3）的顶部固定连接有齿条（4），所述支撑筒（2）的顶部固定连接有旋钮（5），所述旋钮（5）的底部固定连接有齿轮（6），所述齿轮（6）与齿条（4）相啮合，所述旋钮（5）的内部设置有助力电机（7），所述助力电机（7）的输出端设置有助力传感器，所述助力传感器与助力电机（7）双向电连接，所述支撑筒（2）的内底壁固定连接有电动滑轨（8），所述测量板（1）的底部固定连接有配重箱（9），所述配重箱（9）的内部设置有配重块（10），所述配重箱（9）的一端固定连接有拉绳（11），所述拉绳（11）的中部设置有拉力套筒（12），所述拉力套筒（12）的内壁固定连接有挡块（13），所述挡块（13）的一端固定连接有拉伸弹簧（14），所述拉绳（11）延伸至拉伸弹簧（14）的内部，所述拉绳（11）的中部固定连接有限位块（15），所述测量设备（3）的一端固定连接有移动板（16），所述移动板（16）的一端固定连接有挂钩（17），所述挂钩（17）拴挂在拉绳（11）的一端，所述测量设备（3）的一端固定连接有螺纹轴（28），所述螺纹轴（28）的外部螺纹连接有螺纹筒（29），所述螺纹筒（29）螺纹连接在螺纹轴（28）的外部，所述螺纹筒（29）的一侧固定连接有测量探头（30）。

2.根据权利要求1所述的一种高精度测量力设备的加力机构，其特征在于：所述配重箱（9）内壁的两侧均固定连接有角板（18），所述角板（18）的数量为若干个，且若干个所述角板（18）每四个为一组。

3.根据权利要求1所述的一种高精度测量力设备的加力机构，其特征在于：所述测量板（1）的底部固定连接有第一吊耳（19），所述配重箱（9）的顶部固定连接有第二吊耳（20），所述第一吊耳（19）和第二吊耳（20）的内部均插接有转轴（21）。

4.根据权利要求1所述的一种高精度测量力设备的加力机构，其特征在于：所述测量板（1）顶部的两侧均固定连接有顶板（22），所述顶板（22）的外侧调节有翻转板（23），所述翻转板（23）的内部插接有连接轴（24），所述连接轴（24）延伸至顶板（22）的内部。

5.根据权利要求1所述的一种高精度测量力设备的加力机构，其特征在于：所述测量板（1）底部的中心处固定连接有气缸支架（25），所述气缸支架（25）的内部设置有气缸（26），所述气缸（26）的输出端固定连接有推杆（27），所述推杆（27）铰接在支撑筒（2）的底部。

6.根据权利要求1所述的一种高精度测量力设备的加力机构，其特征在于：所述测量板（1）底部的两侧均固定连接有支脚（31），所述支脚（31）的数量为三个。

7.根据权利要求6所述的一种高精度测量力设备的加力机构，其特征在于：三个所述支脚（31）的内部均开设有通道，所述通道的内部滑动连接有移动杆（32），所述移动杆（32）的一端固定连接有连接板（33），所述连接板（33）的一端固定连接有夹持弹簧（34），所述夹持弹簧（34）的一端固定连接有橡胶层（35）。

8.根据权利要求7所述的一种高精度测量力设备的加力机构，其特征在于：所述移动杆（32）的内部插接有锁紧杆（36），所述锁紧杆（36）的一端螺纹连接有锁紧环（37）。

9.根据权利要求1所述的一种高精度测量力设备的加力机构，其特征在于：所述测量探头（30）的两侧均固定连接有平衡杆（38），所述平衡杆（38）的数量为两个。