外圆直径测量仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械测量技术领域，尤其涉及一种外圆直径测量仪。
【背景技术】
[0002]在器件的使用中，对于球形或具有部分弧形的工件，通常需要测量工件的直径，才能进行后续使用。
[0003]目前，测量球形或具有部分弧形工件的直径通常采用直接测量外圆半径的方法，采用游标卡尺或螺旋测微仪作为测量工具，将测量工具卡在需要测量的外圆直径处，直接读出外圆直径。
[0004]但是，使用这种方法进行测量，需要将测量工具卡在直径处，无法实现非完整球形或圆形直径的测量。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供一种外圆直径测量仪，用于解决现有的外圆直径测量方法无法实现非完整球形或圆形直径的测量的问题。
[0006]本实用新型提供一种外圆直径测量仪，包括:卡脚座、测距尺、第一卡脚、第二卡脚、线位移传感器、角位移传感器、控制器；
[0007]其中，所述卡脚座为中空结构，所述卡脚座上表面开设有第一孔，卡脚座下表面开设有第二孔，所述第一孔和所述第二孔同轴设置；
[0008]所述测距尺穿过所述第一孔和第二孔抵顶于待测工件；
[0009]所述第一卡脚和第二卡脚分别铰接于所述卡脚座下表面、所述第二孔的两侧；
[0010]所述线位移传感器设置于所述卡脚座内且与所述测距尺电连接，用于与所述测距尺配合，测量从卡脚座下表面至待测工件表面的距离；
[0011]所述角位移传感器设置于所述卡脚座内且与所述第一卡脚和/或第二卡脚电连接，用于测量所述第一卡脚或第二卡脚的张开角度；
[0012]控制器，与所述线位移传感器和所述角位移传感器电连接，用于根据所述线位移传感器测得的位移信号和所述角位移传感器测得的角度信号，获得所述待测工件的直径。
[0013]进一步地，所述测距尺包括本体和设置在所述本体一端的卡止部，所述卡止部的尺寸大于所述第一孔的孔径。
[0014]进一步地，所述测距尺本体的横截面为方形；
[0015]所述第一孔和所述第二孔为方孔。
[0016]进一步地，所述第一卡脚和第二卡脚分别通过圆销与所述卡脚座相连接。
[0017]进一步地，所述线位移传感器为容栅位移传感器。
[0018]进一步地，所述测距尺上设置有多个动栅极板。
[0019]进一步地，所述角位移传感器为容栅位移传感器。
[0020]进一步地，还包括显示器，
[0021]所述显示器设置于所述卡脚座侧壁上，与所述控制器电连接，用于显示所述待测工件的直径。
[0022]本实用新型提供的外圆直径测量仪，通过测距尺和线位移传感器获取卡脚座下表面至待测工件表面的距离，角位移传感器获取当第一卡脚和第二卡脚卡在待测工件表面时的角度信号，控制器根据所述线位移传感器测得的位移信号和所述角位移传感器测得的角度信号，获得所述待测工件的直径；可以根据待测工件部分圆弧的测量来获得待测工件的外圆直径，实现非完整球形或圆形工件直径的测量。并且，本实用新型提供的外圆直径测量仪体积较小，方便实用，操作简单，避免了测量工具的外形尺寸通常要大于被测工件外圆直径，所造成的测量更加困难，且容易产生较大的测量误差的技术问题，大大提高测量精度和效率。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型外圆直径测量仪的主视结构示意图；
[0024]图2为本实用新型外圆直径测量仪的侧视结构示意图；
[0025]图3为本实用新型外圆直径测量仪的俯视结构示意图；
[0026]图4为本实用新型外圆直径测量仪的数据模型示意图；
[0027]图5为本实用新型外圆直径测量仪卡止部的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细描述。图1为本实用新型外圆直径测量仪的主视结构示意图，图2为本实用新型外圆直径测量仪的侧视结构示意图，图3为本实用新型外圆直径测量仪的俯视结构示意图，请参阅图1、图2、图3，本实施例提供一种外圆直径测量仪，包括:卡脚座3、测距尺4、第一卡脚1、第二卡脚2、线位移传感器5、角位移传感器7、控制器；
[0029]其中，所述卡脚座3为中空结构，所述卡脚座3上表面开设有第一孔，卡脚座3下表面开设有第二孔，所述第一孔和所述第二孔同轴设置；所述测距尺4穿过所述第一孔和第二孔抵顶于待测工件8 ;所述第一卡脚I和第二卡脚2分别铰接于所述卡脚座3下表面、所述第二孔的两侧；所述线位移传感器5设置于所述卡脚座3内且与所述测距尺4电连接，用于与所述测距尺4配合，测量从卡脚座3下表面至待测工件8表面的距离；所述角位移传感器7设置于所述卡脚座3内且与所述第一卡脚I和/或第二卡脚2电连接，用于测量所述第一卡脚I或第二卡脚2的张开角度；控制器，与所述线位移传感器5和所述角位移传感器7电连接，用于根据所述线位移传感器5测得的位移信号和所述角位移传感器7测得的角度信号，获得所述待测工件8的直径。
[0030]具体地，所述角位移传感器可以与第一卡脚I或第二卡脚2电连接，相应的，设置于卡脚座3内靠近第—^脚I或第二卡脚2的一侧。也可以与第—^脚I和第二卡脚2相连接，测出的角度除以2即为所需要的待测工件8的角度信号α。
[0031]控制器将所述位移信号和角度信号进行处理，以获得所述待测工件8的直径，具体处理过程包括:
[0032]图4为本实用新型外圆直径测量仪的数据模型示意图，请参阅图4所述，图中，R为待测工件8的半径，L是两条相交的待测工件8外圆切线的交点到待测工件8的距离，α是上述两条相交切线的平分角。第一卡脚I与卡脚座3相交于点Α，第二卡脚2与卡脚座3相交于点B，AB之间距离为a ;
[0033]由正玄定理可以得出，R= (R+L) Xsina ；
[0034]推出，R= L*sin a/(1-sin a );
[0035]又根据ΛI = a/2 X ctg a ；
[0036]L =Λ L+Λ I =Λ L+a/2X ctg a ；
[0037]因此，R= L*sin a / (1-sin a ) = ( Δ L+a/2 X ctg a ) *sin a / (1-sin a )；
[0038]D = 2R = 2* ( Λ L+a/2 X ctg a ) *sin a / (1-sin a )。
[0039]其中，a/2为第--^脚和第二卡脚与卡脚座3交点距离的一半，Δ L为线位移传感器5测量的从卡脚座3下表面至待测工件8表面的距离；α是角位移传感器测得的待测工件8的角度信号，第一卡脚和第二卡脚与卡脚座交点之间的距离可以预先根据结构获知，因此待测工件的直径也可以获知。
[0040]需要说明的是，控制器根据上述算法获得待测工件8的直径后，可以将获得