專利名稱：一種微量力系水平轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水平力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種微量力系水平力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。
近年來在已研制的多種微量力系設(shè)備中，水平力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)在盡量減少力傳遞過程中的損耗方面仍存在一些技術(shù)難點(diǎn)。傳統(tǒng)的水平力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)常采用滑輪和頂針組合而成，其結(jié)構(gòu)繁瑣，力的傳遞方式?jīng)]有得到很好解決，不同程度地降低了力傳遞的準(zhǔn)確性，使加載的準(zhǔn)確度相對較低。并且這種機(jī)構(gòu)存在力轉(zhuǎn)換過程中無法克服的摩擦等影響以及轉(zhuǎn)動慣性矩對力轉(zhuǎn)換的損耗，不適應(yīng)載荷向微量化方向的發(fā)展。
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種可減小摩擦和損耗的微量力系水平力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的目的可通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)微量力系水平力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括刀口、X向、Z向燕尾導(dǎo)軌，X向和Z向燕尾導(dǎo)軌和互為直角，刀口和X向、Z向燕尾導(dǎo)軌組成斜拉線的支撐點(diǎn)，斜拉線和水平拉線、垂直拉線的彎折點(diǎn)連在一起成連接點(diǎn)，斜拉線與水平拉線的夾角為45°，水平拉線連接到天平的水平加載點(diǎn)，垂直拉線懸掛琺碼。
本實(shí)用新型的目的還可通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)斜拉線、水平拉線、垂直拉線的長度由其連結(jié)點(diǎn)和支撐點(diǎn)的位置決定。
本實(shí)用新型相比于現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)根據(jù)微量力系的特殊性，采用45°斜拉線吊掛結(jié)構(gòu)，將高精度琺碼加載的垂直力轉(zhuǎn)換為水平力，作用于天平的水平加載點(diǎn)。由于采用了刀口，避免了傳統(tǒng)水平力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)如頂針、滑輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的摩擦和轉(zhuǎn)動慣性矩對力的損耗，進(jìn)一步簡化了結(jié)構(gòu)，提高了微量力系的施力準(zhǔn)確度。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖2表示本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)的力在平面上的轉(zhuǎn)換和傳遞關(guān)系。
如圖1所示，微量力系水平力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括刀口1、X向、Z向燕尾導(dǎo)軌2和3，斜拉線5、水平拉線6、垂直拉線7。刀口1和X向燕尾導(dǎo)軌2、Z向燕尾導(dǎo)軌3組成固定支撐點(diǎn)4，支撐斜拉線5。斜拉線5、垂直拉線6、水平拉線7的彎折點(diǎn)連在一起，成為連結(jié)點(diǎn)8，亦即力轉(zhuǎn)換點(diǎn)。水平拉線6的另一端連接到天平10的水平加載點(diǎn)。斜拉線5和水平拉線6的夾角為45°。垂直拉線6的另一端懸掛高精度琺碼9。斜拉線5、水平拉線6、垂直拉線7和琺碼9的組合用來傳遞載荷，其中分為垂直施力和水平施力。加載在天平10的水平施力因垂直吊掛的高精度琺碼9與施力方向不一致，由微量力系水平力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳遞。本實(shí)用新型實(shí)施例垂直施力向水平施力的傳遞關(guān)系如圖2所示。通過X向、Z向燕尾導(dǎo)軌2和3組成的兩直角邊，Z向燕尾導(dǎo)軌3上的一點(diǎn)與連結(jié)點(diǎn)8即力轉(zhuǎn)換點(diǎn)之間的距離，和天平10的加載點(diǎn)與連結(jié)點(diǎn)8即力轉(zhuǎn)換點(diǎn)之間的距離相等，組成等邊三角形，利用平衡力系的合成與分解關(guān)系，對合力進(jìn)行等量分解，使通過琺碼9所施的已知高精度的垂直力1∶1地轉(zhuǎn)換為水平力，并通過水平拉線7傳遞到天平10。
為提高力轉(zhuǎn)換精度，對斜拉線5的支撐點(diǎn)4、連結(jié)點(diǎn)8即力轉(zhuǎn)換點(diǎn)的位置進(jìn)行高精度測量，根據(jù)得到的測量值，確定斜拉線5、水平拉線6、垂直拉線7的長度。
權(quán)利要求1.一種微量力系水平力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，包括刀口(1)、X向和Z向燕尾導(dǎo)軌(2)和(3)，其特征在于X向和Z向燕尾導(dǎo)軌(2)和(3)互為直角，刀口(1)和X向、Z向燕尾導(dǎo)軌(2)和(3)組成斜拉線(5)的支撐點(diǎn)(4)，斜拉線(5)和水平拉線(6)、垂直拉線(7)的彎折處連在一起成連結(jié)點(diǎn)(8)，斜拉線(5)與水平拉線(6)的夾角為45°，水平拉線(6)連接到天平(10)的水平加載點(diǎn)；垂直拉線(7)懸掛琺碼(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微量力系水平力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其特征在于斜拉線(5)、水平拉線(6)、垂直拉線(7)的長度由其連結(jié)點(diǎn)(8)和支撐點(diǎn)(4)的位置決定。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種微量力系水平力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),包括刀口、互為直角的X向和Z向燕尾導(dǎo)軌,45°斜拉線吊掛機(jī)構(gòu)。刀口和燕尾導(dǎo)軌組成斜拉線的支撐點(diǎn),斜拉線、水平拉線和垂直拉線連在一起,水平拉線作用于天平的水平加載點(diǎn),垂直拉線懸掛琺碼,通過琺碼加載的垂直力由轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為水平力加載。本實(shí)用新型克服了傳統(tǒng)的微量力系水平力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)繁瑣、摩擦力難以克服、力傳遞準(zhǔn)確性較低的缺陷,可應(yīng)用于微量天平校準(zhǔn)方法和校準(zhǔn)裝置。
文檔編號G01G21/00GK2475012SQ0025983
公開日2002年1月30日 申請日期2000年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月18日
發(fā)明者李聲, 唐嵐 申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所