一种柔性测量立柱组件的制作方法

本实用新型涉及一种测量工具，尤其涉及一种用于汽车零部件测量的测量工具。

背景技术：

随着整车市场的不断发展，车型更新换代越来越快、质量要求越来越高。每个车型都有众多零件需要通过常规测量进行质量监控。按照以往专用检具的设计思路，每个零件都有对应的检具，因此，零件检具作为测量过程中的重要辅助设备数量也急剧增加，如何存放这些检具设备给测量场地带来的很大的负担。

基于此，期望获得一种测量工具辅助设备，其可以极好地解决现有技术中不同车型的零件需要准备不同测量工具辅助设备进行测量的问题，此外，该测量工具辅助设备通用性强，适用范围广，并且大幅度减少了专用测量工具辅助设备所带来的存放场地所占用空间，极大改善了测量场地的空间利用率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种柔性测量立柱组件，该柔性测量立柱组件可以在各个方位上通过相应的调节机构进行位置调整，从而使得该柔性测量立柱组件适用于各种不同车型零件的测量，极大提高了适用范围。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种柔性测量立柱组件，其包括：

基板；

至少一个测量立柱模块，其竖立地安装在所述基板上，所述测量立柱模块均包括：

支撑部件，其设于所述测量立柱模块的顶端，用以支撑待测量部件；

Z向调节机构，其被设置为能够调节支撑部件在竖直方向上的高度位置；

X向调节机构，其被设置为能够调节支撑部件在水平方向上的长度位置；

Y向调节机构，其被设置为能够调节支撑部件在水平方向上的宽度位置；

控制器，其与Z向调节机构、X向调节机构和Y向调节机构分别连接，以控制其分别调节支撑部件的高度位置、长度位置和宽度位置。

需要说明的是，本实用新型所述的“柔性测量”是指测量立柱组件在高度方向、长度方向和宽度方向上的位置都是可调的。

本实用新型所述的柔性测量立柱组件在测量时，测量立柱模块竖立于基板上，待测量部件(例如汽车零部件)被置于支撑部件上，控制器根据待测量部件的空间位置情况，控制Z向调节机构、X向调节机构和Y向调节机构调节支撑部件的高度位置、长度位置和宽度位置，进而完成测量。

进一步地，在本实用新型所述的柔性测量立柱组件中，所述基板上均布地设有若干基板定位孔；所述测量立柱模块还包括立柱底座，所述立柱底座上开设有底座定位孔，所述测量立柱模块通过立柱底座上底座定位孔与基板上相应基板定位孔的连接而竖立地安装在基板上。

在本技术方案中，关于底座定位孔与基板定位孔之间的连接方式，本领域内的技术人员可以根据具体实施方式进行选择，例如：可以通过设置定位销插设于底座定位孔与基板定位孔之间实现连接，也可以通过设置分别与底座定位孔与基板定位孔连接的定位螺栓，来实现二者之间的连接。

进一步地，在本实用新型所述的柔性测量立柱组件中，所述立柱底座上具有至少两组底座定位孔，每一组底座定位孔至少包括四个四角排布的底座定位孔；其中该两组底座定位孔的中心距b、所述四个四角排布的底座定位孔中相邻的两个底座定位孔的孔距a以及基板定位孔的孔距c相互之间满足关系：b＝1.5c并且或者a＝0.5c。

在上述实施方式中，设置该两组底座定位孔的中心距b、四个四角排布的底座定位孔中相邻的两个底座定位孔的孔距a以及基板定位孔的孔距c相互之间满足关系是为了对测量立柱模块的底座相较于基板的位置移动距离进行量化，从而更好地调节测量立柱模块的底座相较于基板的位置移动。此外，这种设置方式也使得基板定位孔具有较为适宜的排布密度，从而使得柔性测量立柱组件在基板上具有较为适宜的移动单位。

进一步地，在本实用新型所述的柔性测量立柱组件中，所述支撑部件包括用以吸附并固定待测量部件的磁性球头。

在上述实施方式中，磁性球头用于固定待测量部件。

当然，在一些其他的实施方式中，支撑部件还可以包括用以固定待测量部件的夹钳。

进一步地，在本实用新型所述的柔性测量立柱组件中，其还包括立柱体，其上具有若干个立柱孔，所述立柱体设于立柱底座上方，并与所述立柱底座连接，所述Z向调节机构、X向调节机构和Y向调节机构设于立柱体上方。

在上述实施方式中，立柱体上设有若干个立柱孔有助于进一步减轻立柱体的重量。

进一步地，在本实用新型所述的柔性测量立柱组件中，所述Z向调节机构包括：

直线轴承，所述直线轴承的轴线方向与测量立柱模块的高度方向一致；

轴杆，其设于所述直线轴承内，所述支撑部件设于所述轴杆的顶端；

轴杆驱动组件，其与所述轴杆连接，以驱动所述轴杆在直线轴承内沿着直线轴承的轴向移动。

进一步地，在本实用新型所述的柔性测量立柱组件中，所述轴杆驱动组件包括：

第一步进电机，其与所述控制器连接；

第一丝杆，其设于所述直线轴承内，所述第一丝杆与第一步进电机连接；

第一消回差螺母，其与所述第一丝杆螺纹连接，并与所述轴杆连接。

在上述实施方式中，通过调整第一步进机的脉冲数量可以更好实现精确控制轴杆驱动组件的运动。而第一消回差螺母则将第一丝杆的旋转运动转变成轴杆的直线运动，进而带动轴杆在直线轴承中上下直线运动。此外，第一消回差螺母的弹簧涨紧机构还能够消除第一消回差螺母与第一丝杆之间的间隙，从而在解决了旋转运动与直线运动之间的运动关系转换的问题的同时，还解决了普通的螺母与第一丝杆配合间隙会带来系统误差的问题，进而提高了整个轴杆驱动组件的运动精度。

进一步地，在本实用新型所述的柔性测量立柱组件中，所述Z向调节机构还包括：

限位块，其安装于所述直线轴承的顶壁上，相应地所述轴杆的外壁上开设有凹槽，所述限位块容置于所述凹槽内，当轴杆在直线轴承内向上或向下移动至限位块抵靠在凹槽的端面位置时，所述轴杆被限位而无法移动；

第一行程开关，其设于直线轴承的下部，所述第一行程开关与控制器连接，并在被向下移动的轴杆触发时，向控制器发送信号，以阻止轴杆进一步向下移动。

进一步地，在本实用新型所述的柔性测量立柱组件中，所述X向调节机构和Y向调节机构均分别包括：

相互可滑动连接的第一滑块和第二滑块；

驱动第一滑块和第二滑块在水平方向上相对滑动的滑块驱动组件，其包括：第二步进电机，其与所述控制器连接；第二丝杆，其设于所述第一滑块上，所述第二丝杆与第二步进电机连接；第二消回差螺母，其与所述第二丝杆螺纹连接，并与所述第二滑块连接。

在上述实施方式中，通过调整第二步进机的脉冲数量可以更好实现精确控制滑块驱动组件的运动。第二消回差螺母可以将第二丝杆的旋转运动转变成滑块的直线运动。此外，第二消回差螺母的弹簧涨紧机构能够消除第二消回差螺母与第二丝杆之间的间隙，其在解决了旋转运动与直线运动之间的运动关系转换的问题的同时，还解决了普通的螺母与第二丝杆配合间隙会带来系统误差的问题，进而提高了整个滑块驱动组件的运动精度。

进一步地，在本实用新型所述的柔性测量立柱组件中，所述X向调节机构和Y向调节机构均还分别包括：

分别安装在第一滑块上的限位销座和第二滑块上的限位销，其中限位销座上设有限位孔，所述限位销设在限位孔内并能够随第二滑块的滑动在限位孔范围内移动，所述限位销座的两个侧壁上分别设有螺栓孔，所述各螺栓孔分别连接有螺栓螺母组件，当第二滑块移动到位，螺栓螺母组件向限位销的方向移动并锁紧限位销的两侧；

第二行程开关，其靠近第二步进电机设置，所述第二行程开关与控制器连接，当第一滑块或第二滑块滑动至靠近第二步进电机的位置时，第二行程开关被触发，向控制器发送信号，以阻止第一滑块或第二滑块进一步朝着第二步进电机滑动。

本实用新型所述的柔性测量立柱组件相较于现有技术具有如下有益效果：本实用新型所述的柔性测量立柱组件在长度、宽度和高度各个方位上均可以通过相应的调节机构进行位置调整，从而使得该柔性测量立柱组件可以适用于各种不同车型的不同零件，进而极大地提高了适用范围。

附图说明

图1为本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的立体结构示意图。

图2显示了本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的立柱底座安装于基板上的状态。

图3显示了本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的立柱底座与基板在某一安装位置下的安装状态。

图4显示了本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的测量立柱模块的立体结构。

图5显示了本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的控制器的结构。

图6显示了本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的Z向调节机构的结构。

图7以剖视图的形式显示了本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的Z向调节机构的结构。

图8显示了本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的X向调节机构或Y向调节机构的结构。

图9部分显示了本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的X向调节机构或Y向调节机构的内部结构。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型所述的柔性测量立柱组件做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本实用新型的技术方案构成不当限定。

图1为本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的立体结构示意图。

如图1所示，本实施方式中的柔性测量立柱组件1包括基板2以及若干个竖立地安装在基板2上的测量立柱模块3。需要说明的是，图1中测量立柱模块3的数量仅为示意性表示，本领域内技术人员可以根据待测量零部件的形状或构造对测量立柱模块3的数量进行选择，并根据待测量零部件的大小尺寸和形状对测量立柱模块3在基板2上的安装位置进行自由调整。测量立柱模块3在基板2上的安装位置的自由调整是通过测量立柱模块的底座定位孔(图1中未示出)与基板2上设置的若干个基板定位孔21中的不同的基板定位孔进行连接来实现的。

图2显示了本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的立柱底座安装于基板上的状态。图3显示了本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的立柱底座与基板在某一安装位置下的安装状态。

如图2和图3所示，并在必要时结合图1，测量立柱模块3包括立柱底座31，立柱底座31上可以设有第一组底座定位孔311以及第二组底座定位孔312，测量立柱模块3通过立柱底座31上的第一组底座定位孔311以及第二组底座定位孔312与基板2上相应的基板定位孔21连接而竖立地安装在基板2上。

另外，进一步参考图2还可以看出，测量立柱模块3还包括立柱体32，立柱体32设于立柱底座31上方，并与立柱底座31固定连接。立柱体32上的侧壁上还可以具有若干个立柱孔321，这种设置方式可以进一步减轻立柱体32的重量。

为了满足在水平方向的柔性调节，如图3所示，立柱底座31上具第一组底座定位孔311以及第二组底座定位孔312，其中每一组底座定位孔均可以包括四个四角排布的底座定位孔。其中，第一组底座定位孔311与第二组底座定位孔312的中心距b、四个四角排布的底座定位孔中相邻的两个底座定位孔的孔距a以及基板定位孔的孔距c相互之间可以满足关系：b＝1.5c并且或者a＝0.5c。这种设置方式是为了对测量立柱模块的底座相较于基板的位置移动距离进行进一步精确量化，从而更好地调节测量立柱模块的底座相较于基板的位置移动。此外，这种设置方式也使得基板定位孔具有较为适宜的排布密度，从而使得柔性测量立柱组件在基板上具有较为适宜的移动单位。

关于测量立柱模块3的具体结构可以进一步参考图4。图4显示了本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的测量立柱模块的立体结构。

如图4所示，测量立柱模块3包括支撑部件36、Z向调节机构35、X向调节机构34以及Y向调节机构33，并且Z向调节机构35、X向调节机构34和Y向调节机构33设于立柱体32的上方。其中，支撑部件36设于测量立柱模块3的顶端，用以支撑待测量部件。Z向调节机构35被设置为能够调节支撑部件36在竖直方向上的高度位置。X向调节机构34被设置为能够调节支撑部件36在水平方向上的长度位置。Y向调节机构33被设置为能够调节支撑部件36在水平方向上的宽度位置。

需要说明的是，测量立柱模块3还包括控制器4(如图5所示)，控制器4与Z向调节机构35、X向调节机构34和Y向调节机构33分别连接，以控制其分别调节支撑部件36的高度位置、长度位置和宽度位置。

图5显示了本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的控制器的结构。

进一步参考图5可以看出，在某些实施方式中，控制器4可以包括外壳43，外壳上设有开关41以及调节Z向调节机构35、X向调节机构34和Y向调节机构33的操作旋钮42、用于插接SD卡而进行数据读写的插口45、单片机46、充电口47以及用于数据显示的显示器44，显示器44进一步可以为LCD显示器。在某些实施方式中，单片机46可以采用Mega2560步进电机控制板，该单片机可以根据具体需求所发送脉冲信号来控制步进运动。例如，以42步电机为例，单片机可以选择16细分的跳线设置从而实现53°的步进，再配合导程为8mm的丝杆，则可以实现0.01mm的步进。

在某些实施方式中，控制器可以实现提前编程和操作旋钮两种控制方式。例如，可以通过将G-code代码提前拷贝到SD卡上，以进行提前编程控制，进而实现批量测量需求。此外，其也可以通过操作旋钮实现各个方向上的调整，从而满足单个零件的分析测量。

需要说明的是，上述这些描述只是本技术方案的一种示例性描述，其并非对本技术方案的限制。本领域内技术人员可以根据需要对控制器进行适应性配置，以满足其实际需要。

图6显示了本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的Z向调节机构的结构。

图7以剖视图的形式显示了本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的Z向调节机构的结构。

如图6和图7所示，并在必要时参考图4和图5，Z向调节机构35包括：Z向调节机构支架355，其设置在Z向调节机构35的最下方，用以对Z向调节机构35进行支撑；直线轴承351设置在Z向调节机构支架355上，直线轴承351的轴线方向与测量立柱模块3的高度方向一致；轴杆352，其设于直线轴承351内；磁性球头361设于支撑部件36的顶端，用以吸附并固定待测量部件；轴杆驱动组件356与轴杆352连接，以驱动轴杆352在直线轴承351内沿着直线轴承351的轴向方向移动。进一步地在某些实施方式下，轴杆驱动组件356可以包括：与控制器4连接的第一步进电机3561；设于直线轴承351内的第一丝杆3562，第一丝杆3562与第一步进电机3561连接；第一消回差螺母3563，其与第一丝杆3562螺纹连接，并与轴杆352连接。此外，在某些实施方式中，还可以设置限位块353和第一行程开关354。其中，限位块353可以安装于直线轴承351的顶壁上，相应地轴杆352的外壁上开设有凹槽3521，使得限位块353被容置于凹槽3521内，其轴杆352可以在凹槽3521限定的范围内移动。第一行程开关354设于直线轴承351的下部，并与控制器4连接。

在此，结合图4以及图6至图7，对Z向调节机构35的工作原理进行进一步说明：当需要对磁性球头361的高度位置进行调节时，第一步进电机3561带动第一丝杆3562进行旋转，第一消回差螺母3563将第一丝杆3562的旋转运动转变成轴杆352的直线运动，从而使得轴杆352在直线轴承351内沿其轴向方向进行直线运动。运动行程与直线轴承351的长度有关，本领域内的技术人员可以根据实际需要进行具体选择。当轴杆352在直线轴承351内向上移动至限位块353抵靠在凹槽3521的下端面的位置时，轴杆352就被限位，而无法进一步向上移动，这就使得轴杆352在极限位置下不会从直线轴承351中脱出。同样可以理解的是，当轴杆352在直线轴承351内向下移动至限位块353抵靠在凹槽3521的上端面的位置时，轴杆352就被限位，而无法进一步向下移动。同时，当轴杆352向下移动到靠近直线轴承351下部的极限位置时，其会触发第一行程开关354，使得第一行程开关354向控制器4发送信号，以阻止轴杆352进一步向下移动，同时也可以起一个Z向调节机构的轴杆的调零。在某些实施例中，当第一行程开关354万一失效，凹槽3521的上端面起一个安全限位作用。

在某些实施方式中，X向调节机构34以及Y向调节机构33可以采用相同或相似的结构。只是在结构布置时，X向调节机构34和Y向调节机构33被相互垂直地布置。

图8显示了本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的X向调节机构或Y向调节机构的结构。图9显示了部分显示了本实用新型所述的柔性测量立柱组件在某些实施方式中的X向调节机构或Y向调节机构的内部结构。需要说明的是，为了清楚地显示X向调节机构或Y向调节机构的内部结构，图9移除了第一滑块341。

如图8和图9所示，X向调节机构34和Y向调节机构33均分别包括：通过导轨347而相互可滑动连接的第一滑块341和第二滑块342，以及驱动第二滑块342在水平方向上滑动的滑块驱动组件343。进一步地在某些实施方式中，滑块驱动组件343可以包括：与控制器4连接的第二步进电机3431；设于第一滑块341上的第二丝杆3432，其与第二步进电机3431连接；第二消回差螺母3433，其与第二丝杆3432螺纹连接，并与第二滑块342连接。此外，X向调节机构34和Y向调节机构33还可以分别包括：分别安装在第一滑块341上的限位销座345和安装在第二滑块342上的限位销344，限位销座345上设有限位孔3452，限位销344设在限位销座345的限位孔3452内，并随着第二滑块342的滑动在限位孔3452范围内移动，其中限位孔3452的两个侧壁起着限制限位销344的移动范围，从而限制第二滑块342的移动范围的作用。在限位孔3452的两个侧壁上还设有一对螺栓孔，各螺栓孔分别连接有螺栓螺母组件3451，当第二滑块342移动到需要的位置后，通过将两个螺栓螺母组件3451向着限位销344的方向移动并锁紧在限位销344的两侧，从而锁紧第二滑块342。

另外，X向调节机构34和Y向调节机构33还可以分别包括：与控制器4连接的第二行程开关346，第二行程开关346靠近第二步进电机3431设置。

在此，本案结合图4以及图8至图9，对于X向调节机构34和Y向调节机构33的工作原理进一步进行说明：当需要对磁性球头361在水平方向上的长度位置或宽度位置进行调节时，第二步进电机3431带动第二丝杆3432进行旋转，第二消回差螺母3433将第二丝杆3432的旋转运动转变成第二滑块342的直线运动。在某些实施方式中，第二滑块342的滑动行程可以被设置为≤1/2第二滑块的边长。另外，当第二滑块342滑动至靠近第二步进电机3431的位置时，第二行程开关346被触发，其向控制器4发送信号，以阻止第二滑块342进一步朝着第二步进电机3431滑动。

综上所述可以看出，相较于现有技术，本实用新型所述的柔性测量立柱组件可以通过相应的调节机构对支撑部件在各个方向上的位置进行调整，从而使得该柔性测量立柱组件适用于各种不同车型的零件，极大地提高了适用范围。

需要说明的是，本实用新型的保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本实用新型的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本实用新型的保护范围。

此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本实用新型的具体实施例。显然本实用新型不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本实用新型公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本实用新型的保护范围。