测量设备的平衡机构及测量设备的制作方法

本技术涉及关节臂式的测量设备的，尤其涉及一种测量设备的平衡机构及测量设备。

背景技术：

1、关节臂式的测量设备作为一种精密测量工具在模具或零件尺寸测量、质量检测、工程数据采集、工件装配等领域中有广泛应用，其通常由用于稳定站立的基座和连接在该基座上的关节臂构成，在关节臂的末端配置测量探头以进行测量。进一步地，关节臂包括通过关节部分连接的臂部分以仿照人的关节提供测量探头的转动自由度，从而在测量作业中，测量人员可将测量探头拉动至与待测物体接触或感应以捕获待测物体的结构特性。

2、在测量作业中，关节臂和测量探头的重心位置会随被测点位置变化而发生变化，一些相关技术中通过在关节臂的关节中内置平衡结构自动平衡重心力矩的变化，但由于内置平衡结构直接作用在关节臂中的臂部分，臂部分长期受力会产生挠度变形，影响测量精度，导致设备无法使用。另外，内置平衡结构由于需提供平衡力，一旦出现损坏需连同整个关节一同替换，增加设备维修难度和成本。

3、因此，如何设计测量设备的平衡机构以能够实现避免臂部分的受力变形且易于替换是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述相关技术的缺点，本技术的目的在于提供一种测量设备的平衡机构及测量设备，用于解决测量设备在测量过程中不易替换且由于臂部分受力变形导致的测量精度降低的技术问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本技术第一方面提供一种测量设备的平衡机构，所述测量设备包括基座、至少一臂构件、以及连接于所述基座和所述臂构件之间的轴组件，所述平衡机构包括：外支撑结构，配置于所述臂构件的周侧以在所述臂构件围绕所述轴组件转动期间支撑所述臂构件；平衡结构，套设于所述轴组件，包括平衡组件、轴套组件、以及与所述基座连接的安装组件；其中，所述轴套组件套设于所述轴组件并固定于所述安装组件上，所述平衡组件套设于所述轴套组件并与所述外支撑结构相连，以使得所述外支撑结构支撑着所述臂构件转动期间带动所述平衡组件围绕所述轴套组件转动以产生扭矩力，使得所述测量设备的重心平衡。

3、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述外支撑结构包括：臂支撑组件，配置于所述臂构件的周围以支撑所述臂构件；连接组件，连接于所述臂支撑组件和所述平衡结构之间，以实现所述平衡结构与所述外支撑结构的固定连接。

4、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述臂支撑组件包括：外套管，非接触的套设于所述臂构件，其近端与所述连接组件相连；臂支撑部，配置于所述外套管的远端，在所述臂构件置于所述外套管中时所述臂支撑部支撑所述臂构件。

5、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述臂支撑部包括结合件和支撑件，所述结合件与所述外套管相适配以连接在所述外套管的远端上，所述支撑件配置于所述结合件的侧壁上以点支撑或线支撑的方式支撑所述臂构件。

6、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述支撑件配置为至少两个。

7、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述支撑件配置为滚轮。

8、在本技术第一方面公开的某些实施例中，两相邻的支撑件呈120°分布。

9、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述连接组件包括相适配的第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分抱紧于所述臂支撑组件的近端。

10、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述平衡结构套设于所述轴组件上时与所述轴组件具有周向上的间隙。

11、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述轴套组件包括一芯轴，所述芯轴配置为呈前后贯通的环状结构以套设于所述轴组件。

12、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述轴套组件还包括与所述安装组件固定连接的芯轴固定环，通过固定件穿过所述芯轴固定环连接于所述芯轴的端面上以固定所述芯轴。

13、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述平衡组件包括：扭簧，套设于所述轴套组件，具有相对而设的固定端和随动端，所述固定端连接于一扭簧固定部上，所述扭簧固定部与所述安装组件固定连接；转动连接部，固定连接于所述扭簧的随动端，其还与所述外支撑结构固定连接以在所述外支撑结构的转动期间调节所述扭簧的扭矩力以使得所述测量设备的重心平衡。

14、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述转动连接部配置为一转动连接环，其套设于所述扭簧并通过一轴承结构与所述轴套组件连接。

15、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述转动连接环与所述扭簧之间还设置一隔离片以防止污染。

16、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述转动连接部上配置一限位件，用于防止所述外支撑结构产生反向转动。

17、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述扭簧固定部还可用于预紧所述扭簧，所述扭簧固定部包括：预紧调节部，与所述安装组件固定连接；固定环，套设于所述扭簧的固定端，通过固定件卡入所述固定环上的安装槽连接在所述固定端上，其还定位于所述预紧调节部内以使得所述固定端被固定，所述预紧调节部还可推动所述固定环以调整所述扭簧的预紧角度。

18、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述预紧调节部包括：预紧调节环，与一挡环配合用于容纳所述固定环，所述预紧调节环内配置一调节槽，所述固定环置于所述预紧调节环内时其上设置的凸块位于所述调节槽内；调节件，经所述预紧调节环周侧上适配的孔进入所述调节槽以接触所述凸块，用于通过转动调整所述扭簧的预紧角度。

19、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述安装组件包括：轴承结构，包括轴承部和配置于所述轴承部上的锁定部，通过所述锁定部与所述基座配合以将所述轴承部锁紧于所述基座上；连接支架，安装于所述轴承部上并与所述平衡结构相连，以使得所述平衡结构能产生相对于所述基座的转动。

20、在本技术第一方面公开的某些实施例中，所述轴承部包括轴承本体和轴承外壳，所述轴承本体的内圈通过锁定部锁定于所述基座上，所述轴承外壳配置在所述轴承本体的外圈并且所述连接支架安装于所述轴承外壳上，以使得所述连接支架可相对于所述基座转动。

21、本技术第二方面提供一种测量设备，包括基座、连接于所述基座的关节臂、设置在所述关节臂远端的测量装置，所述关节臂包括配置在其近端的轴组件以及与所述轴组件相连的一臂构件，所述测量设备还包括如本技术第一方面公开的任一实施例中所述的平衡机构。

22、在本技术第二方面公开的某些实施例中，所述测量设备为三坐标测量臂设备。

23、综上所述，本技术提供的测量设备的平衡机构及测量设备，通过将平衡机构配置为包括外支撑结构和平衡结构，由外支撑结构套设在臂构件的周侧对臂构件进行支撑，平衡结构与外支撑结构相连并连接在测量设备的基座上，从而由外支撑结构承担平衡结构的作用力并进一步的转移到基座上，避免了测量设备的臂构件的挠度变形。另外，平衡结构是通过其轴套组件套于臂构件对应的轴组件，平衡结构的平衡组件套于轴套组件并连接外支撑结构，使得平衡结构便于自测量设备上拆离和替换。