一种用于检测精密工件的高度仪的制作方法

文档序号:15678468发布日期:2018-10-16 20:18阅读:346来源:国知局

本实用新型涉及测量工具领域,特别是涉及一种用于检测精密工件的高度仪。



背景技术:

高度仪是一种在精密制造行业中被广泛应用的量具。高度仪能测量出某一点距离基准面的高度,使用高度仪测量高度时,先让高度仪的测量头与待测物品接触,然后读出高度数据。

常用的高度仪的上下平移运动是通过齿条和齿轮的啮合进行的,具体来说,高度仪包括导柱、数显器、测量头、齿条和手轮;齿条设在导柱上,数显器套设在导柱上,数显器内部枢接有齿轮,且齿轮与外部的手轮连接,齿轮与齿条相互啮合,测量头设在数显器外部;操作人员通过旋转高度仪外置的手轮使齿轮旋转,齿轮与齿条啮合,使高度仪的数显器沿着导柱升降并连动高度仪的测量头靠近待测物品。

由于齿条和齿轮的配合不一定十分紧密,容易导致高度仪的数显器倾斜,进而使测量头倾斜,使得测量结果不准确;此外,由于齿条和齿轮之间存在间隙,容易使数显器振动,进而导致测量头振动,同样会使得测量结果不准确。

目前有许多通过精密机床或线切割机加工完成的精密工件,例如精密五金模具、压铸模具和精密机械设备零件等,这些工件对测量工具的精度要求较高,常用的高度仪的精度不一定满足需求。

综上所述,通过齿条和齿轮的啮合实现上下平移运动的高度仪的测量结果不一定准确,不一定适用于测量精密工件。



技术实现要素:

为解决上述的问题,本实用新型提供了一种用于检测精密工件的高度仪,其测量头不易倾斜,使测量结果更准确,更适合用于测量精密工件。

本实用新型所采取的技术方案是:一种用于检测精密工件的高度仪,包括测量头、位移传感器、平移台组件和导轨组件;所述平移台组件包括平移台、手轮和竖直设置的丝杆;所述手轮设在所述丝杆的一端;所述丝杆连动所述平移台升降,所述平移台连动所述测量头升降,所述导轨组件为所述平移台导向;所述位移传感器与所述平移台相接。操作人员可以通过旋转所述手轮使所述丝杆旋转,并使所述平移台升降,进而使所述测量头升降;所述位移传感器检测所述平移台升降的位移量;通过所述丝杆连动所述平移台升降,使得所述平移台不易倾斜或振动,因此所述测量头也不易倾斜或振动,提高了测量的准确度。

上述技术方案中,所述手轮包括轮体和手柄;所述轮体与所述丝杆固定连接,所述手柄枢接在所述轮体上;所述手柄绕所述轮体的轴旋转的半径比所述丝杆的半径大,以降低所述丝杆的旋转速度,进一步提高测量的准确度。

上述技术方案中,该种用于检测精密工件的高度仪还包括调平组件,所述调平组件设在所述平移台组件旁;所述调平组件包括两个调平臂;两个所述调平臂上下张开。测量圆柱形物品的外径时,将该圆柱形物品分别与两个所述调平臂相互抵靠,可以使该圆柱形物品的轴与水平面相互平行。

上述技术方案中,所述调平组件有一个以上,所述调平组件分列在所述平移台组件两侧。

上述技术方案中,该种用于检测精密工件的高度仪还包括数显器;所述数显器设在所述平移台上,所述数显器与所述位移传感器信号连接。

上述技术方案中,所述数显器向外延伸出夹持架;所述夹持架夹持住所述测量头,以使测量头能沿水平方向移动。

上述技术方案中,所述测量头与待检测物接触的一端呈圆柱形。

上述技术方案中,所述位移传感器为光栅尺,以提高该种用于检测精密工件的高度仪的精度。

上述技术方案中,所述位移传感器的读数头与所述平移台固定连接。

上述技术方案中,所述位移传感器的量程比所述平移台组件的行程长,以保护所述位移传感器。

本实用新型的有益效果是:

1、本实用新型提供的一种用于检测精密工件的高度仪,通过丝杆连动平移台升降,平移台不易倾斜或振动,使得测量头也不易倾斜或振动;对比齿条和齿轮的啮合实现上下平移运动的高度仪,本实用新型提供的一种用于检测精密工件的高度仪的测量结果更准确,更适合用于测量精密工件,也更适合精密制造行业应用;

2、本实用新型提供的一种用于检测精密工件的高度仪通过导轨组件为平移台导向,使平移台的运动更平顺,进一步提高了该种用于检测精密工件的高度仪的测量结果的准确度;

3、本实用新型提供的一种用于检测精密工件的高度仪,手轮的手柄绕轮体的轴旋转的半径比丝杆的半径大,使得操作人员旋转手轮时,丝杆的转动速度不至于过快,通过降低丝杆的旋转速度,进而降低平移台的升降速度,进一步提高测量的准确度;

4、本实用新型提供的一种用于检测精密工件的高度仪,通过调平组件,使得待测的圆柱形物品的轴与水平面相互平行,提高了测量圆柱形物品外径结果的准确度;

5、本实用新型提供的一种用于检测精密工件的高度仪,测量头与待检测物接触的一端呈圆柱形,以便在测量孔径时,使得测量头能与待测孔紧密配合,提高了测量孔径的结果的准确度。

附图说明

图1是本实用新型的一种用于检测精密工件的高度仪的立体视图;

图2是本实用新型的一种用于检测精密工件的高度仪的分解视图;

图3是本实用新型的一种用于检测精密工件的高度仪的调平组件在进行调平操作时的示意图;

附图标记为:

1、平移台组件;11、丝杆;12、平移台;13、手轮;131、轮体;132、手柄;14、框架;141、上框体;142、下框体;15、丝杆螺母;

2、位移传感器;21、读数头;22、标尺光栅;23、尺身;

3、导轨组件;31、导轨;32、滑块;

4、数显器;41、机身;42、液晶屏;43、按键;44、夹持架;441、夹持环;442、延伸臂;443、螺栓;

5、测量头;51、测量端;52、安装端;

6、调平组件;61、支架;62、调平臂;

7、底座;

8、圆柱形待测物。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1和图2所示,一种用于检测精密工件的高度仪,包括平移台组件1、位移传感器2、导轨组件3、数显器4、测量头5、调平组件6和底座7。

底座7为一块平整的金属板,平移台组件1设在底座7上。

平移台组件1包括丝杆11、平移台12、手轮13、框架14和丝杆螺母15。框架14为金属框架,框架14竖直设置,其上下两端向水平方向延伸,分别在框架14的上下两端形成上框体141和下框体142;框架14的下框体142固定在底座7的中部。丝杆11也竖直设置,其上下两端分别枢接在上框体141和下框体142上,而且丝杆11的上端穿过上框体141,即丝杆11的上端从框架14的上框体141上穿出框架14外。手轮13设在丝杆11上端;手轮13包括轮体131和手柄132;轮体131与丝杆11的上端固定连接,轮体131与丝杆11共轴;手柄132枢接在轮体131上端面的边缘,即手柄132的位置远离轮体131的轴,使得手柄132绕轮体131的轴旋转的半径比丝杆11的半径大。丝杆螺母15呈筒形,丝杆螺母15套设在丝杆11上,在丝杆螺母15和丝杆11之间排列有滚珠,使得丝杆螺母15、丝杆11和1滚珠组合成一个滚珠丝杆组件,操作人员通过手柄132旋转手轮13即可使丝杆11旋转,进而使丝杆螺母15沿丝杆11的方向升降。

导轨组件3包括导轨31和滑块32;滑块32套合在导轨31上,滑块32和导轨31之间排列有滚珠,使滑块32能沿导轨31平顺地滑动。本实施例中,导轨组件3有两个,两个导轨组件3分列丝杆11两侧,具体来说,两个导轨组件3的两条导轨31均竖直设置,且其中一条导轨31位于丝杆11左侧,另一条导轨31位于丝杆11右侧,且两条导轨31均固定在框架14上。装配完成后,两条导轨31均与丝杆11平行,因此两条导轨31也相互平行;每条导轨31上均套合一个滑块32。

丝杆11和丝杆螺母15配合,连动平移台12升降,同时,导轨组件3为平移台12导向。具体来说,平移台12包括安装台122和卡合部121;安装台122为平整的金属平台,卡合部121为半环形的金属环扣,卡合部121设在安装台122的一面,安装台122和卡合部121可以一体成型,也可以焊接在一起,还可以用螺丝固定在一起;平移台12的卡合部121套合在丝杆螺母15上,两个导轨组件3的两个滑块32分别与安装台122设置卡合部121的一面固定,装配完成后,两个滑块32分列卡合部121的左右两侧。操作人员旋转手轮13使丝杆11旋转,并使丝杆螺母15升降,进而使丝杆11能通过丝杆螺母15与卡合部121配合连动平移台12升降,在此过程中,导轨组件3为平移台12的运动导向,使平移台12的运动更平顺。

位移传感器2为光栅尺,其包括读数头21、标尺光栅22和尺身23;尺身23与框架14固定,且尺身23与丝杆11平行,尺身23位于丝杆11和其中一个导轨组件3之间;标尺光栅22设在尺身23上,读数头21与尺身23滑动连接;读数头21在尺身23上滑动时,与标尺光栅22配合,获取位移数据,并通过信号线缆输出。位移传感器2与平移台12相接,具体来说,位移传感器2的读数头21与平移台12的安装台122设置有卡合部121的一面固定连接,平移台12升降时,平移台12连动读数头21沿位移传感器2的方向滑动,此时读数头21可以获取到位移数据。

位移传感器2的量程比平移台组件1的行程长;位移传感器2在平移台组件1的行程上下两端均留有一定的富余量程,具体来说,平移台组件1达到上极限行程时,位移传感器2未达到上极限量程,平移台组件1达到下极限行程时,位移传感器2未达到下极限量程;避免了操作人员在达到位移传感器2的极限量程后强行升降平移台12造成位移传感器2损坏。

数显器4包括机身41、液晶屏42、按键43、夹持架44和主控;机身41作为数显器4的外壳,主控设在机身41内部;机身41外部设有液晶屏42和按键43,液晶屏42和按键43均与主控信号连接,液晶屏42和按键43组成数显器4的面板;按键43包括一个调零按钮,按下调零按钮后,高度数据归零并重新读取位移传感器2的位移数据作为高度数据。位移传感器2通过信号线缆与数显器4的主控信号连接,主控将读数头21的位移数据转化为高度数据,使数显器4能通过液晶屏42显示高度数据,供操作人员读取并作进一步操作。数显器4设在平移台12上,即数显器4的机身的背面与平移台12固定连接。

数显器4的机身41侧面向外延伸出夹持架44;具体来说,夹持架44包括夹持环441、延伸臂442和螺栓443;延伸臂442为金属条,延伸臂442一端可以固定在1数显器4的机身41上,也可以嵌设在机身41中,使得延伸臂442能与数显器4固定在一起,二者不会发生相对位移;延伸臂442另一端设置夹持环441,夹持环411为方形的金属环,延伸臂442与夹持环441一体成型,夹持环441的内环面形成一夹持空间,以夹持测量头5;延伸臂442设在夹持环441的一端设有螺纹孔,该螺纹孔也贯穿夹持环441与延伸臂442结合的一面;螺栓443的尾部平整,螺纹孔与螺栓443螺纹配合,螺栓443的尾部到达夹持空间内。

测量头5的材料是金属;测量头5包括测量端51和安装端52;测量端51和安装端52一体成型,测量端51呈圆柱形,安装端52为长方体,安装端52的顶端与测量端51的末端相接。测量头5的安装端52进入夹持环441的夹持空间内,向夹持空间的方向锁紧螺栓433,使螺栓443的尾部顶在测量头5的安装端52上,此时,夹持架44夹持住测量头5,松开螺栓433可以使测量头5沿水平方向移动,以调整测量头5探出的长度,从而匹配不同的待测物品。测量头5的测量端51呈圆柱形,在测量孔径时,测量端51能与待测孔紧密配合,即测量端51与待测孔的贴合面为弧形。

测量头5通过夹持架44固定在数显器4上,数显器4设在平移台12上,平移台12升降连动数显器4升降,使得平移台12升降也能连动测量头5升降。

调平组件6包括支架61和两个调平臂62;两个调平臂62一体成型,成型后的两个调平臂62设在支架61上;两个调平臂62上下张开,两个调平臂62与水平面的夹角相等。本实施例中,调平组件6有两个,两个调平组件6分列在平移台组件1两侧,两个调平组件6均通过支架61固定在底座7上;调平臂62的张开形成的开口方向与测量头5的测量端51的指向一致。如图3所示,在测量圆柱形待测物8时,将圆柱形待测物8平放并分别与所有的调平臂62相互抵靠,可以使圆柱形待测物8的轴与水平面相互平行,从而提高测量的准确度。

操作人员通过手柄132旋转手轮13即可使丝杆11旋转,并使丝杆螺母15沿丝杆11的方向升降,进而使丝杆11能通过丝杆螺母15与卡合部121配合连动平移台12升降,平移台12升降连动数显器4升降,测量头5也随之升降,即平移台12通过数显器4连动测量头5升降,在此过程中,位移传感器2的读数头21也在随平移台12升降,平移台12、位移传感器2的读数头21、数显器4和测量头5四者的位移量相等。

通过丝杆11连动平移台12升降,平移台12不易倾斜或振动,使得测量头5也不易倾斜或振动;使得该种用于检测精密工件的高度仪的测量结果更准确;手轮13的手柄131绕轮体132的轴旋转的半径比丝杆11的半径大,使得操作人员旋转手轮13时,丝杆11的转动速度不至于过快,通过降低丝杆11的旋转速度,进而降低平移台12的升降速度,提高了测量的准确度;导轨组件3为平移台12的运动导向,使平移台12的运动更平顺,进而使测量头5的运动更平顺。

该种用于检测精密工件的高度仪在使用前需要进行调零操作,具体来说,操作人员先旋转手轮13,使数显器4和测量头5下降到丝杆11的行程最低点,然后按下数显器4的调零按钮,此时,数显器4的主控将高度数据归零,随后若再旋转手轮13使数显器4和测量头5升降,位移传感器2的读数头21也升降,位移传感器2通过信号线缆将读数头21传输给数显器4的主控,主控将该位移量转化为高度数据。

举例说明该种用于检测精密工件的高度仪的测量高度的工作原理,调零操作完成后,数显器4的液晶屏42显示的高度数据为0mm,此时若操作人员旋转手轮13使数显器4和测量头5上升20mm,则位移传感器2的读数头21也上升20mm,位移传感器2将读数头21上升20mm的数据传输到数显器4的主控,主控将该位移量转化为高度数据,此时数显器4的液晶屏42显示的高度数据为20mm,在上述情况下继续操作,例如旋转手轮13使数显器4和测量头5下降10mm,则位移传感器2的读数头21也下降10mm,位移传感器2将读数头21下降10mm的数据传输到数显器4的主控,主控将该位移量转化为高度数据,此时数显器4的液晶屏42显示的高度数据为10mm。

以上的实施例只是在于说明而不是限制本实用新型,故凡依本实用新型专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰,均包括于本实用新型专利申请范围内。

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