专利名称：一种长度和弧度测量工具的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种测量工具，更具体地说是关于一种长度和弧度测量工具。
背景技术：
目前市场上用于测量物体长度的工具种类繁多，比如直尺、卷尺、三角平尺、游标卡尺和三坐标测量机等。但上述测量工具大多只能测量长度，不能同时测量长度和纵深，尤其不能测量圆弧弧度。目前市场上能同时测量长度和高度的测量工具主要是三坐标测量机。三坐标测量机的结构复杂，通常包括主机机械系统(X、Y、Z三轴或其它)、测头系统、电气控制硬件系统和数据处理软件系统(测量软件)四大部分，其测量原理是将被测物体置于三坐标测量空间，通过三坐标测量机的主机机械系统(X、Y、Z三轴或其它)和测头系统等测出被测物体上各测点的坐标位置，数据处理软件系统(测量软件)再根据这些点的空间坐标值计算求出被测物体的几何尺寸、形状和位置。三坐标测量机的结构和测量原理决定了三坐标测量机具有制造成本较高(通常高达400000元/台)、测量操作繁琐(需将工件或产品搬到三坐标测量仪上进行测量)和测量功能不全(只能测量外围尺寸，不能测量纵深和弧度)的缺点。因此迫切需要开发出一种能克服上述缺点的长度和弧度测量工具。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服三坐标测量仪等大型测量工具制造成本高、测量操作繁琐和测量功能不全的缺点，提供一种制造成本低、测量操作简单并且能测量圆弧弧度或同时测量长度和纵深的长度和弧度测量工具。
本实用新型提供的长度和弧度测量工具包括主尺1、固定测头2、活动测头3，所述固定测头2垂直固定在主尺1的一端上，所述活动测头3以垂直于主尺1的方向设置在主尺1上，并能够在主尺1上来回滑动，其中，该测量工具还包括辅助滑尺4，所述辅助滑尺4包括滑尺41和滑座42，所述滑尺41以垂直于主尺1的方向设置在滑座42上，并且能够在滑座42上沿垂直于主尺1的方向上下滑动，滑座42设置在主尺1上并且能够在主尺1上来回滑动。
本实用新型的长度和弧度测量工具具有如下优点1)能测量圆弧的弧度或者同时测量物体的长度和纵深，因而测量功能更齐全；2)制造成本低；3)测量操作简单；4)测量量程宽。
图1是本实用新型所述长度和弧度测量工具的示意图；图2是本实用新型所述辅助滑尺的示意图，其中(a)为辅助滑尺的立体图、(b)为辅助滑尺的主视图、(c)为辅助滑尺的左视图；图3是利用本实用新型所述长度和弧度测量工具测量内弧度的示意图；图4是利用本实用新型所述长度和弧度测量工具测量外弧度的示意图；图5是利用本实用新型所述长度和弧度测量工具同时测量物体长度和纵深的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供的长度和弧度测量工具包括主尺1、固定测头2、活动测头3和辅助滑尺4，其中所述主尺1、固定测头2、活动测头3以本领域技术人员所公知的方法组合在一起，即固定测头2垂直固定在主尺1的一端上、所述活动测头3以垂直于主尺1的方向套在主尺1上并能够在主尺1上来回滑动，而辅助滑尺4则设置在主尺1上，辅助滑尺4包括滑尺41和滑座42，所述滑尺41以垂直于主尺1的方向设置在滑座42上，并能够在滑座42上上下滑动，滑座42设置在主尺1上并能够在主尺1上来回滑动。所述滑座42与主尺1刻度相对的内表面上有凸起421，该凸起421的头部指向主尺1，所述凸起421的头部在主尺1上的刻度与滑尺41的纵向中心线在主尺1上的刻度相同，因而所述凸起421的头部可用于指示滑尺41在主尺1上的位置。辅助滑尺4的结构如图2所示。
本实用新型提供的长度和弧度测量工具除了具有常规卡尺所具有的长度测量功能外，还具有测量圆弧内弧度或外弧度的功能。如图3所示，使用上述具有辅助滑尺4的本实用新型长度和弧度测量工具测量圆弧内弧度时，先将所述长度和弧度测量工具的两测头(固定测头2和活动测头3)分别接触待测物体的弧面(所述长度和弧度测量工具的主尺1必须垂直于圆弧轴心线并尽量选择较大的测头间距以提高测量精确度)，再调整辅助滑尺4使所述凸起421的头部位于两测头的中间位置，上下移动滑尺41使之与弧面接触，读出主尺1上的读数X，同时读出滑尺41与主尺1接触处的滑尺41的读数即两测头内端点的中点到弧面的距离Y，最后将X和Y的数值代入由勾股定律推导出的公式R＝{2400Y-4Y2-X2-2X(X02+X03)-360000-(X02+X03)2}/(2400-8Y)(公式中X、Y、R的单位均为毫米)中计算出R值即可，其中R即为所测得的内弧度，公式中X02表示固定测头2与弧面接触的点与固定测头2在主尺1方向上的内端点在主尺1方向上的距离，X03表示活动测头3与弧面接触的点与活动测头3在主尺1方向上的内端点在主尺1方向上的距离，当X02＝X03＝25毫米时，上述计算公式可简化为R＝{2400Y-4Y2-X2-362500-100X}/(2400-8Y)(公式中X、Y、R的单位均为毫米)。显然，当固定测头2和加长测头3的远离主尺1的一端均为图3放大部分所示的楔形时，X02＝X03＝0，内弧度的计算公式简化为R＝{2400Y-4Y2-X2-360000}/(2400-8Y)(公式中X、Y、R的单位均为毫米)。以上公式均以固定测头2和活动测头3长度均为300毫米时的计算公式。
图4为使用上述具有辅助滑尺4的本实用新型长度测量工具测量圆弧外弧度的示意图。外弧度的测量方法和测量原理分别与上述内弧度的测量方法和测量原理相同，不同的是当两测头(固定测头2和活动测头3)的长度均为300毫米时，外弧度的计算公式为R′＝{2400Y′-4Y′2-X′2-2X′(X′02+X′03)-360000-(X′02+X′03)2}/(8Y′-2400)，公式中X02′表示固定测头2与弧面接触的点与固定测头2内端点在主尺1方向上的距离，X03′表示活动测头3与弧面接触的点与活动测头3内端点在主尺1方向上的距离，X′为主尺1的读数，Y′为两测头中点到凹面的距离，R′为所测得的内弧度。显然，当固定测头2和活动测头3的远离主尺1的一端为图3放大部分所示的楔形或矩形平面时，X02′＝X03′＝0，内弧度计算公式简化为R′＝{2400Y′-4Y′2-X′2-360000}/(8Y′-2400)(公式中X、Y、R的单位均为毫米)。
如图5所示，本实用新型所述长度和弧度测量工具还可用于同时测量内空物体的长度和纵深，如集装箱、空心轴等。测量纵深的方法与上述测量圆弧弧度的方法一样。测量时，先将固定测头2和活动测头3分别接触物体两外侧，再移动滑尺41，使之与物体的底部内表面接触，主尺1上的读数即为所测长度A，滑尺41的读数即为所测纵深H。
本实用新型所述滑动可以采用现有技术中任意的方式来实现，例如采用间隙配合连接。
根据上述关于本实用新型长度和弧度测量工具的结构和测量方法的描述可以得知，本实用新型长度和弧度测量工具可以用于测量各种形状(包括形状规则和不规则的)和各种尺寸的物体，如楼房等建筑物或汽车等各种机械设备的长度、纵深和/或弧度，因而使用范围非常广泛。主尺1、固定测头2、活动测头3和滑尺41的长度可根据具体测量要求来决定，本实用新型具体实施方式
所述的长度或有效长度均为根据汽车等机械设备的测量要求而定。
本实用新型所述有效长度指最大刻度显示的长度。
本实用新型所述纵深H为从物体上表面到底部内表面的距离，即从辅助滑尺4与物体接触端到主尺1的距离。
本实用新型所述长度和弧度测量工具的主尺1可用本领域技术人员公知的各种材质制成，如铝质型材、异型铝材或有机玻璃等，优选质轻且不变形的铝质型材，主尺1的有效长度可根据具体测量要求和所用材质来决定，通常为0.1-20米，优选0.5-10米，主尺1上刻有毫米线和厘米线，测量精度为1毫米。
主尺1可根据所用材质制成本领域技术人员公知的各种形状，如横截面为矩形、正方形、半圆形、楔形等，优选制成横截面为楔形，如图4所示的主尺1部分。
本实用新型所述固定测头2可用本领域技术人员公知的各种材质制成，如有机玻璃、异型铝材或铝质型材等，优选有机玻璃，长度通常为0.1-10米，优选0.2-5米。
本实用新型所述固定测头2固定在主尺1上是指固定测头2在主尺1上的位置固定，可通过铰链、铆钉、螺栓、焊接或粘合剂等方式来实现，优选固定测头2通过螺栓固定在主尺1上。
本实用新型所述活动测头3可用本领域技术人员公知的各种材质制成，如有机玻璃、异型铝材、铝质型材、胶木或硬木等，优选胶木，长度通常为0.1-10米，优选为0.2-5米。
本实用新型所述滑尺41可用本领域技术人员公知的各种材质制成，如有机玻璃、异型铝材、铝质型材、胶木或硬木等，优选由铝质型材制成，其宽度、长度和有效长度可根据实际测量需要和所用材质来决定，通常有效长度为0.1-12米，优选0.2-6米。
本实用新型所述滑座42可用本领域技术人员公知的各种材质制成，如胶木或硬木等，优选由胶木制成。
本实用新型所述固定测头2和活动测头3远离主尺1的那端可以制成各种形状，如楔形、三角锥形、圆锥形、矩形、长方形、圆形等，优选均制成楔形，如图3放大部分所示。
本实用新型所述滑尺41与固定测头2(和/或活动测头3)同方向的一端可以制成各种形状，如楔形、三角锥形、圆锥形、矩形、长方形、圆形等，优选制成三角锥形，如图3放大部分所示，其零刻度优选为三角锥形的顶端。
所述凸起421可以是本领域技术人员公知的任何形状，如锥形、矩形薄片状等。
用本实用新型长度和弧度测量工具测量长度时，上述各个构件中与待测物体接触的各个面必须为光滑平面以保证测量的准确性，可通过校直、打磨、抛光等工艺来实现。
权利要求1.一种长度和弧度测量工具，该测量工具包括主尺(1)、固定测头(2)、活动测头(3)，所述固定测头(2)垂直固定在主尺(1)的一端上，所述活动测头(3)以垂直于主尺(1)的方向设置在主尺(1)上，并能够在主尺(1)上来回滑动，其特征在于，该测量工具还包括辅助滑尺(4)，所述辅助滑尺(4)包括滑尺(41)和滑座(42)，其中所述滑尺(41)以垂直于主尺(1)的方向设置在滑座(42)上，并且能够在滑座(42)上沿垂直于主尺(1)的方向上下滑动，所述滑座(42)设置在主尺(1)上并且能够在主尺(1)上来回滑动。
2.根据权利要求1所述的测量工具，其特征在于，所述滑尺(41)的有效长度为0.1-12米。
3.根据权利要求1所述的测量工具，其特征在于，所述滑尺(41)与固定测头(2)同方向的一端为三角锥形。
4.根据权利要求1所述的测量工具，其特征在于，所述滑座(42)位于固定测头(2)和活动测头(3)之间。
5.根据权利要求1所述的测量工具，其特征在于，所述滑座(42)与主尺(1)刻度相对的内表面有头部指向主尺(1)的凸起(421)。
6.根据权利要求5所述的测量工具，其特征在于，所述凸起(421)的头部在主尺(1)上的刻度与滑尺(41)的纵向中心线在主尺(1)上的刻度相同。
7.根据权利要求1所述的测量工具，其特征在于，所述主尺(1)的有效长度为0.1-20米。
8.根据权利要求1所述的测量工具，其特征在于，所述固定测头(2)的长度为0.1-10米。
9.根据权利要求1所述的测量工具，其特征在于，所述活动测头(3)的长度为0.1-10米。
10.根据权利要求1所述的测量工具，其特征在于，所述固定测头(2)和/或活动测头(3)远离主尺(1)的一端为楔形。
专利摘要一种长度和弧度测量工具包括主尺、固定测头和活动测头，所述固定测头垂直固定在主尺的一端上，所述活动测头以垂直于主尺的方向套在主尺上，并可在主尺上来回滑动，其中，该测量工具还包括辅助滑尺，所述辅助滑尺包括滑尺和滑座，其中所述滑尺以垂直于主尺的方向设置在滑座上，并且能够在滑座上沿垂直于主尺的方向上下滑动，所述滑座设置在主尺上并且能够在主尺上来回滑动。本实用新型所述长度和弧度测量工具制造成本低、测量操作简便、测量量程宽、测量功能齐全。
文档编号G01B5/08GK2903906SQ20052010753
公开日2007年5月23日 申请日期2005年5月30日 优先权日2005年5月30日
发明者平公悉 申请人:比亚迪股份有限公司