，满足本装置的施力需求。音圈电机固定在滑台512上，压力驱动机构4可驱动摆杆2绕轴向转动，以通过摆杆2给测针I提供测针I施加在被测件上的压力。
[0045]如图4所示，转轴机构3包括固定座31、轴承32、转轴33和转动块34。固定座31固定在滑块522上。轴承32为滚珠轴承，固定在固定座31上。转轴33穿插固定在轴承32上，优选的，两端通过小球35预紧，2个小球35固定在固定座31上。转动块34固定在转轴33上，转动块34与转轴33 —起转动。
[0046]摆杆2固定在转动块34上，使得摆杆2可摆动。测针2固定在摆杆2的一端，沿垂直与摆杆设置。摆杆2另一端与压力驱动机构4 (音圈电机)连接。压力驱动机构4给摆杆2施加压力。
[0047]控制器6固定在机架8上或固定在外部装置上。第一位移传感器531、第二位移传感器532、压力驱动机构4和拉力驱动机构分别与控制器6电连接，第一位移传感器531和第二位移传感器532实时监测的位移信息传给控制器6，控制器6通过处理，生成调节信息，并将该调节信息输出给压力驱动机构4，控制压力驱动机构4调节测针2施加在被测件上的压力。在生成调节信息的过程中，控制器6可以计算出实时的拉力值F，例如根据位移差信息得出测针2所受的拉力值F，再计算应该施加给测针2的压力值G，以使得拉力值F和压力值G的合力值N为一预设恒定值或符合预定范围，并将压力值G作为调节信息输出给压力驱动机构4。在生成调节信息的过程中，控制器6也可以不计算出实时的拉力值F，而是根据位移差信息的变化控制压力驱动机构4输出的压力变大或变小，例如位移差信息变大，则控制压力驱动机构4输出的压力变小，反之，如果位移差信息变小，则控制压力驱动机构4输出的压力变大。
[0048]如图5所示，测针2在对螺纹轮廓进行扫描的时候，受到拉力F和压力G，即受到斜坡的反作用力N，N等于拉力F和压力G的合力N ‘，对于大坡度的螺纹，在爬坡的过程中，摩擦力为NXf (f为摩擦系数)，斜坡的角度Θ越大，克服摩擦力所需的X轴向的分力越大，就需要更大的拉力F。故扫描大坡度的螺纹，拉力F会增大，当F超过极限值，就无法实现爬坡扫描或导致测针2崩断。斜坡粗糙度的不同也影响拉力F的大小，拉力F会随着不同的坡度和表面粗糙度变化。本实施例通过第一位移传感器531实时测量拉力值F信息，控制器6根据信息计算出拉力值F，再控制压力驱动机构4施加相应大小的压力值G，使得测针2受到的斜坡法相的反作用力N不变，即测针2受到的摩擦力不变，测针2就能顺利爬坡，并且实现大角度坡度的扫描。并且本实用新型使用了快速反应的音圈电机，能够实现微妙级调节，使得合力值N不变，或在很小的范围内波动。
[0049]本实用新型的螺纹轮廓扫描装置在控制器6中预先设置了拉力的安全值，当监测到拉力超过安全值后，马上控制压力驱动机构4停止工作，对装置起保护作用，防止测针2瞬间崩断或损坏装置的其他部件。
[0050]在其他的实施例中，转轴机构也可以采用其他转轴，例如精密微小轴承。
[0051]在其他的实施例中，测力机构还可以采用其他方式检测测针施加在被测件上的力，例如直接采用测力计检测试。
[0052]实施例二:
[0053]如图6所示，本实施例的一种螺纹轮廓扫描装置，在上述实施例一的基础上增加了第三位移传感器7。
[0054]第三位移传感器7为圆弧光栅，其固定在机架8上，与控制器6电连接，用于监测摆杆2相对机架8在Z轴方向的位移，根据位移生成摆杆2相应的Z轴位移信号并传给控制器6，控制器6根据获取的Z轴位移信号及摆杆2的移动速度计算出螺纹坡度的角度大小，再根据计算的角度大小控制拉力驱动机构调节摆杆2的移动速度。对于大坡度的斜坡，放慢扫描速度；对于缓坡的斜坡，加快扫描速度。保证对于大角度的斜坡也能够在坡面上扫描到与缓坡一样多的扫描点，实现大坡度具有一定的扫描精度。
[0055]以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
【主权项】
1.一种螺纹轮廓扫描装置，其特征在于，包括: 测针(I )，用于接触并扫描被测件的螺纹表面； 摆杆(2)，所述测针(I)固定在所述摆杆(2)的一端并与摆杆(2)的轴向垂直； 转轴机构(3 )，所述摆杆(2 )固定在所述转轴机构(3 )上，并可绕转轴机构在与测针(I)平行的方向上摆动； 压力驱动机构(4)，所述压力驱动机构(4)与所述摆杆(2)的另一端联接，并可驱动所述摆杆(2 )绕转轴机构(3 )轴向转动，以通过所述摆杆(2 )给所述测针(I)施加压力在被测件上； 测力机构(5)，所述测力机构(5)与转轴机构(3)固定在一起，用于实时测量用于反映所述测针(I)施加在被测件上的力的物理量； 拉力驱动机构，所述拉力驱动机构与所述测力机构(5)连接，通过所述测力机构(5)给测针(I)施加沿被测件扫描方向的拉力； 以及控制器(6)，所述控制器分别与所述测力机构(5)、压力驱动机构(4)和拉力驱动机构电连接，用于实时获取测力机构(5)的测量结果，并根据测量结果控制所述驱动机构(4)调节测针(I)施加在被测件上的压力。
2.如权利要求1所述的螺纹轮廓扫描装置，其特征在于，所述测力机构(5)用于实时测量用于反映所述测针(I)施加在被测件上的沿扫描方向的拉力值(F)的物理量。
3.如权利要求2所述的螺纹轮廓扫描装置，其特征在于，所述控制器根据测力机构(5)的测量结果，控制所述驱动机构(4)调节测针(I)施加在被测件上的压力值(G)，以使拉力值(F)和压力值(G)的合力值(N ‘)在预设范围内。
4.如权利要求1所述的螺纹轮廓扫描装置，其特征在于，所述转轴机构(3)包括固定座(31)、轴承(32 )、转轴(33 )和转动块(34 )，所述固定座(31)固定在所述测力机构(5 )上，所述轴承(32)固定在所述固定座(31)上，所述转轴(33)穿插在所述轴承(32)上，所述转动块(34 )固定在所述转轴(33 )上，所述摆杆(2 )固定在所述转动块(34 )上。
5.如权利要求4所述的螺纹轮廓扫描装置，其特征在于，所述转轴机构(3)还包括2个顶球(35 )，所述顶球(35 )固定在所述固定座(31)上，且2个顶球(35 )分别顶压在所述转轴(33)的两端。
6.如权利要求4所述的螺纹轮廓扫描装置，其特征在于，所述轴承(32)为密珠轴承，所述密珠轴承包括滚珠滑套与套筒。
7.如权利要求1所述的螺纹轮廓扫描装置，其特征在于，所述驱动机构(4)为音圈电机。
8.如权利要求1-7中任一项所述的螺纹轮廓扫描装置，其特征在于，所述测力机构(5)包括第一滑动组件(51 )、第二滑动组件(52)和位移传感器(53)，第二滑动组件(52)与转轴机构(3)固定连接，第一滑动组件(51)和第二滑动组件(52)之间通过弹性件固定在一起，且第一滑动组件(51)和第二滑动组件(52)构成滑动副，所述位移传感器(53)沿第一滑动组件(51)和第二滑动组件(52)的滑动路径设置，用于检测第一滑动组件(51)和第二滑动组件(52)之间的相对位移；所述第一滑动组件(51)与拉力驱动机构连接。
9.如权利要求8所述的螺纹轮廓扫描装置，其特征在于，所述第一滑动组件(51)包括第一导轨(511)和滑台(512)，所述滑台(512)可滑动地安装在所述第一导轨(511)上；所述第二滑动组件(52)包括第二导轨(521)、滑块(522)和弹簧(523)，所述第二导轨(521)和弹簧(523)固定在所述滑台(512)上，所述第二导轨(521)和弹簧(523)与所述第一滑动组件(51)平行设置，所述滑块(522)可滑动地安装在所述第二导轨(521)上，第二导轨(521)固定在滑台(512)，所述滑块(522)至少一端通过弹簧(523)与所述滑台(512)弹性连接；所述滑台(512)与所述拉力驱动机构连接，所述拉力驱动机构驱动所述滑台(512)在第一导轨(511)上滑动。
10.如权利要求9所述的螺纹轮廓扫描装置，其特征在于，所述滑块(522)两端分别通过所述弹簧(523)与所述滑台(512)弹性连接。
11.如权利要求8所述的螺纹轮廓扫描装置，其特征在于，所述位移传感器(53)包括第一位移传感器(531)和第二位移传感器(532 )，第一位移传感(531)器沿第一滑动组件(51)的滑动路径设置，用于检测第一滑动组件(51)的位移，第二位移传感器(532)沿第二滑动组件(52)的滑动路径设置，用于检测第二滑动组件(52)的位移。
12.如权利要求9所述的螺纹轮廓扫描装置，其特征在于，所述第一导轨(511)为气浮导轨和第二导轨(521)为交叉滚柱导轨或滚珠导轨。
13.如权利要求9所述的螺纹轮廓扫描装置，其特征在于，还包括第三位移传感器(7)，所述第三位移传感器(7)固定在所述的滑块(522)上，并与所述控制器(6)电连接，用于监测所述摆杆(2)在与测针(I)平行的方向上的位移，生成相应的Z轴位移信号并传给所述控制器(6)，所述控制器(6)根据获取的Z轴位移信号控制所述拉力驱动机构调节所述摆杆(2)的轴向移转动。
14.如权利要求13所述的螺纹轮廓扫描装置，其特征在于，所述第一位移传感器(531)和第二位移传感器(532)为直线光栅，所述第三位移传感器(7)为圆弧光栅。
【专利摘要】本实用新型提供一种螺纹轮廓扫描装置，包括：测针；摆杆，测针固定在摆杆的一端并与摆杆的轴向垂直；转轴机构，摆杆固定在转轴机构上；压力驱动机构，压力驱动机构与摆杆的另一端联接；测力机构，测力机构与转轴机构固定在一起；拉力驱动机构；以及控制器。由于测力机构实时对测针所受的拉力进行测量，并把测量的拉力值信息传给控制器，控制器根据获取的拉力值计算出需要施加给测针的压力值，通过控制压力驱动机构实现压力值的实时调节。使得测针所受拉力和压力的合力值一直保持在预设的范围内，测针扫描大角度坡度被测件受力和扫描缓坡被测件受力一样，测针就能够完成大角度的爬坡，实现大角度或者偏T坡度螺纹轮廓的扫描。
【IPC分类】G01B11-24
【公开号】CN204479036
【申请号】CN201520148205
【发明人】马俊杰, 张和君, 朱建雄, 邹功文
【申请人】深圳市中图仪器科技有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月16日