专利名称：一种便携式通用大直径测量规的测量单元的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种便携式通用大直径测量规的测量单元，用于大直径的高精度
测量，属于长度测量技术领域。
背景技术：
大直径测量一直以来是一个比较困难的问题，中国专利(专利号96117113.8和申 请号200710024997.4)和美国专利(专利号6330753B1)描述了一种便携式通用大直径测 量规及其测量方法。这种测量规由一系列相互独立的测量单元和一个测量所谓封闭尺寸的 装置或附件组成，其中每一个测量单元包含一个本体、两个分别位于本体两端的定位元件、 若干位于本体之上的内置永久磁铁的固定机构、以及若干辅助定位机构。测量大直径时，依 次将各测量单元头对尾或者尾对头摆放并通过固定机构固定在被测圆周表面上，直到所剩 余空间不足于摆下另一个测量单元(循环法)。也可以采用少量测量单元交替摆放(交替 法)。测量出第一个测量单元和最后一个测量单元之间的距离，根据几何关系可以计算出被 测圆周直径。 采用便携式通用大直径测量规测量大直径具有无上限、简结构、易标定、低成本， 以及高精度等特点。然而，因为固定机构位于测量单元本体之上，其所产生的磁力和被测 物体作用于定位元件之上的平衡反作用力将对测量单元本体产生弯矩并使之产生相应的 弯曲变形，导致测量单元长度发生变化，进而降低测量精度。当测量单元长度较大时，这 是制约测量精度的一个关键因素。解决这一问题的方法之一是尽可能减小定位元件与 固定机构之间的距离，这在结构上必有限制和极限；另外一个方法如中国专利(申请号 200710024997. 4)所提出，在测量单元本体上设置若干辅助支承机构，但这样又会使操作变 得繁琐，机构变得复杂。
发明内容针对上述便携式通用大直径测量规测量单元存在的问题，本实用新型提供一种能 够避免固定机构所产生固定力对测量单元本体产生弯矩和弯曲变形，从而提高测量精度的 便携式通用大直径测量规的测量单元。 本实用新型采用如下技术方案 —种便携式通用大直径测量规的测量单元，包括一个本体、连接于本体两端的第 一定位柱和第二定位柱及第一固定机构和第二固定机构，其中第一定位柱和第二定位柱的 外侧面为圆柱面，第一固定机构设在第一定位柱上，第二固定机构设在第二定位柱上。 测量直径的方法如图1所示，以测量单元第一定位柱为首，第二定位柱为尾，将一 系列测量单元依次首、尾相接并分别通过第一固定机构和第二固定机构所产生的固定力固
定在被测物体圆周表面上，采用测量圆柱与圆柱之间距离的装置测出首、尾测量单元上相 邻第一定位柱和第二定位圆柱之间的距离，这一距离是首、尾测量单元上相邻第一定位柱 和第二定位圆柱之间的间隙，或是它们之间的中心距，或是它们之间的某种特定距离，根据该距离、所有测量单元上第一定位柱和第二定位圆柱彼此之间，以及它们与被测物体圆周 表面之间所形成的几何关系，可以求出被测物体圆周表面直径。显然，只要有足够数量的测 量单元，任意大的直径都可以测量。为节省测量单元数量，也可以采用少量测量单元完成测 量。例如采用三个测量单元，操作方法是先将三个测量单元按前述方法定位并固定在被测 物体圆周表面上，然后取出第二个测量单元放在第三个测量单元之后，再将第三个测量单 元放在第二个测量单元之后，以此类推，直到其中一个测量单元与第一个测量单元之间的 距离在前述测量圆柱与圆柱之间距离的装置的测量范围之内。最后，图所示是测量外径时 的情形，同样方法可以测量内径。 以上可见，如图所示，因为第一固定机构和第二固定机构分别位于第一定位柱和 第二定位柱之上，其所产生的磁力和分别和被测物体作用于第一定位柱之上的平衡反作用 力和作用于第二定位柱之上的平衡反作用力共线，因而不会对测量单元本体产生弯矩并使 之产生弯曲变形，从而达到提高测量精度的目的。不仅如此，因为只有第一固定机构和第二 固定机构两个固定机构，不需要辅助支承机构，这种方法相对于现有技术针对巨大直径测 量所提出的方法和装置而言，还具有结构简单和操作简便的特点。
图1是采用本实用新型测量外径原理和测量单元受力示意图，其中测量圆柱与圆 柱之间距离的装置未画出； 图2是测量外径时实施例测量单元结构正视图； 图3是图2测量单元俯视图； 图4是图2测量单元A-A放大剖视图； 图5是图2测量单元B-B放大剖视图； 图6是测量内径时实施例测量单元结构正视图； 图7是图6测量单元C-C放大剖视图。 图中0-被测物体圆周表面；l-测量单元；ll-第一定位柱；lll-第一定位柱11 中的第一腔体；112-第一腔体111中的螺孔；12-第二定位柱；121-第二定位柱12中的第 二腔体；122-第二腔体121中的螺孔；13-本体；14-第一固定机构；14卜第一永久磁铁； 142-第一螺杆；143-第一旋钮；15-第二固定机构；151-第二永久磁铁；152-第二螺杆；
153-第二旋钮；Fl-第一固定机构14中第一永久磁铁141所产生的磁力；F2-第二固定机 构15中第二永久磁铁151所产生的磁力；Rl-被测物体作用于第一定位柱11的平衡反作 用力；R2-被测物体作用于第二定位柱12的平衡反作用力。
具体实施方式如图2、图3和图6所示，一种便携式通用大直径测量规的测量单元1实施例，包 括一个本体13、连接于本体13两端的第一定位柱11和第二定位柱12及第一固定机构14 和第二固定机构15，其中第一定位柱11和第二定位柱12的外侧面为圆柱面，第一固定机构 14设在第一定位柱11上，第二固定机构15设在第二定位柱12上。 在本实施例中，如图4所示，在第一定位柱11内设有第一腔体lll，第一固定机构 14设在第一腔体111内，包括第一永久磁铁141、第一螺杆142和第一旋钮143，第一螺杆142与第一腔体111中的螺孔112螺纹连接，第一螺杆142的一端与第一永久磁铁141连 接，另一端与第一旋钮143连接。 在本实施例中，如图5和图7所示，在第二定位柱12内设有第二腔体121，第二固 定机构15设在第二腔体121内，包括第二永久磁铁151、第二螺杆152和第二旋钮153，第 二螺杆152与第二腔体121中的螺孔122螺纹连接，第二螺杆152的一端与第二永久磁铁 151连接，另一端与第二旋钮153连接。 旋转第一旋钮143和第二旋钮153时，同步旋转的第一永久磁铁141和第二永久 磁铁151接近具有铁磁性的被测物体圆周表面0，从而在测量单元1和被测物体圆周表面0 之间产生足够将测量单元1固定在被测物体圆周表面0上的磁力。 如果被测物体不具有铁磁性，如不锈钢或黄铜等，上述的第一固定机构14及第二 固定机构15还可以采用其他多种共知具体实施方式
，例如第一固定机构14及第二固定机 构15可以采用胶水，将测量单元固定在被测物体上，当然，第一固定机构14及第二固定机 构15也可采用负压装置将测量单元吸附固定在被测物体上。 以测量外径为例，说明采用实施例测量单元1测量直径的方法。如图1所示，以测 量单元1第一定位柱11为首，第二定位柱12为尾，将一系列具有图2所示结构的测量单 元1依次首、尾相接并分别通过第一固定机构14和第二固定机构15所产生的磁力固定在 被测物体圆周表面0上，采用测量圆柱与圆柱之间距离的装置如一个普通内径千分尺测出 首、尾测量单元1上相邻第一定位柱11和第二定位圆柱12之间的间隙，根据该间隙、所有 测量单元1上第一定位柱11和第二定位圆柱12彼此之间，以及它们与被测物体圆周表面 0之间所形成的几何关系，可以求出被测物体圆周表面0直径。显然，只要有足够数量的测 量单元l，任意大的直径都可以测量。为节省测量单元1数量，也可以采用少量测量单元1 完成测量。例如采用三个测量单元l，操作方法是先将三个测量单元1按前述方法定位并 固定在被测物体圆周表面0上，然后取出第二个测量单元1放在第三个测量单元1之后，再 将第三个测量单元1放在第二个测量单元1之后，以此类推，直到其中一个测量单元1与第 一个测量单元1之间的间隙在前述测量圆柱与圆柱之间距离的装置如一个普通内径千分
尺的测量范围之内。 采用一系列具有图6所示结构的测量单元1，同样方法可以测量内径。
权利要求一种便携式通用大直径测量规的测量单元，包括一个本体(13)、连接于本体(13)两端的第一定位柱(11)和第二定位柱(12)及第一固定机构(14)和第二固定机构(15)，所述第一定位柱(11)和第二定位柱(12)的外侧面为圆柱面，其特征在于，第一固定机构(14)设在第一定位柱(11)上，第二固定机构(15)设在第二定位柱(12)上。
2. 根据权利要求1所述的便携式通用大直径测量规的测量单元，其特征在于，在第一 定位柱(11)内设有第一腔体(lll)，第一固定机构(14)设在第一腔体(111)内，所述的第 一固定机构(14)包括第一永久磁铁(141)和第一螺杆(142)，第一螺杆(142)与第一定位 柱(11)螺纹连接，第一永久磁铁(141)与所述第一螺杆(142)的一端连接。
3. 根据权利要求1所述的便携式通用大直径测量规的测量单元，其特征在于，在第二 定位柱(12)内设有第二腔体(121)，第二固定机构(15)设在第二腔体(121)内，所述的第 二固定机构(15)包括第二永久磁铁(151)和第二螺杆(152)，第二螺杆(152)与第二定位 柱(11)螺纹连接，第二永久磁铁(151)与所述第二螺杆(152)的一端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种便携式通用大直径测量规的测量单元，包括一个本体、连接于本体两端的第一定位柱和第二定位柱及第一固定机构和第二固定机构，其中第一定位柱和第二定位柱的外侧面为圆柱面，其特征在于，第一固定机构设在第一定位柱上，第二固定机构设在第二定位柱上。因为第一固定机构和第二固定机构分别位于第一定位柱和第二定位柱之上，避免了其固定力对本体造成的弯曲变形，从而有效提高了测量精度，并简化了结构。
文档编号G01B5/08GK201497464SQ200920235718
公开日2010年6月2日 申请日期2009年9月15日 优先权日2009年9月15日
发明者李彬 申请人:东南大学