[发明专利]具有变速功能的砝码交换转盘

说明书

技术领域

本发明属于一种砝码装置，具体涉及一种具有变速功能的砝码交换转盘。

背景技术

根据《JJG99-2006砝码检定规程》的规定，质量量传全部采用替代法，如双次替代法、单次替代法、连续替代法等。

基本操作步骤是：(1)根据被检砝码选定标准砝码和天平(2)在天平上复现标准砝码质量(3)在天平上复现被检砝码质量(4)在天平上复现标准砝码质量(5)计算被检砝码和标准砝码的质量差值。为得到更高的测量准确度，步骤(2)到(4)可多次循环。

上述过程中，标准砝码和被检砝码在天平秤盘上反复交换，为实现砝码自动交换，需设计砝码交换转盘。由于系统载荷从4kg到40kg，且载荷远离转轴对称分布，所以在砝码交换转盘旋转时，对转轴的转动惯量很大，且由于转动动能与转动惯量成正比，与转速的平方成正比。为提高转盘停止时的定位精度，转轴进行精密加工，控制其间隙。因此，为提高转轴寿命，必然要求降低转盘停止时对转轴的冲击，应使转盘停止前转动动能较小。对于已经定形的转盘及所加载砝码，转动惯量为一定值，不能改变，因此只能考虑降低转盘的转速，但转动的角度一定，降低转速，必然降低系统工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过对砝码交换转盘旋转角度(180°)进行分区，在175°旋转中以较高速通过，5°旋转中以较低速度通过，实现效率、精度和寿命兼顾的具有变速功能的砝码交换转盘。

本发明是这样实现的，具有变速功能的砝码交换转盘，它包括转轴，转轴上设有转盘，在转盘上设有第一个位置定位标志和第二个位置定位标志，转轴上连接有力矩电机，力矩电机分别与第一个直流电源和第二个直流电源连接，在转盘上还设有光电传感器。

所述的第一个位置定位标志为180°位置定位标志，第二个位置定位标志为175°位置定位标志。

本发明的优点是，它可有效降低转盘停止时对转轴的冲击，提高停止定位精度，保障砝码在第二次交换后能回到初始位置，且能延长转轴寿命。

附图说明

图1为本发明所提供的具有变速功能的砝码交换转盘示意图；

图2为图1的俯视图。

图中，1光电传感器，2转盘，3第一个位置定位标识，4第二个位置定位标识，5力矩电机，6可编程逻辑控制器，7第一个直流电源，8第二个直流电源，9转轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作详细描述：

具有变速功能的砝码交换转盘，它包括转轴9，转轴9上设有转盘2，在转盘2上设有第一个位置定位标志3和第二个位置定位标志4，转轴9上连接有力矩电机5，力矩电机5分别与第一个直流电源7和第二个直流电源8连接，在转盘2上还设有光电传感器1。

所述的第一个位置定位标志3为180°位置定位标志，第二个位置定位标志4为175°位置定位标志。

本发明的具体使用方法如下：

a)如图1所示，连接力矩电机5和转轴9，使电机供电后，转轴顺时针旋转。

b)在转盘2的两端分别设置180°位置定位标识3和175°位置定位标识4。

c)在定位标识空间上的正上方，设置光电传感器1，位置选择在当传感器对180°位置定位标识3敏感时，转盘刚好停止在180°点上。

d)为可编程逻辑控制器6编写程序，使其在接收到电机转动命令时，输出15V电流，在收到光电传感器1的第一次脉冲信号后，其输出电流切换为5V，再次收到脉冲信号后，停止输出电流。

e)通过计算机，编写程序，在需要时发送电机转动命令，实现砝码的自动交换。

以砝码交换转盘的载荷为40kg为例，对效果进行说明。不采用变速方案时，转盘及载荷对转轴的转动惯量为6.4kgm²，如果转轴以0.1rad/s的角速度旋转，每转动180°需时约30s，停止时的转动动能为0.032J。采用变速方案时，在175°内，转轴以0.5rad/s的角速度旋转，在剩下的5°内，转轴以0.05rad/s的角速度旋转，则转动180°需时约8s，停止时的转动动能为0.008J。上述叙述汇总于下表。

从上表可以看出，实现分区变速后，耗时大大下降，而对转轴的冲击能量大幅度降低。

本发明应用于为砝码交换而设计的转盘，可有效降低转盘停止时对转轴的冲击，提高停止定位精度，保障砝码在第二次交换后能回到初始位置，且能延长转轴寿命，属于质量计量技术领域。

根据转轴的转动特点(始终顺时针旋转，且每次转动180°)，考虑对转动角度或转动位置进行分区，180°旋转中，175°以较高速度旋转，剩下的5°以较低速度旋转直到停止，这样实现效率、精度和寿命兼顾。