[发明专利]一种可调工作台式力加载装置及其标定方法

说明书

技术领域

本发明属于机械测量仪器设备技术领域，特别涉及一种可调工作台式力加载装置及其标定方法。

背景技术

传感器特性决定其在工作过程中测量的准确性，通过对传感器主要指标进行校准以调节其达到最佳性能，对于传感器研究有着重要意义。在工业领域中对于传感器检测力值的要求越来越多，如在机械人中作为重要的感知部件，需能同时检测三维空间全力信息，传统的力加载装置所得标定数据已无法满足应用要求，因而如何设计高精度的标定装置，实现多维力传感器的标定就成为关键问题。

中国专利公开号CN101109670A公开了一种三向力传感器标定装置，虽然实现对三向力传感器进行检定与校准，但是仍存在局限性，X向、Y向和Z向加载机构上标定力传感器作用点固定正交与一点，但是在实际使用中要求加载机构能实现多方向的移动来满足测量的要求，同时单一的布局方式也限制了被标定传感器的尺寸，对不同尺寸的传感器进行标定时就需要在此装置的基础上移动或是增加复杂的附加装置来实现。

中国专利公开号CN101750186A公开了一种可调式测力仪标定加载装置，能够解决部分专利公开号CN101109670A中所出现的问题，X向、Y向和Z向加载机构均可实现多方向移动，但是由于加载机构内部调节移动部件设计的局限性，当X向、Y向和Z向加载力过大时，有可能造成其内部支撑部件发生变形；该装置零件过多，在测量大量程载荷时，要求的各零件连接处的强度很大，加工成本也较高；标定工作台的面积过大，实际利用率较小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可调工作台式力加载装置及其标定方法，技术性能好，结构简单，易于安装和维修，测量范围广，方法简单快捷。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种可调工作台式力加载装置，包括支撑台(1)，阶梯工作台架(2)，螺旋杆(3、3’)，支撑立柱(4、4’)，可调动工作台机构(5)，水平加载机构(6)，铅垂加载机构(7)，同步带(8)，铅垂滑动架(9)，蜗轮蜗杆机构(10)，摇杆(11)，升降螺母(12、12’)，刻度尺(13)。其中：阶梯工作台架(2)有上中下三层，阶梯工作台架(2)下层固定在支撑台(1)上，支撑立柱(4、4’)垂直固定在阶梯工作台架(2)下层的对角线上，可调动工作台机构(2)放置在阶梯工作台架(2)的中下两层，水平加载机构(6)固定在阶梯工作台架(2)上层的中间位置，支撑立柱(4、4’)顶端开有一定深度的内螺纹孔，螺旋杆(3、3’)和支撑立柱(4、4’)螺纹啮合，同步带(8)套在螺旋杆(3、3’)的上端，蜗轮蜗杆机构(10)固定在螺旋杆(3’)上并通过阶梯工作台架(2)侧面与摇杆(11)相连，升降螺母(12、12’)和铅垂滑动架(9)安装在螺旋杆(3、3’)上，铅垂加载机构(7)固定在铅垂滑动架(9)，水平加载机构(6)和铅垂加载机构(7)轴线正交与支撑台(1)中心。

一种可调工作台式力加载装置标定方法，其特征在于：为实现对不同尺寸传感器的独立加载和复合加载，在调节铅垂加载机构高度时，通过摇杆(11)带动蜗轮蜗杆机构(10)旋转，进而带动螺旋杆(3’)在支撑立柱(4’)内只转动不移动，通过同步带(8)带动另一螺旋杆(3)同步转动，使得铅垂滑动架(9)能够在螺旋杆(3、3’)上下移动，当调节到适合高度时，升降螺母(12、12’)固定铅垂滑动架(9)，在调节加载工作板(17)位置时，若仅固定移动块(18)，U型滑动架(15)在阶梯工作台架(2)的下层水平移动，使得加载工作板(17)在三角移动架(14、14’)间上下左右移动，若仅固定移动块(18’)，加载工作板(17)在三角移动架(14、14’)间上下移动，当调节到合适位置时，固定移动块(18、18’)和固定块(22)，进而固定住可调动工作台机构(5)，刻度尺(13)记录加载工作板(17)位置变化的距离，通过L型标定板(19)在加载工作板(17)上的不同固定方式，实现独立加载和复合加载。