專利名稱：自動平衡重力擺桿秤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于計量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種稱量物體用的自動平衡重力秤。
與本實用新型最為接近的一種已有技術(shù)見中國專利局受理的申請日為890919、申請?zhí)枮?9217250.9、名稱為“自動平衡重力秤”的申請案。這種自動平衡重力秤的自動平衡和自動顯示是通過齒輪、齒條、凸輪傳動機構(gòu)實現(xiàn)的。稱鉈通過一連接在其上的柔性鋼片與凸輪外周相連接的，工作時，凸輪轉(zhuǎn)動并卷繞柔性鋼片，使稱鉈自動移位來達到自動平衡的。由于這種平衡是通過卷繞柔性鋼片來實現(xiàn)的，因而零位時柔性鋼片較長，攜帶時通過柔性鋼片吊著的稱鉈將發(fā)生擺動，因而將給人一種不穩(wěn)定的感覺。本實用新型就是針對上述情況而研制的一種自動平衡重力擺桿稱，是上述已有技術(shù)的一個補充申請案。
本實用新型由稱盤［3］、自動平衡機構(gòu)、數(shù)字直顯裝置和殼體12等所構(gòu)成。自動平衡機構(gòu)由齒輪4、齒條7、稱鉈1等組成。齒輪4安裝于殼體12兩端的軸承10上；稱鉈1通過鉈桿2固接于齒輪4的外伸軸上；齒條7通過支承在殼體12上的導(dǎo)輪8的限制與齒輪4實現(xiàn)傳動配合，其上端伸出殼體12與稱盤3相固接。靜置時，由稱盤和齒條的合重量與鉈桿和稱鉈的合重量以及齒輪中心點所組成的力矩場達到平衡，設(shè)此時的數(shù)字直顯裝置顯示為零。稱量時。稱盤上的被稱物壓迫齒條下滑，齒條下滑搓動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪傳動帶動擺桿及稱鉈旋轉(zhuǎn)。當(dāng)稱鉈移動到一定位置時，由稱鉈與鉈桿的合重量以及由被稱物、稱盤和齒條所組成的合重量通過齒輪的中心點所組成的力矩場再度平衡。根據(jù)力矩平衡原理，此時稱鉈與鉈桿的合重量所處的位置到齒輪中心點的垂直距離d僅與被稱物重量成正比關(guān)系，因此可通過數(shù)字直顯裝置量測稱鉈與鉈桿的合重量所處的位置到齒輪中心點的垂直距離d并直接顯示被稱物的重量。實際量測時，擺桿角位移θ的測量較距離d的測量要容易的多，由于鉈桿角位移θ同d之間存在著一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，若設(shè)鉈桿和稱鉈的合重心到齒輪［4］中心的距離為R，則d＝Rsinθ，因為鉈桿的長度和稱鉈的形狀事先是一定的，所以d的變化僅與θ角的變化有關(guān)系。故此、可以通過測量θ角來計量被稱物體的重量。
與量測θ角對應(yīng)的數(shù)字直顯裝置可有多種形式，一是通過量測鉈桿的角位移θ然后進行模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)學(xué)處理，再送入數(shù)顯表直接顯示之，這一方案可以通過一角位移傳感器和數(shù)學(xué)處理電路以及數(shù)字顯示電路來實現(xiàn)；二是將非線性的鉈桿轉(zhuǎn)角θ用一組曲線齒輪對轉(zhuǎn)換為線性轉(zhuǎn)動，然后用指針在數(shù)字盤上指示出重量值；第三種形式就是用一正弦機構(gòu)將非線性的鉈桿轉(zhuǎn)角θ轉(zhuǎn)換為線性量，用指針在數(shù)字盤上直接顯示出所稱重物的重量。
附圖
一與附圖二是本實用新型的一個具體實施例，其數(shù)字直顯裝置采用上述第三種方式，即在齒輪4的外伸軸上裝有一撥桿16和一個可在軸上自由轉(zhuǎn)動并且在其本體上固接有小齒輪的轉(zhuǎn)盤5，與轉(zhuǎn)盤5上小齒輪實現(xiàn)傳動配合的是L形的構(gòu)件13，它的一邊是齒條、與轉(zhuǎn)盤5上的小齒輪實現(xiàn)傳動配合，另一邊上刻有滑槽，撥桿5的一端嵌入此槽內(nèi)，當(dāng)齒輪4外伸軸轉(zhuǎn)動帶動撥桿16轉(zhuǎn)動時，撥桿的另一端在L形構(gòu)件13的滑槽內(nèi)上下移動，從而促使L形構(gòu)件13在齒條的一邊上左右移動，L形構(gòu)件13左右移動的軌跡受到安裝在殼體支架12上的導(dǎo)輪架15內(nèi)的小導(dǎo)輪的限制。L形構(gòu)件的左右移動帶動轉(zhuǎn)盤5隨之轉(zhuǎn)動。此時設(shè)轉(zhuǎn)盤5上的小齒輪的半徑為r1，撥桿的長度為r，齒條7的齒形分度線到中心齒輪4的圓心距為e，被物的重量 P，若齒輪4傳動的角度為θ，L形構(gòu)件移動的距離為a，轉(zhuǎn)盤5轉(zhuǎn)動的角度為θ1，則有如下數(shù)學(xué)式成立p·e＝G·d … … ① d＝Rsinθ … … ②a＝rsinθ … … ③ a＝r1θ1… … ④將②／③則 (d)/(a) ＝ (R)/(r) a＝ (d·R)/(r) ……⑦將①代入⑤得a＝ (p·e)/(G) · (R)/(r) ……⑥將④代入⑥得r1θ1＝ (p·e)/(G) · (R)/(r)即θ1＝ (e·R)/(G·r·r1) ·p … … ⑦由于e，R，G，r，r1為常數(shù)，所以 (e·R)/(G·r·r1) 亦為一常數(shù)、設(shè)為K，則θ＝K·P，由此可以看出轉(zhuǎn)盤5轉(zhuǎn)動的角度僅與被稱物的重量成正比關(guān)系。由此既可以直接在齒輪4的中心軸上裝一與轉(zhuǎn)盤5隨動的指針，也可以通過轉(zhuǎn)盤5拖動一個計數(shù)器6進行重量直接顯示。
附圖三是本實用新型的又一個具體的實施例，其特征在于上述齒條7用一根直桿20替代，用于承接稱盤3，中心齒輪4可用一個圓柱鼓輪19替代，然后用一鋼絲或鋼泊18將直桿和圓柱鼓輪連接起來，以代替上述齒條齒輪傳動配合，具體連接方式是；將鋼絲或鋼泊18在鼓輪19上繞圈后再將其兩端繃緊固定在直桿20上。這樣，當(dāng)在稱盤上放上重物11后，鋼絲或鋼泊18在直桿20拖動下向下移動并搓動圓柱鼓輪19轉(zhuǎn)動，從而使與圓柱鼓輪19的軸固聯(lián)的鉈桿2及鉈發(fā)生擺動。
根據(jù)本實用新型制造的自動平衡重力擺桿秤，不僅具備結(jié)構(gòu)簡單，外型美觀、攜帶方便、價格便宜等特點，而且還具有稱量準(zhǔn)確、不易作弊(作弊時，空載指針將不回零位)，可信度高、適用范圍廣泛等優(yōu)點。
權(quán)利要求1.一種由稱盤[3]，自動平衡機構(gòu)，數(shù)字直顯裝置和殼體[12]所構(gòu)成的自動平衡重力擺桿秤，其特征在于所述的自動平衡機構(gòu)由齒輪[4]，齒條[7]、稱鉈[1]等組成；齒輪[4]安裝于殼體[12]兩端的軸承[10]上，稱鉈[1]通過鉈桿[2]固接于齒輪[4]的外伸軸上，齒條[7]通過支承在殼體[12]上的導(dǎo)輪[8]的限制與齒輪[4]實現(xiàn)傳動配合，其上端伸出殼體[12]與稱盤[3]相固接。
2.如權(quán)利要求1所述的自動平衡重力擺桿秤，其特征在于所述的齒條［7］可用一根直桿［20］替代，然后用一鋼絲或鋼泊［18］在圓柱鼓輪［19］上繞圈后再將其兩端繃緊固定在直桿［20］上，將鉈桿［2］及鉈固接在園柱鼓輪［19］的軸上。
3.如權(quán)利要求1，2所述的自動平衡重力擺桿秤，其特征在于所述的數(shù)字直顯裝置可以是由測量擺桿秤鉈移位的位移傳感器和數(shù)學(xué)處理電路及數(shù)安顯示表所組成；也可以是由一組曲線齒輪對和指針顯示盤所組成；還可以是由連接于中心齒輪［4］或圓柱鼓輪［19］軸上的機械正弦傳動機構(gòu)和指針顯示盤所組成的。
4.如權(quán)利要求1，2所述的自動平衡重力擺桿秤，其特征在于所述的機械正弦傳動機構(gòu)是由一安裝在齒輪［4］或圓柱鼓輪［19］外伸軸上的撥桿［16］和一個可在軸上自由轉(zhuǎn)動并且在其本體上固接有小齒輪的轉(zhuǎn)盤［5］以及一個分別刻有滑槽和齒條的L形構(gòu)件［13］所組成，撥桿［5］的一端嵌入L形構(gòu)件一邊的滑槽中，L形構(gòu)件［13］的齒條一邊是與轉(zhuǎn)盤［5］的小齒輪實現(xiàn)傳動配合的，安裝在殼體支架［12］上的導(dǎo)輪架［15］內(nèi)有小導(dǎo)輪［17］是L形構(gòu)件［13］的導(dǎo)向輪；指針顯示既可以在齒輪［4］或圓柱鼓輪［19］的中心軸上裝一與轉(zhuǎn)盤［5］隨動的指針，也可以通過轉(zhuǎn)盤［5］拖動一個計數(shù)器［6］加以實現(xiàn)。
專利摘要一種自動平衡重力擺桿秤，它由稱盤(3)、齒輪(4)、齒條(7)、稱鉈(1)等部件組成。齒條(7)裝于稱盤(3)的下端，稱鉈(1)通過一鉈桿與齒輪(4)的中心軸相固接。當(dāng)稱盤(1)受載時壓近齒條(7)下移進而搓動齒輪(4)及其中心軸轉(zhuǎn)動，促使稱鉈(1)自動移位，測量其移位值并進行自動顯示，就可以得到被稱物的重量。不僅具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、攜帶方便等特點，而且還具有稱量準(zhǔn)確、不易作弊(作弊時，空載指針將不回零位)、適用范圍廣泛等特點。
文檔編號G01G1/00GK2064048SQ9020046
公開日1990年10月17日 申請日期1990年1月11日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月11日
發(fā)明者池洪 申請人:池洪, 林白