[发明专利]一种小力值加载系统

说明书

一种小力值加载系统，包括：从上至下依次连接的标准力臂、上薄钢带、钢带固定座、下薄钢带、支力反架、力值挂架；力值挂架包括钛合金管和砝码定位盘，多根钛合金管沿竖向依次连接且每个连接处固定一砝码定位盘；挂架限位机构设置于力值挂架的正下方；精密三维模组固定于底座上，砝码立柱固定于精密三维模组的Y轴模组的滑块上，多个砝码支架固定于砝码立柱上，多个砝码支架之间的距离分别与力值挂架的多个砝码定位盘之间的距离相对应。本发明利用精密三维模组的运动实现砝码的加载，加载时利用挂架限位机构对力值挂架进行限位，加载后有钢带起到阻尼作用，最终实现力值的精确加载。本系统加载速度快，可靠性高，自动化程度高，易于操作。

技术领域

本发明属于物理测量技术领域，特别涉及一种小力值加载系统。

背景技术

随着我国工业的不断发展，力传感器的应用领域也越来越广，保证力传感器的量值准确性至关重要。而力值的计量是通过力标准装置实现的，故力标准装置的性能对力传感器的作用非常重要。其中，静重式力标准装置是精度最高的一种，它的性能可靠与否直接决定着整个力值的计量水平。在很大程度上可以说，精密、可靠的力标准装置对于我国的航天、航空、船舶、经济、军事等的发展具有积极重要的意义。

力值加载的方式对静重式力标准装置的性能起着重要的作用。传统的加载方式分为两种：一是移动式、固定笼式，它的工作过程为：抬升中心挂架机构——升起砝码——移动笼上部的支撑机构水平旋转——挂架机构与砝码一起下降——将力值施加到被校力传感器上，这种方式虽能完成不同力的加载，但结构比较复杂，操作效率较低，装置的性价比不高。二是电动独立加载砝码的方式，它的工作原理：将砝码置于托架系统上，通过电机驱动凸轮旋转带动托架系统做上下方向运动，这种形式需要的电机较多，电气控制系统较为庞大，调试复杂，而利用精密三维模组加载的方式，原理巧妙，结构稳定可靠，可实现力值的精准加载，而加载系统只需三个电机，大大提高了调试效率与操作效率，降低了开发成本，提高了力标准装置的性价比，具有较大的应用推广价值。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种小力值加载系统。

本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：一种小力值加载系统，包括标准力臂、上薄钢带、钢带固定座、下薄钢带、支力反架、力值挂架、挂架限位机构、十字万向节、底座、精密三维模组、砝码立柱、立柱定位座、砝码支架；所述标准力臂、上薄钢带、钢带固定座、下薄钢带、支力反架、力值挂架沿竖直方向从上至下依次连接；所述标准力臂位置固定；所述支力反架的下端通过十字万向节与力值挂架的上端连接；所述力值挂架包括多根不同长度的钛合金管和多个砝码定位盘，多根钛合金管沿竖直方向依次连接设置，每相邻2根钛合金管的连接处固定一个砝码定位盘；所述挂架限位机构设置于力值挂架的正下方且固定于底座上；所述精密三维模组固定于底座上，精密三维模组包括X轴模组、Y轴模组、Z轴模组，所述X轴模组固定于底座上，所述Z轴模组固定于X轴模组的滑块上，所述Y轴模组固定于Z轴模组的滑块上；所述砝码立柱通过立柱定位座固定于精密三维模组的Y轴模组的滑块上，多个所述砝码支架从上至下依次固定于砝码立柱上，多个砝码支架之间的距离分别与力值挂架的多个砝码定位盘之间的距离相对应。

进一步地，所述上薄钢带和下薄钢带的厚度为0.02mm，宽度为15mm，上薄钢带与下薄钢带成90°正交。

进一步地，所述钛合金管的数量为11根，11根钛合金管从上至下的长度分别为30mm、74mm、68mm、64mm、58mm、55mm、59mm、65mm、72mm、77mm、12mm，所述砝码定位盘的数量为10个。

进一步地，所该精密三维模组的行程为300mm×300mm×300mm，分辨率为0.5μm，定位精度为2μm。

与现有技术相比，本发明的有益效果：利用精密三维模组的运动实现砝码的加载，加载时利用挂架限位机构对力值挂架进行限位，加载后有90°正交布置的上薄钢带和下薄钢带对砝码的加载起到阻尼作用，最终实现力值的精确加载，整个系统加载速度快，可靠性高，自动化程度高，易于操作，性价比高。