测量外圆曲率半径的直角标尺及测量方法与流程

本发明属于测量技术领域，具体涉及一种测量外圆曲率半径的直角标尺及测量方法。

背景技术：

目前，普通圆类、圆柱类、球类、弧类物品等的曲率半径测量方法包括以下几种：使用游标卡尺、千分尺、刻度尺等常规量具测圆半径仅适用于完整圆类，对不完整圆形产品测量适应性差，量程小且测量过程基于圆截面，无法测量大中型、超大型圆柱类、球类、圆弧类等物体的曲率半径；卷尺虽可测外圆周长进而计算半径，但实际测量、取值误差极大；外圆规适用于固定数值圆弧对比，规格小、成本高、需一一比对，无法满足工程测量的快速、便捷的要求；现有技术中的量具不能满足对形状不同的物品曲率半径的测量。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种外圆曲率半径的直角标尺及测量方法，解决现有技术中存在的对测量不同形状的物品的曲率半径不够便捷、测量精度不够准确、通用性不强的技术缺陷。

本发明测量外圆曲率半径的直角标尺包括直角标尺短边和直角长边，所述直角标尺短边的长度为已知的固定值，所述直角标尺长边上附有刻度，所述直角标尺短边与直角标尺长边2绝对互相垂直，且直角标尺短边与直角标尺长边为一个整体。

本发明测量外圆曲率半径的方法包括以下步骤：

步骤一：将直角标尺长边紧贴在被测物体的圆弧上一点，保证直角标尺长边与被测物体的圆弧上的这个点相切，同时保证直角标尺短边顶点与被测物体的圆弧上的另一点相交；

步骤二：读出直角标尺长边与被测物体的圆弧的切点在直角标尺长边上相对应数值；

步骤三：将数值代入计算公式r＝(L1×L1+L2×L2)÷(2×L1)，通过计算得出被测物体对应切点的外圆曲率半径；

其中，L1为直角标尺短边的已知固定长度值，L2为切点与直角标尺短边的垂直距离；

步骤四：取多个被测物体测量点，重复步骤一至步骤三，获得多组外圆曲率半径后求出多个测量点的曲率半径的平均值，曲率半径的平均值即为被测物体的外圆曲率半径。

本发明的有益技术效果：本发明包括直角标尺短边和直角标尺长边，直角标尺短边与直角标尺长边绝对互相垂直，能够测量在其量程范围内所有圆形、圆柱形、球形及圆角的外圆曲率半径，测量范围大、精度高、适应性强；本发明的测量方法便捷、精确。

附图说明

图1为本发明的测量外圆曲率半径的直角标尺的结构示意图；

图2为本发明的测量外圆曲率半径的直角标尺的另一结构示意图；

其中，1、直角标尺短边，2、直角标尺长边，3、被测物体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

具体实施方式一：

参见附图1，本发明测量外圆曲率半径的直角标尺包括直角标尺短边1和直角标尺长边2，所述直角标尺短边1的长度为已知的固定值，所述直角标尺长边2上附有刻度，所述直角标尺短边1与直角标尺长边2绝对互相垂直，且直角标尺短边1与直角标尺长边2为一个整体。

本发明测量外圆曲率半径的方法包括以下步骤：

步骤一：将直角标尺长边2紧贴在被测物体的圆弧上一点，保证直角标尺长边2与被测物体3的圆弧上的这个点相切，同时保证直角标尺短边1顶点与被测物体3的圆弧上的另一点相交；

步骤二：读出直角标尺长边2与被测物体3的圆弧的切点在直角标尺长边2上相对应数值；

步骤三：将数值代入计算公式r＝(L1×L1+L2×L2)÷(2×L1)，通过计算得出被测物体3对应切点的外圆曲率半径；

其中，L1为直角标尺短边1的已知固定长度值，L2为切点与直角标尺短边1的垂直距离；

步骤四：取多个被测物体3测量点，重复步骤一至步骤三，获得多组外圆曲率半径后求出多个测量点的曲率半径的平均值，曲率半径的平均值即为被测物体3的外圆曲率半径。

具体实施方式二：

参见附图2，本实施例与实施例一的区别在于：本发明测量外圆曲率半径的方法包括以下步骤：

步骤一：将直角标尺长边2紧贴在被测物体3的圆弧上B点，保证直角标尺长边2与B点相切，同时保证直角标尺短边1顶点与被测物体3圆弧上的A点相交；

步骤二：读出B点在直角标尺长边2上的对应的数值L2；

步骤三：将数值代入计算公式r＝(L1×L1+L2×L2)÷(2×L1)，已知直角标尺的短边的长度为L1，通过计算得出被测物体3对应切点的外圆曲率半径；

其中，L1为直角标尺短边1的已知固定长度值，L2为切点与直角标尺短边1的垂直距离；

步骤四：取多个被测物体3测量点，重复步骤一至步骤三，获得多组外圆曲率半径后求出多个测量点的曲率半径的平均值，曲率半径的平均值即为被测物体3的外圆曲率半径。

所述步骤三中的公式通过以下方法得出：

参见附图2，取被测圆弧的圆心为点O，被测物体3的半径为r，直角标尺短边1顶点与被测圆弧相交于点A，直角标尺长边2与被测物体3相切于点B，直角标尺短边1与直角标尺长边2绝对垂直且交于点C，连接AB、OA、OB，取AB中点D，连接OD，因保持直角标尺长边22与被测圆弧相切，故OB、AC均与BC垂直，即AC平行于OB，则OD垂直于AB，且角CBA＝角BOD。令AC＝L1＝a，BC＝L2＝b，角CBA＝角BOD＝α。

推出步骤三的公式的一种方法为：利用三角形CAB与三角形BOD相似的相关性质。由三角形相似定理可得OB/AB＝BD/AC，即推导出因取AC＝L1，BC＝L2，则得出半径计算公式r＝(L1×L1+L2×L2)÷(2×L1)。

推出步骤三中的公式的另一种方法为：利用BC与AB的夹角和OB与OD的夹角相等条件下运用角和边的三角函数相关性质。设BC与AB夹角为α，则得

即得出半径计算公式r＝(L1×L1+L2×L2)÷(2×L1)。

测量时，取AC长度为L1，故只需读出切点B对应刻度尺上数值L2，代入公式r＝(L1×L1+L2×L2)÷(2×L1)，即可测得被测物体3对应的曲率半径。实际测量时，为消除测量误差，对于同一圆(弧)应取多个不同测量点进行测量，并取所求得的平均值。