一种紧凑型弹性浮动测头的制作方法

1.本发明涉及精密测量技术领域，尤其是一种紧凑型弹性浮动测头。


背景技术：

2.经自动化方式对孔进行测量时，尤其是在孔的位置度较差的情况下进行直径测量时，为保证测头顺利进入被测孔，测头需要安装在可以浮动的机构上。
3.现有技术中，该类测量内径的测头通常安装于十字浮动机构上，即采用十字交叉的滑动轴和导轨，配合弹簧力的作用，来实现一定范围内的浮动。
4.现有用于测头的十字浮动机构存在以下缺点：
5.1.结构复杂，尤其对安装和调试要求高，并且成本高；
6.2.整体外形尺寸较大，不能使用于空间有限的狭窄场景中；
7.3.进行测量时的浮动性能较差。


技术实现要素：

8.本技术人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的紧凑型弹性浮动测头，从而在受力时允许平移和摆动方向的浮动，亦能够在外力撤销时可靠复位，使用稳定性好，并且装配简单，成本低，实用性好。
9.本发明所采用的技术方案如下：
10.一种紧凑型弹性浮动测头，包括浮动轴，浮动轴一端外部活动套装有固定件，浮动轴另一端外部活动套装有浮动件；所述固定件、浮动轴和浮动件轴向一致，于轴向中心处共同中空贯穿并容纳有位移传感器，位于浮动轴外部的浮动件端部安装有测头组件，测头组件端部与位移传感器端部正对；所述浮动件与浮动轴相接处的周向外部套装有螺母挡套，于浮动轴外侧面由螺母挡套和固定件构成容纳空间；所述容纳空间中容纳有供浮动件浮动复位的弹性组件。
11.作为上述技术方案的进一步改进：
12.所述弹性组件包括有弹性件一和弹性件二，位于浮动轴圆周外部的固定件内壁面上沿着周向套装有挡环，挡环将容纳空间沿轴向分成分别容纳弹性件一和弹性件二的两个空间。
13.位于浮动件端头与固定件端头之间的浮动轴上活动套装有活动环，活动环与螺母挡套内端面之间安装有滑动套，滑动套内壁面与浮动件内壁面之间存在间隙；所述浮动件端头沿周向向外延伸形成翻边，滑动套内壁面开设有供翻边插装的环形槽，环形槽径向方向的深度尺寸大于翻边的径向尺寸；所述弹性件二安装于挡环与活动环之间，弹性件二将活动环、滑动套向着螺母挡套内端面贴紧。
14.所述活动环、滑动套外圆周面均设置为外凸弧形面，通过外凸弧形面与螺母挡套内壁面接触贴合；朝向浮动件的浮动轴端部圆周壁面上设置为外凸弧形结构一，外凸弧形结构一与浮动件内孔壁面贴合。
15.所述弹性件一安装于挡环和浮动轴之间，弹性件一将浮动轴轴向向着固定件的方向贴紧。
16.所述挡环为卡簧，弹性件一端部与挡环之间压装有垫片，垫片外圆周面与固定件内壁面接触，垫片内孔直径小于挡环的内孔直径。
17.朝向固定件的浮动轴端部圆周壁面上设置为外凸弧形结构二，位于外凸弧形结构二与挡环之间的浮动轴外壁面上沿周向向外延伸有凸环；弹性件一端部与凸环一端端面贴紧，由弹性件一作用使得凸环另一端端面与固定件贴紧；所述弹性件一为筒型结构，弹性件一内壁面与浮动轴外壁面贴紧。
18.所述固定件和浮动件上均沿着周向均匀开设有内外贯通的长槽，长槽的长度方向与轴向一致；从外向内贯穿固定件的长槽向着浮动轴上相应的外凸弧形结构锁装有限位钉一，从外向内贯穿浮动件的长槽向着浮动轴另一端的外凸弧形结构锁装有限位钉二。
19.套装于浮动轴上的固定件端部外壁面上设置有外螺纹，螺母挡套相应的端部内壁面上设置有内螺纹，内螺纹与外螺纹配合锁装；有外向内贯穿螺母挡套锁装有紧固件，紧固件内端头与固定件上的外螺纹相抵。
20.位于浮动轴端头外部的浮动件内孔端部处固定插装有连接杆，位于浮动件端头外部的连接杆内孔端部固定插装有测头组件；所述位移传感器周向壁面经夹表套与连接杆的内壁面固定，位移传感器和测头组件于连接杆内孔中正对相抵。
21.本发明的有益效果如下：
22.本发明结构紧凑、合理，操作方便，在测头组件受外力时能够经平面移动或周向摆动来进行浮动，浮动性能好，适用性好，并能够在外力撤销时可靠复位保证与固定件之间的同轴，使用稳定性好；另一方面，能够将位移传感器可靠容纳于轴向中心处，不仅使得测头整体体积小巧，而且助力于保证测量的稳定性，并且装配简单，成本低，实用性好；
23.本发明还包括如下优点：
24.通过长槽和限位钉的配合设置，在保证轴向相对位置的同时可以经外凸弧形结构实现周向的摆动浮动，并且对摆动浮动进行了限位；通过翻边和环形槽的设置，使得浮动件相对于固定件能够平移浮动，并且对平移浮动进行了限位；从而在实现浮动件相对于固定件平移和摆动浮动的同时，以使其浮动限制在一定范围内；
25.弹性件一施力于浮动轴使其相对于固定件贴紧，弹性件二经活动环、滑动套施力于浮动件的翻边，在弹性件一和弹性件二的共同作用下，使得浮动件在浮动后相对于固定件稳定复位，可靠保证其同轴度。
附图说明
26.图1为本发明的外形结构图。
27.图2为本发明的剖视图。
28.图3为图2中a处的局部放大图。
29.图4为图2中b处的局部放大图。
30.其中：1、固定件；2、限位钉一；3、浮动轴；4、弹性件一；5、垫片；6、挡环；7、弹性件二；8、螺母挡套；9、活动环；10、滑动套；11、限位钉二；12、浮动件；13、紧固件；14、连接杆；15、测头组件；16、位移传感器；
31.301、外凸弧形结构一；302、外凸弧形结构二；303、凸环；1001、外凸弧形面；1002、环形槽；1201、长槽；1202、翻边。
具体实施方式
32.下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
33.如图1和图2所示，本实施例的一种紧凑型弹性浮动测头，包括浮动轴3，浮动轴3一端外部活动套装有固定件1，浮动轴3另一端外部活动套装有浮动件12；固定件1、浮动轴3和浮动件12轴向一致，于轴向中心处共同中空贯穿并容纳有位移传感器16，位于浮动轴3外部的浮动件12端部安装有测头组件15，测头组件15端部与位移传感器16端部正对；浮动件12与浮动轴3相接处的周向外部套装有螺母挡套8，于浮动轴3外侧面由螺母挡套8和固定件1构成容纳空间；容纳空间中容纳有供浮动件12浮动复位的弹性组件。
34.在测头组件15受外力时能够经平面移动或周向摆动来进行浮动，并能够在外力撤销时可靠复位保证与固定件1之间的同轴，使用稳定性好；另一方面，能够将位移传感器16可靠容纳于轴向中心处，不仅使得测头整体体积小巧，而且助力于保证测量的稳定性。
35.具体地，弹性组件包括有沿着浮动轴3轴向依次套装的弹性件一4和弹性件二7，位于浮动轴3圆周外部的固定件1内壁面上沿着周向套装有挡环6，挡环6将容纳空间沿轴向分成分别容纳弹性件一4和弹性件二7的两个空间。
36.进一步地，如图2和图3所示，位于浮动件12端头与固定件1端头之间的浮动轴3上活动套装有活动环9，活动环9与螺母挡套8内端面之间安装有滑动套10，滑动套10内壁面与浮动件12内壁面之间存在间隙；浮动件12端头沿周向向外延伸形成翻边1202，滑动套10内壁面开设有供翻边1202插装的环形槽1002，环形槽1002径向方向的深度尺寸大于翻边1202的径向尺寸，使得浮动件12能够在径向方向上相对平移；弹性件二7安装于挡环6与活动环9之间，弹性件二7将活动环9、滑动套10向着螺母挡套8内端面贴紧。
37.本实施例中，活动环9的内径尺寸小于滑动套10的内径尺寸；在弹性件二7的弹性力下，通过活动环9的轴向移动，来施力于滑动套10使其截面相互贴合，进而传力至浮动件12使得其在不受力时复位；活动环9的设置用于保证复位的可靠性，滑动套10的设置则是用于限定浮动的量，两者结合，共同保证了浮动件12的浮动性能。
38.进一步地，活动环9、滑动套10外圆周面均设置为外凸弧形面1001，通过外凸弧形面1001与螺母挡套8内壁面接触贴合，从而在相互接触贴合的同时能够相对摆动，助力于浮动的顺畅性；朝向浮动件12的浮动轴3端部圆周壁面上设置为外凸弧形结构一301，外凸弧形结构一301与浮动件12内孔壁面贴合。
39.进一步地，弹性件一4安装于挡环6和浮动轴3之间，弹性件一4将浮动轴3轴向向着固定件1的方向贴紧，以保证其复位。
40.作为本实施例的一种可选形式，挡环6为卡簧，弹性件一4端部与挡环6之间压装有垫片5，垫片5外圆周面与固定件1内壁面接触，垫片5内孔直径小于挡环6的内孔直径；通过垫片5的设置来补偿标准卡簧内径尺寸过大的不足。
41.本实施例中的挡环6也可以是加工件，其与固定件1内壁面固定安装，同时两端面分别用于弹性件一4、弹性件二7的抵接安装。
42.进一步地，如图4所示，朝向固定件1的浮动轴3端部圆周壁面上设置为外凸弧形结
构二302，位于外凸弧形结构二302与挡环6之间的浮动轴3外壁面上沿周向向外延伸有凸环303；弹性件一4端部与凸环303一端端面贴紧，由弹性件一4作用使得凸环303另一端端面与固定件1贴紧；
43.通过凸环303的设置，一方面实现了浮动轴3与挡环6之间弹性件一4的相抵安装，另一方面亦便于浮动轴3相对于固定件1的贴合复位。
44.弹性件一4为筒型结构，弹性件一4内壁面与浮动轴3外壁面贴紧，助力于通过弹性件一4实现摆动复位，使其轴向摆动复位。
45.固定件1和浮动件12上均沿着周向均匀开设有内外贯通的长槽1201，长槽1201的长度方向与轴向一致；从外向内贯穿固定件1的长槽1201向着浮动轴3上相应的外凸弧形结构锁装有限位钉一2，从外向内贯穿浮动件12的长槽1201向着浮动轴3另一端的外凸弧形结构锁装有限位钉二11。
46.通过长槽1201和限位钉的配合设置，在保证轴向相对位置的同时可以经外凸弧形结构实现周向的摆动浮动，并且对摆动浮动进行了限位；通过翻边1202和环形槽1002的设置，使得浮动件12相对于固定件1能够平移浮动，并且对平移浮动进行了限位；从而在实现浮动件12相对于固定件1平移和摆动浮动的同时，以使其浮动限制在一定范围内。
47.套装于浮动轴3上的固定件1端部外壁面上设置有外螺纹，螺母挡套8相应的端部内壁面上设置有内螺纹，内螺纹与外螺纹配合锁装；有外向内贯穿螺母挡套8锁装有紧固件13，紧固件13内端头与固定件1上的外螺纹相抵。
48.一方面通过固定件1与螺母挡套8的配装构成了容纳空间，用于浮动复位组件的安装，另一方面，亦可通过螺母挡套8相对于固定件1的轴向旋装，在轴向来调整容纳空间的大小，尤其是便于对活动环9、滑动套10在轴向的移动、偏摆进行限位和调整，安装、调整方便。
49.在螺母挡套8与固定件1螺纹锁装的同时，还沿径向安装有与外螺纹相抵的紧固件13，通过紧固件13进一步保证螺母挡套8与固定件1之间的相对固定。
50.位于浮动轴3端头外部的浮动件12内孔端部处固定插装有连接杆14，位于浮动件12端头外部的连接杆14内孔端部固定插装有测头组件15；位移传感器16周向壁面经夹表套与连接杆14的内壁面固定，位移传感器16和测头组件15于连接杆14内孔中正对相抵。
51.通过连接杆14的安装，对测头组件15轴向进行延伸，使其能够适用于空间狭小的场景中；可以将连接杆14、测头组件15和位移传感器16安装为一个整体组件，然后将位移传感器16从浮动件12内孔中伸入，并将浮动件12与连接杆14之间通过径向的螺丝锁装紧固，进行安装。
52.作为本实施例的一个优选例，弹性件一4和弹性件二7可以均选用波形弹簧，波形弹簧相较于普通弹簧而言刚度大、变性能大，尤其适用于减重和安装空间制约的场景中，有效助力于在保证浮动复位的基础上缩小机构整体体积。
53.本发明结构紧凑，能够可靠安装容纳直径达8mm的位移传感器16，并且测头整体浮动性能好，适应性佳，使用稳定性好，同时装配简单，成本低。
54.以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。