一种扭矩测定仪及其测试方法

技术领域

本发明涉及检测设备技术领域，特别是涉及一种扭矩测定仪及其测试方法。

背景技术

在将物料罐装瓶体过程中，瓶盖与瓶体的配合要适当，既要避免扭矩过大造成瓶盖开合或锁紧困难，又要避免扭矩过小降低瓶盖与瓶体的密封性，影响产品质量。因此，需要对瓶盖与瓶体的配合进行扭矩测试。目前，一般使用人手扭开样品瓶盖，但是，不同检测者的手感不同，将导致测试结果存在偏差，试验重复性查，且无法长时间进行多次测试。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种扭矩测定仪及其测试方法，以解决现有技术中，使用人手扭开样品瓶盖对扭矩进行测试，测试结果存在偏差，试验重复性查，且无法长时间进行多次测试的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一个方面是提供一种扭矩测定仪，包括：

底座，所述底座上安装有扭矩传感器；

样品平台，所述样品平台安装在所述扭矩传感器上，所述样品平台上设置有用于夹持瓶体的夹持组件；

扭盖组件，所述扭盖组件间隔设置在所述样品平台的上方，所述扭盖组件包括红外传感器和用于扭转瓶盖的夹持器，所述红外传感器与所述夹持器电连接；

升降机构，所述升降机构设置于所述底座的一侧，所述升降机构与所述扭盖组件连接，以驱动所述扭盖组件上下往返运动。

优选地，所述夹持组件包括多个导向滑块和多个夹柱，所述导向滑块滑动安装在所述样品平台上，所述导向滑块上安装有至少一个所述夹柱，各所述夹柱均竖直设置。

优选地，所述夹持组件还包括第一丝杆，所述第一丝杆转动安装在所述样品平台上，所述第一丝杆的转动轴线与所述样品平台平行设置，所述第一丝杆的一端连接有手轮，所述第一丝杆上螺纹装配两个所述导向滑块，所述导向滑块上间隔安装两个所述夹柱。

优选地，所述底座的一侧设置有立柱，所述立柱的内部中空，所述立柱的一侧设置有导向槽，所述升降机构设置在所述立柱的内部，所述扭盖组件的一侧穿过所述导向槽与所述升降机构连接。

优选地，所述升降机构包括电机和第二丝杆，所述电机与所述第二丝杆连接，所述扭盖组件螺纹装配在所述第二丝杆上。

优选地，所述扭盖组件还包括连接板，所述夹持器安装在所述连接板的一侧，所述连接板的另一侧与所述升降机构连接。

优选地，所述扭盖组件还包括防护罩，所述防护罩的底部开口，所述防护罩罩设在所述红外传感器、所述夹持器上，所述连接板穿过所述防护罩与所述升降机构连接。

优选地，所述底座包括底板和外壳，所述外壳罩设在所述底板上，所述样品平台设置于所述外壳的外部，所述扭矩传感器安装在所述底板上，所述扭矩传感器上安装有连接件，所述连接件穿过所述外壳与所述样品平台连接。

优选地，所述外壳上固定有显示器。

本发明的另一个方面是提供一种如上所述的扭矩测定仪的测试方法，包括以下步骤：

将待测瓶体置于样品平台上，通过夹持组件夹持待测瓶体；

通过升降机构驱动扭盖组件向下运动，同时通过红外传感器监测待测瓶体上的瓶盖位置；

夹持器根据红外传感器的监测结果夹持瓶盖并扭转瓶盖，使得瓶盖与瓶体分离，同时通过扭矩传感器监测扭矩数据。

本发明实施例一种扭矩测定仪及其测试方法与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明实施例的扭矩测定仪及其测试方法，在样品平台上设置夹持组件夹持瓶体，通过升降机构驱动扭盖组件上下运动；在扭盖组件向下运动过程中，通过红外传感器监测瓶体上的瓶盖位置，夹持器根据红外传感器的监测结果对瓶盖进行夹持和扭动，将瓶盖自瓶体上扭开，在扭动瓶盖的过程中，通过扭矩传感器测量扭矩，无需人工夹持瓶体或扭动瓶盖，提高自动化程度，可重复试验，降低测试结果受人为因素的干扰，降低测试结果的偏差，提高测试精度。

附图说明

图1是本发明实施例所述扭矩测定仪的立体示意图；

图2是本发明实施例所述扭矩测定仪的侧视示意图

图3是本发明实施例所述扭矩测定仪的主视示意图；

图4是图1中A部分的局部放大示意图；

图5是本发明所述扭矩测定仪的结构简图；

图中，1、底座；11、显示器；2、扭矩传感器；21、连接件；3、样品平台；4、夹持组件；41、第一丝杆；42、导向滑块；43、夹柱；44、手轮；5、扭盖组件；51、连接板；6、升降机构；61、电机；62、第二丝杆；7、立柱；8、防护罩；81、第一罩体；82、第二罩体；91、瓶体；92、瓶盖。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1－图5所示，本发明实施例的一种扭矩测定仪，包括底座1、扭矩传感器2、样品平台3、扭盖组件5和升降机构6，其中，扭矩传感器2安装在底座1上，用于测量扭矩；所述样品平台3同轴安装在所述扭矩传感器2上，所述样品平台3上设置有用于夹持瓶体91的夹持组件4；所述扭盖组件5间隔设置在所述样品平台3的上方，所述扭盖组件5包括红外传感器和用于扭转瓶盖92的夹持器，所述红外传感器与所述夹持器电连接，红外传感器用于监测瓶体91上瓶盖92的位置，夹持器根据红外传感器的监测结果对瓶盖92进行夹持扭转，夹持器可为能够实现夹持扭转功能的机械手或气动夹具等；所述升降机构6设置于所述底座1的一侧，所述升降机构6与所述扭盖组件5连接，以驱动所述扭盖组件5上下往返运动。升降机构6驱动扭盖组件5向下运动时，扭盖组件5靠近瓶体91，红外传感器监测瓶盖92位置，夹持器扭转瓶盖92直至瓶盖92完全打开，同时通过扭矩传感器2测量扭矩；测试完毕后，升降机构6驱动扭盖组件5向上运动，扭盖组件5远离瓶体91复位至原始位置。

本发明可实现对瓶盖92扭矩的自动测量，无需人工夹持瓶体91或扭动瓶盖92，提高自动化程度以及试验稳定性，可重复试验，降低测试结果受人为因素的干扰，降低测试结果的偏差，提高测试精度。

本实施例中，所述夹持组件4包括多个导向滑块42和多个夹柱43，所述导向滑块42滑动安装在所述样品平台3上，所述导向滑块42上安装有至少一个所述夹柱43，各所述夹柱43均竖直设置。通过调节导向滑块42在样品平台3上的位置，调整各夹柱43的相对位置，使得多个夹柱43夹持在瓶体91的外周侧。每个导向滑块42上可安装一个或两个夹柱43，优选地，导向滑块42设置有两个，每个导向滑块42上间隔安装两个夹柱43，且夹柱43与导向滑块42可拆卸地连接，方便调整夹柱43在导向滑块42上的位置。

如图4所示，所述夹持组件4还包括第一丝杆41，所述第一丝杆41转动安装在所述样品平台3上，所述第一丝杆41的转动轴线与所述样品平台3平行设置，所述第一丝杆41的一端连接有手轮44，所述第一丝杆41上螺纹装配两个所述导向滑块42，所述导向滑块42上间隔安装两个所述夹柱43。转动手轮44，导向滑块42沿丝杆移动，调节导向滑块42的位置，调整夹柱43的位置。第一丝杆41为双向丝杆，两个导向滑块42所安装位置处的第一丝杆41的螺纹旋向相反，使得转动第一丝杆41时，两个导向滑块42的运动方向相反，调整两个导向滑块42之间的间隔。导向滑块42呈长方体形状，导向滑块42上设置多个夹柱43安装位，可根据瓶体91的尺寸大小确定安装夹柱43的夹柱43安装位，使得滑动导向滑块42后，四个夹柱43呈四边形布置在瓶体91外周，其中夹柱43安装位为开设在导向滑块42上的通孔，通孔轴线竖直设置。进一步地，样品平台3上开设有凹槽，第一丝杆41转动安装在凹槽内，导向滑块42上设置有向下凸起的凸块，凸块开设有螺纹孔，导向滑块42通过凸块与第一丝杆41螺纹连接。样品平台3呈圆形，第一丝杆41水平设置在样品平台3上，且第一丝杆41的中心轴线与样品平台3的圆心共线设置。

样品平台3的凹槽的两端可设置轴承，第一丝杆41的两端分别转动安装在轴承内，且第一丝杆的其中一端穿过轴承与手轮44连接。可选地，第一丝杆41可与驱动电机连接，通过驱动电机驱动第一丝杆41转动。

本实施例中，如图1和图2所示，所述底座1的一侧设置有立柱7，所述立柱7的内部中空，所述立柱7的一侧设置有导向槽，所述升降机构6设置在所述立柱7的内部，所述扭盖组件5的一侧穿过所述导向槽与所述升降机构6连接。立柱7可对升降机构6起到保护作用，导向槽对扭盖组件5的升降起到导向作用。

所述升降机构6包括电机61和第二丝杆62，所述电机61与所述第二丝杆62连接，所述扭盖组件5螺纹装配在所述第二丝杆62上。电机61安装在立柱7的底板上，电机61驱动第二丝杆62转动，扭盖组件5沿第二丝杆62上下运动。进一步地，扭矩测定仪还包括控制器，电机61、扭矩传感器2分别与控制器电连接，扭矩传感器2将检测信号传输至控制器，控制器根据扭矩传感器2的检测信号控制电机61工作，使得电机61驱动扭盖组件5向上运动复位。

进一步地，所述扭盖组件5还包括连接板51，所述夹持器安装在所述连接板51的一侧，所述连接板51的另一侧与所述升降机构6连接。连接板51水平设置，连接板51的一端螺纹装配在第二丝杆62上，扭盖组件5的夹持器安装在连接板51的另一端。

本实施例中，所述扭盖组件5还包括防护罩8，所述防护罩8的底部开口，所述防护罩8罩设在所述红外传感器、所述夹持器上，所述连接板51穿过所述防护罩8与所述升降机构6连接。防护罩8可对红外传感器、夹持器起到防护作用，防止外界粉尘污染，并且，可降低测试过程中的安全隐患。

可选地，所述防护罩8包括第一罩体81和第二罩体82，所述第一罩体81与所述连接板51固定，所述第二罩体82安装在所述第一罩体81的下侧，所述第二罩体82环绕在所述夹持器、所述红外传感器的外周侧。其中，第一罩体81和第二罩体82均呈筒状，第一罩体81起到装饰作用，美观外观，并可作为第二罩体82的安装基础，提高第二罩体82的安装稳定性。

本实施例中，所述底座1包括底板和外壳，所述外壳罩设在所述底板上，所述样品平台3设置于所述外壳的外部，扭矩传感器2设置在外壳的内部，所述扭矩传感器2安装在所述底板上，所述扭矩传感器2上安装有连接件21，所述连接件21穿过所述外壳与所述样品平台3连接。

进一步地，所述外壳上固定有显示器11，用于直观显示测试扭矩的结果。

本发明的工作过程为：

将样品置于样品平台3上，顺时针摇动手轮44，使导向滑块42带动夹柱43向中心移动夹紧样品。通过电机61带动第二丝杆62运转，使连接第二丝杆62的扭盖组件5垂直向下移动至夹持器对准样品的瓶盖92处，红外传感器监测瓶盖92位置，夹持器扭开样品瓶盖92直到瓶盖92完全打开，通过扭矩传感器2测量扭矩，并通过显示器11显示扭矩数据。测试结束，电机61带动第二丝杆62运转，扭盖组件5向上运动复位至原始位置。

本发明所述的扭矩测定仪的测试方法，包括以下步骤：

将待测瓶体置于样品平台上，通过夹持组件夹持待测瓶体；

通过升降机构驱动扭盖组件向下运动，同时通过红外传感器监测待测瓶体上的瓶盖位置；

夹持器根据红外传感器的监测结果夹持瓶盖并扭转瓶盖，使得瓶盖与瓶体分离，同时通过扭矩传感器监测扭矩数据。

其中，瓶盖与瓶体分离之后，通过升降机构驱动扭盖组件向上运动，远离瓶体。

其中，将待测瓶体置于样品平台上之后，通过摇动手轮调节夹柱的位置，使得各个夹柱向中心移动夹紧瓶体。

本发明通过夹持器、红外传感器、升降机构的联动控制，实现对瓶盖与瓶体的自动分离，无需人工对准夹持器与瓶盖的位置，也无需人工扭动瓶盖，即可监测扭矩数据，获得扭矩测试结果，自动化程度较高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。