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专利名称：活塞式压力计及其砝码自动装卸装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及计量器具，特别涉及活塞式压力计及其砝码装卸设备。
背景技术：
活塞压力计是根据流体静力学平衡原理来测量压力的。压力的精度通过在标准面积的活塞上施加标准的砝码质量来保证。目前，砝码的装卸方式为传统的人工搬运方式，在操作过程中检测员需随着检测压力值的递增或递减不断的搬运装载砝码或卸载砝码，劳动强度大，人员易产生疲劳，工作效率低，在搬运和装卸砝码的过程中人为因素较多如加载卸载位置不准确，冲击碰撞导致砝码损伤，一定程度上影响检测的结果。

发明内容本实用新型提供一种可自动装卸砝码的活塞式压力计，采用机械化自动装卸砝码，解决加载卸载位置不准确、冲击碰撞导致砝码损伤而影响检测结果的技术问题。本实用新型为解决上述技术问题而提供的这种活塞式压力计包括砝码自动装卸装置、搁置于砝码自动装卸装置中砝码存贮架上至少两个不同重量的砝码、活塞主体以及砝码旋转驱动机构。所述活塞主体包括挂蓝、限位销、活塞组件、活塞压套以及挂蓝拨杆，所述挂蓝为薄壁筒状，套装在活塞组件外面，所述活塞压套套装在活塞组件中活塞的外面，限位销设置在活塞压套上，其前端突出活塞压套的内表面，并嵌入活塞上的环形槽内，挂蓝拨杆连接所述挂蓝，所述挂蓝呈台阶筒状。所述砝码旋转驱动机构包括中心固定轴、内转筒、外转筒、升降机构以及传动机构，所述内转筒和外转筒依次套装在中心固定轴上，所述升降机构设置于内转筒与外转筒之间，传动机构受升降机构控制选择性连接所述挂蓝拨杆。所述升降机构包括连接所述内转筒的转螺套、与该转螺套相配合的升螺套以及固定在所述中心固定轴上的导向键，所述升螺套内孔沿轴向设有滑槽，所述导向键嵌入该滑槽内。所述传动机构包括设置于升螺套上的拨筒，该拨筒受升螺套控制选择性连接所述挂蓝拨杆，升降机构还包括设置于拨筒上的角度传感器。所述砝码自动装卸装置包括立式的砝码存贮架、设置于该砝码存贮架上的多层砝码存储层、设置于该砝码架上的砝码升降装置以及控制上述各机构动作的控制系统。所述砝码存贮架包括下固定板、设置于该底盘之上呈正三角形布置的三根立柱以及固定所述三根立柱顶端的上固定板，每根立柱上均设置有多个水平的导向孔，所述砝码存贮架还包括每个导向孔内设置的第一支撑杆以及控制上述第一支撑杆伸缩动作的第一电磁铁。所述砝码升降装置包括活动盘以及控制该活动盘上下移动的升降机构，该升降机构固定在下固定板与上固定板之间，所述活动盘上表面设置有三组砝码存贮驱动器，每组砝码存贮驱动器均包括第二支撑杆以及控制该第二支撑杆伸缩动作的第二电磁铁。所述控制系统包括对于各砝码存储层设置的位置检测传感器以及连接所述升降机构、第一电磁铁和第二电磁铁的电控机构。本实用新型中的砝码存贮架、砝码搬运机构、旋转砝码的驱动机构以及活塞主体机构均为环形结构，位于同一中心线轴线上，旋转砝码驱动机构及活塞主体机构位于砝码存贮架及砝码升降机构的内部，砝码升降机构与砝码存贮架空间上叠加，但互不干涉。砝码存贮架设计有与砝码数量相同的存贮层，这些存贮层等距直线排列，每层砝码存贮层不单独配置驱动动力机构，但可以被砝码搬运机构上的砝码存贮驱动器驱动，实现砝码的存贮。砝码搬运机构在电子控制装置的控制下可整体上下移动到指定的位置，自动实现砝码从存贮架上放置到活塞主体的挂蓝上完成砝码加载动作，或者从挂蓝上抓取砝码放置回砝码存贮架上完成砝码卸载动作。 所述的砝码存贮驱动器采用电磁铁、或气缸、或电机作为驱动力，与砝码存贮架中的存贮层结构相对应，安装在砝码搬运机构的活动盘上并可随着活动盘上下移动到指定的砝码存贮层，驱动存贮结构完成砝码的存贮；所述砝码搬运驱动器也采用电磁铁、或气缸、或电机作为驱动力，与砝码存贮驱动器错开位置安装于活动盘上并可随着活动盘上下移动到指定的砝码的位置，作为砝码从活塞主体的挂蓝到砝码存贮层或者从砝码存贮层到活塞主体的挂蓝搬运动作的中间载体；所述的位置检测传感器安装于活动盘上，随着砝码搬运机构的活动盘上下运动可检测到砝码存贮层上的砝码或者放置在挂蓝上的砝码，同时还可检测砝码搬运驱动器上是否有砝码，判断其运动状态；通过该传感器可准确的控制砝码搬运机构到达指定的砝码存贮层存放砝码或者到达指定的挂蓝位置抓取砝码；所述的活塞主体的挂蓝为薄壁圆筒形状，圆筒壁上加工成多级台阶式，台阶尺寸从上至下逐渐增大，每一层台阶可承载相同质量的砝码，因此可以加载多种不同质量的砝码，在活塞测量时便可采用大小砝码组合方式快速达到测量所需压力；挂蓝拨杆安装在以挂蓝中心轴为对称轴的挂蓝上端面上，可被旋转驱动机构推动，使其带动挂蓝及承载在挂蓝上的砝码旋转；所述的砝码旋转驱动机构整体安装于挂蓝内圆筒中，或者安装于挂蓝的下方，或者安装于挂蓝的顶部，旋转驱动机构不运动时与活塞挂蓝不接触，当需要旋转活塞时，驱动机构通过角度传感器控制拨筒与挂蓝的角度位置，使机构旋转的同时，向上运动柔性的接触挂蓝，带动活塞主体旋转，并可在测量压力时，柔性的向下运动与活塞组件脱离，让活塞不受外力的影响自由旋转，保证压力测量精度。本实用新型的设计优点在于I、本实用新型的砝码搬运结构设计上，无需在每层砝码存贮层单独配置驱动机构，采用一层具有驱动动力装置的活动搬运层便可实现了多层多级砝码的搬运及交换。2、本实用新型的旋转驱动结构，可同时实现旋转运动及上下伸缩运动，两运动互相独立互不干涉，完成活塞组件的旋转及测量时驱动机构与活塞组件的完全脱离，3、采用角度传感器测量技术，检测旋转动力机构与被驱动的活塞组件之间的旋转角度，来实现旋转的柔性控制，保证活塞的旋转或停止的速度柔性渐变，避免了瞬时冲击造成震动，保证了测量值可靠性。4、本实用新型将砝码存贮、砝码搬运机构、旋转驱动机构采用空间重叠设计，使整体结构紧凑，可实现砝码自动旋转及自动加载和卸载，完全取代人工搬运砝码，大大降低检测工作的劳动强度，提高工作效率，保证检测的稳定性及精度。5、由于“凸形”多台阶挂蓝，可以在任何时候选择加载不同质量的几种砝码中的一种，从而可以灵活组合出多种不同的活塞压力。

图I是本实用新型实例一立体结构示意图；图2是本实用新型实例一纵截面结构示意图；图3是本实用新型实例一横截面结构示意图；图4是本实用新型实例一旋转驱动机构纵截面结构示意图；图5.是本实用新型实例二横截面结构示意图；图6.是本实用新型实例二旋转驱动机构纵截面示意图。
具体实施方式
结合上述附图说明本实用新型的具体实施例。由图I至图6中可知，这种全自动活塞压力计砝码自动装卸装置的实施实例一，主要包括一个砝码存贮架I、一个砝码升降机构2、一个旋转砝码的驱动机构3，一个活塞主体机构4，所述的砝码存贮架I由三根立柱6各成一定夹角固定在下固定板5上，另一端与上固定板81连接，每根立柱上有按照砝码的数量加工的等距直线排列的导向孔，每个导向孔均装配有用于存贮砝码的“T”型第一支撑杆8，第一支撑杆8可在导向孔里前后滑动，三根立柱6上同在一水平面上的三个支撑杆8被砝码升降机构3中的砝码搬运驱动器12所驱动，从立柱6的导向孔中推出，便形成一个砝码存贮层，一个砝码存贮层可以存放一块片状砝码，砝码的数量决定了砝码存贮层的层数。砝码升降机构2上有三组砝码存贮驱动器11，安装于活动盘10上，与砝码存贮架的立柱6位置相对应，砝码存贮驱动器上有2个安装方向相反的第一电磁铁37及支撑杆推块38，一个作为将砝码存贮架上的T型第一支撑杆从导向孔中推出的动力源，另一个作为将T型第一支撑杆推回导向孔的动力源；有三组砝码搬运驱动器12，安装位置与砝码存贮器位置错开一定角度，也固定在活动盘10上，搬运驱动器上有T型第二支撑杆82，支撑杆支座39，2个安装方向相反的第二电磁铁、支撑杆推块38，这两个第二电磁铁也分别作为第二支撑杆82从导向孔推进或推出的动力源；有三组位置检测传感器40分别安装于砝码搬运驱动器两侧并固定在活动盘10上，安装的高度与T型第二支撑杆82上平面齐平；有三组传动用的丝杆15，丝杆相对于同一中心轴线成一定的夹角，与砝码存贮架上的下固定板5、上固定板81连接固定，丝杆螺母16安装在移动盘上，同步轮17安装在丝杆上，采用同步带将三根丝杆实现同步连接。砝码旋转驱动机构3其主要结构有中心固定轴26、内转筒21、外转筒31、转螺套36、升螺套25、拨筒27、角度传感器28、导向键34 ；内转筒21与中心固定轴26配合，外转筒31与内转筒21采用轴承及轴承套连接，拨筒27安装于外转筒31上端，转螺套36安装在内转筒21上端面并与升螺套25螺纹配合连接，升螺套25内壁开有一导向槽，导向键34装于中心固定轴26上并与升螺套25的导向槽位置相对应，角度传感器28安装于拨筒上端面，在其工作状态下可检测到拨筒与两挂蓝拨杆35绕中心轴线转动的角度位置。活塞主体4上主要有承载砝码用的挂蓝32、限位销29、活塞组件33、活塞压套24、挂蓝拨杆35。挂蓝为薄壁圆筒状，成多级台阶型，上台阶承载最小规格砝码，下台阶承载最大规格砝码；限位销29安装在活塞压套上，用于限制活塞上浮高度；挂蓝拨杆35安装在以挂蓝中心轴为对称轴的挂蓝上端面上，可被旋转驱动机构推动，使其带动挂蓝及承载在挂蓝上的砝码旋转。本实用新型的具体工作原理是在检测不同压力值时，需要不同质量砝码的组合以满足测量的压力点要求，由图I可以看出，图中分成两种砝码，为叙述方便，将质量大的砝码简称大砝码，质量小的砝码简称小砝码。初始工作状态时，三根立柱6上的T型第一支撑杆8全部为伸出状态，稳固支撑着大砝码18及小砝码19。需要加载砝码时，电机驱动丝杆带动砝码升降机构2中的活动盘10由下往上移动，当活动盘10上的检测传感器40检测到第一个砝码位置时，通过电子控制驱动三组砝码搬运驱动器12中的第二电磁铁将支撑杆支座39的T型第二支撑杆82从导向孔中推出，形成三个支撑点拖住砝码；同时驱动砝码存贮驱动器11中的第一电磁铁37，将三根立柱2同一高度面上的T型第一支撑杆8推回导向孔中，然后控制活动盘连同砝码搬运驱动器上的砝码一起向下移动，将砝码放置在活塞主体的挂蓝32上，然后控制砝码搬运驱动器上的电磁铁37将自身上的T型第二支撑杆82推回支座39的导向孔中，如果检测的压力值需要小砝码的组合时，活动盘继续往上移动到小砝码位置，将小砝码拖住放置在挂蓝32上台阶上，形成大小砝码组合。根据检测的·压力值的要求，活动盘10将准确的从下往上依次将砝码经过砝码升降机构的转换加载到挂蓝上，完成砝码装载动作。同理，需要卸载砝码时，活动盘10从上往下移动，检测传感器检测40到相应的砝码的位置，驱动砝码搬运驱动器中的第二电磁铁，推出T型第二支撑杆82，完成抓取砝码的动作，活动盘10拖住砝码往上移动到与砝码编号对应的砝码存贮层位置后，驱动破码存忙驱动器中的第一电磁铁37,将立柱6中的T型第一支撑杆8推出，稳固拖住砝码，完成卸载砝码的动作。旋转驱动机构3中的内转筒21在电机的驱动下旋转带动转螺套36转动，与转螺套36相配合的升螺套25在导向键34的导向作用下，往上直线移动，使得升螺套外圈的拨筒27往上卡住挂蓝上的拨杆，然后驱动外转筒旋转带动拨筒转动，推动挂蓝拨杆35从而带动挂蓝及挂蓝上的砝码一起旋转，实现了砝码旋转的动作。压力检测过程中要求砝码在悬浮状态下完成测量值采集，因此砝码旋转后，内转筒旋转结构往下运动，并停止外转筒的旋转，使得旋转驱动机构脱离挂蓝，让活塞组件在不受外力的影响下自由旋转，保证测量值的稳定性及可靠性。然后在完成测量值采集后，旋转驱动机构的外转筒结构旋转，并通过角度传感器检测拨筒与挂蓝的拨杆的位置关系来控制外转筒结构旋转速度，让其旋转速度无限接近挂蓝的旋转速度，同时驱动内旋转结构旋转向上，让拨筒与挂蓝拨杆平滑配合，然后平稳的减速直到停止，以便实施下一块砝码的加载动作。以上所述为本实用新型实施实例一，下面结合图5.、图6进一步说明一种全自动活塞压力计砝码自动装卸装置具体实施实例二。一种全自动活塞压力计砝码自动装卸装置其主要组成结构的砝码搬运机构中的砝码存贮驱动器和砝码搬运驱动器动力源可采用气缸或者电机方式实现，图5中主要有活动盘10、砝码存贮驱动器11、砝码搬运驱动器12、位置检测传感器40，其安装位置与实例一相同，砝码存贮驱动器11由直线电机51、电机座53、“U”型推块52组成，推块52直接与直线电机轴螺纹连接，砝码搬运驱动器12由“T”型第二支撑杆82、支撑杆支座39、直线电机51、电机座53组成，“T”型第二支撑杆与直线电机采用连接螺母54连接，当需要搬运砝码时，砝码搬运机构移动到指定位置，驱动直线电机便可直接将第二支撑杆从导向孔中伸出或缩回，完成破码的存忙和搬运动作。一种全自动活塞压力计砝码自动装卸装置其主要组成结构的砝码旋转机构在实例一安装在挂蓝的内圈，在本实例二中可将其整体安装于挂蓝的下方，用于提供上下移动的两个气缸60安装在底板上，连接板61与气缸轴连接，连接板的内孔与升降筒62连接、外转筒67与升降筒之 间采用轴承64及内镶套65、外镶套66连接，使得外转筒在升降筒外圈转动且不受升降筒上升影响，拨筒68与升降筒62之间采用轴承64固定连接，使得外转筒带动拨筒旋转时不会带动升降筒一起转动，拨筒下端加工成矩齿状与外转筒连接，拨筒外圈与转接板69紧固连接，转接板上有两个安装孔用于安装拨杆74，挂蓝70的下端面上也打有两个孔，这两个孔相对于中心轴线对称且距离与转接板上的孔位一致。同步轮63安装于外转筒67外圈与电机同步轮72用同步带连接。当需要旋转机构旋转砝码时，安装在下固定板上的汽缸推动连接板61，使得升降筒62及与升降筒采用轴承连接的拨筒68往上运动，但拨筒仍与外转筒67保持连接，当转接板上的拨杆与挂蓝的定位孔配合后，电机驱动外转筒旋转并带动拨筒及转接板旋转，使得通过拨杆连接的挂蓝及挂蓝上的砝码一起转动，实现了砝码旋转的动作，旋转驱动机构的其他工作方式与实例一相同，本实例二中仅对其旋转及与挂蓝连接结构进行特别阐述。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求1.一种砝码自动装卸装置，其特征在于该装置包括立式的砝码存贮架、设置于该砝码存贮架上的多层砝码存储层、设置于该砝码架上的砝码升降装置以及控制上述各机构动作的控制系统。
2.根据权利要求I所述砝码自动装卸装置，其特征在于所述砝码存贮架包括下固定板、设置于该底盘之上呈正三角形布置的三根立柱以及固定所述三根立柱顶端的上固定板，每根立柱上均设置有多个水平的导向孔，所述砝码存贮架还包括每个导向孔内设置的第一支撑杆以及控制上述第一支撑杆伸缩动作的第一电磁铁。
3.根据权利要求2所述砝码自动装卸装置，其特征在于所述砝码升降装置包括活动盘以及控制该活动盘上下移动的升降机构，该升降机构固定在下固定板与上固定板之间，所述活动盘上表面设置有三组砝码存贮驱动器，每组砝码存贮驱动器均包括第二支撑杆以及控制该第二支撑杆伸缩动作的第二电磁铁。
4.根据权利要求I至3中任一项所述砝码自动装卸装置，其特征在于所述控制系统包括对于各砝码存储层设置的位置检测传感器以及连接所述升降机构、第一电磁铁和第二电磁铁的电控机构。
5.一种采用权利要求I至4中任一项所述砝码自动装卸装置的活塞式压力计，其特征在于该活塞式压力计包括砝码自动装卸装置、搁置于砝码自动装卸装置中砝码存贮架上至少两个不同重量的砝码、活塞主体以及砝码旋转驱动机构。
6.根据权利要求5所述的活塞式压力计，其特征在于所述活塞主体包括挂蓝、限位销、活塞组件、活塞压套以及挂蓝拨杆，所述挂蓝为薄壁筒状，套装在活塞组件外面，所述活塞压套套装在活塞组件中活塞的外面，限位销设置在活塞压套上，其前端突出活塞压套的内表面，并嵌入活塞上的环形槽内，挂蓝拨杆连接所述挂蓝。
7.根据权利要求6所述的活塞式压力计，其特征在于所述挂蓝呈台阶筒状。
8.根据权利要求6或7所述的活塞式压力计，其特征在于所述砝码旋转驱动机构包括中心固定轴、内转筒、外转筒、升降机构以及传动机构，所述内转筒和外转筒依次套装在中心固定轴上，所述升降机构设置于内转筒与外转筒之间，传动机构受升降机构控制选择性连接所述挂蓝拨杆。
9.根据权利要求8所述的活塞式压力计，其特征在于所述升降机构包括连接所述内转筒的转螺套、与该转螺套相配合的升螺套以及固定在所述中心固定轴上的导向键，所述升螺套内孔沿轴向设有滑槽，所述导向键嵌入该滑槽内。
10.根据权利要求8所述的活塞式压力计，其特征在于所述传动机构包括设置于升螺套上的拨筒，该拨筒受升螺套控制选择性连接所述挂蓝拨杆，升降机构还包括设置于拨筒上的角度传感器。
专利摘要一种活塞式压力计包括砝码自动装卸装置、搁置于砝码自动装卸装置中砝码存贮架上至少两个不同重量的砝码、活塞主体以及砝码旋转驱动机构。砝码自动装卸装置包括立式的砝码存贮架、设置于该砝码存贮架上的多层砝码存储层、设置于该砝码架上的砝码升降装置以及控制上述各机构动作的控制系统。本实用新型的砝码搬运结构设计上，无需在每层砝码存贮层单独配置驱动机构，采用一层具有驱动动力装置的活动搬运层便可实现了多层多级砝码的搬运及交换。
文档编号G01L7/16GK202748186SQ20122042370
公开日2013年2月20日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者马俊杰, 张和君, 朱建雄, 郭亮, 杨飞田 申请人:深圳市中图仪器科技有限公司