CN101153790A - 自动更换测针装置和测针自动更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明是自动更换测针装置和测针更换方法。在回放测针模块到测针存放架时，用电机带动存贮架绕自身转轴做小角度回转，减小了轴向磁力，解决了从测头上拆除测针模块使测头受轴向磁力大的技术难题。还专门设计了测针存放架，与主动轴固连的测针模块存贮架一端和控制电机轴固连，一端与齿轮固连，两齿轮啮合并分别固连主动轴和从动轴，电机带动两轴反向回转，实现存贮架与保护盖的自动打开及自动回复到竖直位置并合盖。本发明测针更换过程运行平稳，步骤程序更加简单容易，装置结构精简，不需复杂控制，能很好的保护测头，有效提高了测头的使用寿命。本发明广泛应用于三坐标测量机等精密测量技术领域。

Description

自动更换测针装置和测针自动更换方法

技术领域

本发明属于精密测量技术领域，涉及三坐标测量机，主要涉及三坐标测量机的测针更换装置和方法，具体讲就是一种新型的自动更换测针装置和测针自动更换方法。

背景技术

随着精密测量技术的快速发展，坐标测量设备越来越多的使用在自动化生产线和产品检测等方面，例如使用坐标测量机对齿轮、叶片、曲轴、凸轮等复杂结构的产品进行检测和检验。坐标测量机不断更新换代以满足工业生产的需要，这使得人们对具有新功能、高精度、高度自动化的检测设备的需求不断提高。

在使用三坐标测量机对一些带外圆面、台阶面、内孔、内凹槽、异型面等复杂零件进行测量时，由于被测工件表面的形状和尺寸不同，就需要不断更换各种形状的测针进行测量。

目前所公开的有关测头更换装置，可以分为四大类。第一类是利用气动力实现测头更换。专利US5228205中就是利用改变气室中空气压力的大小实现测头的加紧和拆除。此类机构使得测头的装卸方便可靠，但是要通过适当的气动控制方式使得系统控制稍显复杂。

第二类是利用电磁力的实现测头更换。专利US4637119、US4649623、US4938083、US5041806中就是利用电磁铁的共同作用实现测头的安装和拆除。这种结构是通过控制电磁铁中电流的大小和方向来实现磁力的增大和减小，其特点是磁力大小可以调节，控制方式简单，但是其缺点是电磁力的反复作用会引起周围导磁材料磁化，而且使得永磁铁的磁力作用减小。

第三类是利用机械力实现测头的更换。专利US42288798、US4637119、US4979284、US5101548中利用机械装置的相互运动提供的机械力实现测头的装夹和拆除。此类型的机构体积较大，结构复杂，容易产生振动、弹性变形等不良因素影响测量精度。

第四类利用永磁铁的磁力和辅助的机械力实现测头更换。专利US5327657、US6430828、US6772527中测头的安装是通过永磁铁的磁力作用，而测头的拆除是靠机械装置的辅助作用实现的。其特点是测头的安装和拆卸可靠，磁力持久，是现在应用较多的一种方式。但是测头的拆卸过程中是通过改变轴向位移而改变其磁力作用的大小，这就使得测头在拆除过程中所需提供的轴向作用力很大，对精密测头内部的元部件的装配定位精度可能产生较大的影响。在专利US7024738中测头安装支架可以绕安装轴回转，但其在每个测头安装座上都有一个机械辅助拆除系统，使得结构累赘，控制过程复杂。

以上四类对于侧头的更换装置和方法均存在在更换过程中施力过大，具体就是轴向力尤其是将测头部件取出时的拔力过大的问题，由于测头是精密件，其中内部的一些构件是采用很细的弹簧连接或控制的，外力的施力过大时，会对内部必然产生影响，严重时会影响到测头的使用寿命，甚至会损坏测头。实际测量过程中因为测针的存取而损坏测头机构和发生测量精度不准是急待解决的技术问题。

本发明项目组对国内外专利文献和公开发表的期刊论文检索，再尚未发现与本发明密切相关和一样的报道或文献。

发明内容

本发明的目的是克服上述技术或设备存在的缺点，提供一种使得测针更换工作更加简单容易，测针更换过程运行平稳，测针模块拆除时所需的轴向作用力很小，结构精简，不需复杂的控制，能很好的保护测头结构，提高测头的使用寿命的自动更换测针装置和方法。

下面对本发明进行详细说明

本发明的构思是通过电机带动下控制测针模块存贮架进行回转和摆动，与测头的直线运动配合来实现测针模块的自动更换，以减小轴向作用力。

本发明的实现在于作为一种自动更换测针装置，包括有测头、测针模块、测针模块存贮架、保护盖和控制计算机，测针模块的底部有定位球，其中装有永磁铁，与测量机测针的存取控制相关，其特征在于：测针存放架通过底板安装在坐标测量机工作台面上，测针固装在测针模块上，测针模块是圆周带有凸台的圆柱形金属板，测针模块的外圆凸台上设计有定位块；底板上靠近两端分别安装有轴承座3a和轴承座3b，在轴承座3a的外侧有L型的电机安装板也固定安装在底板上，L型的电机安装板的外侧安装有电机，在轴承座3b的外侧安装有主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮相互啮合，齿数和模数相等，电机的轴与短轴4a固连，短轴4b与主动齿轮固连，在短轴4a和短轴4b之间固定安装有测针模块存贮架，测针模块存贮架是一块长方体形状的板，上面开设有至少一个U型凹槽，即U型支承座，根据实际所使用的测针数目可以开设有多个U型凹槽，其中放置测针模块，测针模块的外圆凸台直径与测针模块存贮架中存放该测针模块的U型凹槽直径相适配，在从测头上拆除测针模块时，测针模块存贮架在电机的带动下作小角度摆动；在底板上还有安装有轴承座9a和轴承座9b，在轴承座9a和轴承座9b之间安装有从动轴，从动轴的一端与从动齿轮固连，从动轴上固连有保护盖，保护盖是一体化的保护盖，为带边沿的长方形盖状体，其大小和形状与测针模块存贮架适应。

在坐标测量机和其它在线检测设备中，当使用测头对被测工件的尺寸和形状进行检测时，由于不同的测量要求，所用在测量过程中可能需要更换不同规格和形状的测针对工件进行测量。这样就需要在测量过程中不断更换不同类型的测头测针。本发明为解决测针在存取过程中轴向力过大的问题，采用了单独的测针存放架的设计，分别将测针模块存贮架和测针保护盖固装在主动和从动轴上，通过正反两齿轮的啮合实现了测针模块存贮架的旋转和测针保护盖的自动打开，配合计算机控制，在电机的带动下，测针模块能够相对于测头进行摆动，从而大大减小测针部件在存取过程中受轴向力冲击的影响，保护了测头，方便了存取，同时还实现了测针保护盖在存取过程的自动打开与闭合。定位块的设置限制测针模块的周向位移，保证了各个环节包括测针模块与测头的安装过程以及存放于存贮架的过程稳定可靠。

本发明的实现还在于测针模块上固装有不同尺寸和规格测针，其外圆凸台直径也各不相同，存放该测针模块的测针模块存贮架上的U型凹槽的直径也各不相同，各自一一对应。

不同的测针模块其圆周方向上的凸台直径不同，所对应U型支承座的凹槽直径也不同。这样，各个测针模块只能安装到自己的对应U型支承座中，而不能安装到其它的U型支承座中，使得在使用过程中测针模块的对应位置不会产生混淆。

本发明的实现还在于测针模块存贮架上，开有5个U型凹槽，它们分别置入5个测针。

本发明还是一种测针自动更换方法，其实现在于：采用自动更换测针装置，具体的操作步骤是：

从测针存放架上取出测针模块，安装于测量机的测头上的步骤包括有：

第一步：在计算机的控制下，原来处于竖直位置的测针模块存贮架在电机带动下转90度，因测针模块存贮架上的主动齿轮带动与保护盖固连的从动齿轮进行回转，则测针保护盖反方向转90度，实现测针模块存贮架和保护盖的打开，与底板平行；

第二步：在测量设备的带动下，测头向着靠近测针模块的方向运动，直到测头上的三组圆柱短销和测针模块上的三个球体相接触，然后，测针模块上的永磁铁将会产生一定大小的磁力使得测头和测针模块相结合；

第三步：在测量设备的带动下，测头朝外运动，此时，测针模块将和测头一起向外运动，脱离测针模块存贮架中的U型支承座的支撑；

第四步：测针模块存贮架和保护盖在电机的带动下，转回到原来的竖直位置，从测量机测头上拆除测针模块，装回测针存放架的步骤，包括有：

第一步：在计算机的控制下，原来处于竖直位置的测针模块存贮架在电机带动下转90度，存贮架上的主动齿轮带动保护盖上的从动齿轮进行回转，实现测针模块存贮架和保护盖的打开，与底板平行；

第二步：在测量设备的带动下，测头和安装在其上的测针模块运动到达测针模块对应的U型支承座的位置；

第三步：在测量设备的带动下，测头缓慢向上运动，同时，电机带动存贮架绕自身回转轴做15～30度的小角度回转；

第四步：在测量设备的带动下，测头快速向上运动，测针模块被保留在存贮架中U型支承座的位置上；

第五步：测针模块存贮架和保护盖在电机的带动下，回转到原来的竖直位置。

这就完成了从测头上拆除测针模块的工作过程。

存取测针模块的过程中，由于测针模块和测头部件是通过磁力相连接的，而测头一直保持高精度的运行轨迹，不能有偏转或摆动，本发明通过控制电机带动测针模块存贮架在回放测针模块到测针存放架时，作小角度回转，减小了轴向磁力的作用。有效地解决了从测头上拆除测针模块的过程中测头受轴向磁力大的技术难题。

本发明在回放测针模块到测针存放架时，电机带动存贮架绕自身回转轴线做15～30度的小角度回转，减小了轴向磁力的作用，使得测针模块的更换从较大轴向力的直接拔取，因减小了轴向磁力而变成了轻取，解决了测头在测针拆除过程中承受轴向力大的问题。本发明还专门设计了测针存放架，与主动轴固连的测针模块存贮架两端通过轴承座进行支撑，而且一端和控制电机的轴相固连，一端与齿轮固连，正反齿轮啮合，分别固连于主动轴和从动轴，在电机的带动下两轴反向转，实现存贮架与保护盖的自动打开，水平到位，另外测针存取完成后，经电机带动自动恢复到竖直位置以及合盖，即测针模块存贮架和保护盖实现同步回转。本发明使得测针更换过程运行平稳，更换的步骤程序更加简单容易，测针模块拆除时所需的轴向作用力很小，装置设计的结构精简，不需复杂的控制，包括不需手动控制和不需更多的计算机软件控制，能很好的保护测头结构，有效地提高了测头的使用寿命。

附图说明：

图1是发明的组成示意图的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是在本发明自动更换测针装置中将测针保护盖剖开后的俯视图；

图4是测针模块存贮架6和保护盖均旋转90度后的俯视图；

图5是图2中沿着A-A截面的剖面图；

图6是一个测针模块的结构示意图，其中图6(a)是主视图，图6(b)是俯视图；

图7是一个测头的局部结构示意图，其中图7(a)是主视图，图7(b)是仰视图；

图8是在更换测针模块的过程中，给测头上安装测针模块的操作过程简图；

图9是在更换测针模块的过程中，从测头上拆除测针模块的操作过程简图。

具体实施方式：

实施例1：如图1所示，本发明是一种自动更换测针装置，包括有测头21、测针模块11、测针模块存贮架6、保护盖5和控制计算机，测针模块的底部有定位球13，其中装有永磁铁14，与测量机测针的存取控制相关，专门设计的测针存放架通过底板10安装在坐标测量机工作台面上，根据测量需求可以选定置于工作台面的某一合适位置上，测针16固装在测针模块11上，为了使得测针16便于更换，将测针16安装在标准的模块板17上，可以通过螺纹方式连接或者直接焊接在模块板上制成标准的测针模块11，详见图6b。为了减小磁力对测量结果的影响，测针模块安装板17的材料需要使用非导磁材料，而且要求其重量不能太大。可以选用铝、铝台金。本例中选用铝合金作测针模块安装板，这样，测针的更换就简化为对测针模块11的更换。

测针固装在测针模块11上，测针模块11是圆周带有凸台19的圆柱形金属板，测针模块的外圆凸台19上设计有定位块15；底板10上靠近两端分别安装有轴承座3a和轴承座3b，在轴承座3a的外侧有L型的电机安装板2也固定安装在底板10上，L型的电机安装板2的外侧安装有电机1，在轴承座3b的外侧安装有主动齿轮7和从动齿轮8，主动齿轮7和从动齿轮8相互啮合，齿数和模数相等，电机1的轴与短轴4a固连，短轴4b与主动齿轮7固连，在短轴4a和短轴4b之间固定安装有测针模块存贮架6。测针模块存贮架6是一块长方体形状的板，上面开设有U型凹槽，即U型支承座，根据实际所使用的测针数目开设有若干U型凹槽，本例中开有五个U型凹槽，以放置最常用的测针，在长方体形状的板上还设有两个限位销12a和12b，用于限制测针模块存贮架6与保护盖5的相对距离。

测针模块存贮架6中放置测针模块11，测针模块11的外圆凸台直径与测针模块存贮架6中存放该测针模块的U型凹槽直径相适配，在从测头21上拆除测针模块11时，测针模块存贮架6在电机1的带动下作小角度摆动；在底板10上还有安装有轴承座9a和轴承座9b，在轴承座9a和轴承座9b之间安装有从动轴20，从动轴20的一端与从动齿轮8固连，从动转轴20上固连有保护盖5，保护盖5是一体化的保护盖，为带边沿的长方形盖状体，其大小和形状与测针模块存贮架6适应。

图5是将图2沿着A-A线的位置进行剖切后的剖视图，测针模块11卡装在存贮架6中的U型支承座中，在没有进行测针模块更换操作时，测针模块存贮架6和保护盖5与底板10相垂直，且二者是相互靠拢的，两个限位销12a和12b，用于限制测针模块存贮架6与保护盖5的相对距离。测针模块保护盖5可以绕轴20进行回转。其作用是防止与测头相邻的工作表面与空气或工作环境中的油污、灰尘、有害气体等接触，起到防潮、防尘、抗腐蚀、抗氧化的作用。

实施例2：参见图3，总体装置同实施例1，测针模块是固装有不同尺寸和规格测针的测针模块11，其外圆凸台直径也各不相同，参见图4，存放该测针模块的U型凹槽的直径也各不相同，各自一一对应。由于存贮架6上可安放多个测针模块，规定对于每一规格的测针，其测针模块只能安装在存贮架的一个U型支承座的位置上，不允出现许多个测针模块可以安装在一个U型支承座上的情况。否则会出现测量设备错误安装不符合要求的测针，使得测量无法进行或者测量结果错误。

图6是测针模块11的结构详图。测针模块的外圆周面设计有一定宽度的凸台19，为了使得测针模块能够稳定地安放在存贮架6上，在测针模块存贮架6的对应位置开设有相应直径和宽度的U型凹槽，即就是将测针模块11卡放在此U型凹槽中，通过测针模块上的凸台19的前后表面18a、18b实现测针模块在存贮架6上的轴向定位，见图6b。

为了实现上述要求，每个测针模块上的凸台19的直径和宽度均不相同，这样就不会出现不同规格的测针模块均能安装在同一个U型支承座中的情况，避免测针模块更换时产生混乱的现象，保证装置可靠的工作。

实施例3：参见图3，总体装置同实施例1，其中的测针模块存贮架6上，开有5个U型凹槽，它们分别置入长、短球形测端测针、弯头测端测针、星形测端测针、盘形测端测针常用类型的测针。

实施例4：总体装置同实施例1，其中的测针模块存贮架6上，开有6个U型凹槽，同时测针模块存贮架6也相对长些。

实施例5：总体装置同实施例1，其中的测针模块存贮架6上，开有8个U型凹槽，同时测针模块存贮架6也相对长些。

实施例6：总体装置同实施例1，其中的测针模块存贮架6上，开有2个U型凹槽，同时测针模块存贮架6也相对短些，存放检测最常用的长、短球形测针。

实施例7：如图6和图7所示，在测针模块11中，与测头21相邻的表面上，沿着圆周均匀分布互成120度的三个圆球13。在测头21与测针模块相邻表面的对应位置，沿着圆周均匀分布互成120度的三组圆柱销22，每组圆柱销各由两个相互平行的短销22a、22b组成。测针模块11和测头21的精确定位就是通过三个球13和三组圆柱销22的接触实现的。这就是所谓的开尔文式定位法，又称为开氏定位法，本发明也采用了这样的定位法。在测针模块11的内部安装有一定磁场强度的永磁铁14，当测针模块11和在测头21结合时，就能通过此永磁铁14的作用实现二者的相互吸附，使得测针模块11安装在测头21上。

为了避免存取过程测针模块11在存贮架6中产生轴向回转，造成当测针模块11与测头21结合时，测针模块上的球副13和测头21上的圆柱销22的对应位置错开，而不能进行安装和定位。所以在每个测针模块11外圆凸台的最下面设有一个定位块15，那么在存贮架的U型支承座上相应地开设有一个凹槽，通过此定位块15实现测针模块在存贮架中的周向定位，保证不因测针模块存贮架6的运动而导致其中的测针模块11的周向转动，提高整个装置的平稳可靠性，参见图4和图6(a)。

实施例8：

参见图1和图2，本发明装置的最左端安装有电机1，其通过L型的电机安装板2和底板10相连。测针模块存贮架6是一块长方体形状的板，其两端分别和圆柱型回转短轴4a、4b相连。回转短轴4a、4b分别安装在两端轴承座3a和3b上。在电机1的带动下测针模块存贮架6可绕其两端轴承座3a和3b的轴线回转。在长方体形状的测针模块存贮架6的上面根据实际所使用的测针数目开设有相应地U型凹槽。在图1至4中为五个U型支座，即可以安放五个不同规格的测针模块。

当然，测针模块存贮架6的尺寸可以根据测量机实际所使用测针的数目进行变化，相应地增加或者减小测针座的数目，参见实施例4～6。

在右端，齿轮7和回转短轴4b相连，作为主动轮，与主动齿轮7啮合的从动齿轮8和测针模块保护盖5的回转轴相连。测针模块保护盖5所在的从动轴20通过两端轴承座9a、9b进行支撑。这样主动齿轮7的回转带动从动齿轮8进行反向回转，即就能实现测针模块保护盖5的反向回转。这里设计两个齿轮的齿数和模数相等，则这一对齿轮的转速相同，而转向相反。此处，规定在电机的带动下测针模块存贮架的最大回转角度为90度，则测针模块保护盖的最大回转角度也为90度，二者可以同时转动，且能实现的反向转动。通过上述的传动机构，就能实现在更换测针模块时，保护盖5的打开，更换工作完成后，保护盖5能够合上，这样使得暂时不用的测针模块受到保护，避免受到污染或腐蚀。

实施例9：

本发明还是一种测针自动更换方法，采用自动更换测针装置，参见图8和图9，具体的操作步骤是：

从测针存放架上取出测针模块，安装于测量机的测头上的步骤包括有：

第一步：在计算机的控制下，原来处于竖直位置的测针模块存贮架6在电机1带动下转90度，因测针模块存贮架6上的主动齿轮7带动与保护盖5固连的从动齿轮8进行回转，则测针保护盖5反方向转90度，实现测针模块存贮架6和保护盖5的打开，与底板10平行；

第二步：在测量设备的带动下，测头21由上而下向着靠近测针模块11的方向运动，直到测头21上的三组圆柱短销22a、22b和测针模块11上的三个球体13相接触，然后，测针模块11上的永磁铁14将会产生一定大小的磁力使得测头21和测针模块11相结合；

第三步：在测量设备的带动下，测头21朝外运动，此时，测针模块11将和测头21一起向外运动，脱离测针模块存贮架6中的U型支承座的支撑；

第四步：测针模块存贮架6和保护盖5在电机1的带动下，转回到原来的竖直位置，

以上完成了给测头体21上安装测针模块11的工作过程。

从测量机测头上拆除测针模块，装回测针存放架的步骤，包括有：

第一步：在计算机的控制下，原来处于竖直位置的测针模块存贮架6在电机1带动下转90度，存贮架6上的主动齿轮7带动保护盖5上的从动齿轮8进行回转，实现测针模块存贮架6和保护盖5的打开，与底板10平行；

第二步：在测量设备的带动下，测头21和安装在其上的测针模块11运动到达测针模块11对应的U型支承座的位置；

第三步：在测量设备的带动下，测头21缓慢向上运动，同时，电机1带动存贮架6绕自身回转轴做30度的小角度回转；

第四步：在测量设备的带动下，测头21快速向上运动，测针模块11被保留在存贮架6中U型支承座的位置上；

第五步：测针模块存贮架6和保护盖5在电机1的带动下，回转到原来的竖直位置。

至此完成了测针模块的一个整个的取用和回放过程。

实施例10：结合图8，对本发明从测针存放架上取出测针模块，安装于测量机的测头上的步骤进行详细说明，利用(a)、(b)、(c)、(d)、(e)五个图表示了在测头21上安装测针模块11的工作步骤。首先，在(a)图中处于竖直位置的测针模块存贮架6在电机1带动下绕回转轴沿着逆时针方向回转90度。同时在另外一端，存贮架6上的主动齿轮7带动保护盖5上的从动齿轮8进行回转，则后者会沿着顺时钟方向回转90度，结果如(b)图所示，存贮架6和保护盖5打开，与工作台面平行。其次，如(c)图所示，测头21由上而下沿着靠近测针模块11的方向运动，直到测头21上的三组圆柱短销22和测针模块11上的三个球体13相接触。然后，在(d)图中，测针模块11上的永磁铁14将会产生一定大小的磁力使得二者相结合。所以，测头21在测量设备的带动下向左运动时，测针模块11和测头21一起向外运动，脱离存贮架6的支撑。最后，在测针模块11安装到测头21上以后，测针模块存贮架6和保护盖5在电机1的带动下，回转到原来的平衡位置，即就是(e)图的位置，这就完成了给测头21上安装测针模块11的工作过程。

实施例11：结合图9，对本发明从测量机测头上拆除测针模块，装回测针存放架的步骤进行详细说明，利用图9的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)五个图表示了从测头体上拆除测针模块的工作步骤。首先，在(a)图中测针模块存贮架6和保护盖5在电机的带动下回转到水平位置，即存贮架6和保护盖5打开，测头21和安装在其上的测针模块11在测量设备的带动下从左向右运动到达测针模块对应的U型支承座的位置，如(b)图所示。其次，在(c)图中，测头21向上运动，而电机1带动存贮架6绕自身回转轴线做角度值为θ＝15～30度的小范围回转。本例中θ＝25度，这使得磁力作用下的测针模块和测头21在分离时，不再是靠测头单纯的较大的轴向拉力进行脱离，而是测针模块摆过一定的角度之后，再使二者沿着轴向分离。这种方法是在电机1带动下，存贮架6的摆动不但使得测针模块11和测头21之间的磁力作用迅速减小，而且有效地保护了精密测头内部各个元件的精度及其装配定位关系。这在精密测量中是极其重要的。在(d)图中，当测头21和测针模块11分离后，测头21向上运动，远离存贮架6。存贮架6和保护盖5在电机1的带动下，回转到原来的平衡位置，即到达(e)图的位置，这就完成了从测头21上拆除测针模块11的工作过程。

实施例12：具体的测针更换过程和步骤同实施例8，不同之处是在回放测针过程中的第三步中电机1带动存贮架6绕自身回转轴的角度回转为15度。

实施例13：具体的测针更换过程和步骤同实施例8，不同之处是在回放测针过程中的第三步中电机1带动存贮架6绕自身回转轴的角度回转为28度。

这里，通过磁力作用使得测针模块11和测头21结合的优点是磁力稳定，拆合方便。而且最重要的是测量过程中，如果出现由于操作不当或者其他原因造成的测量力过大，甚至出现冲击、振动时，当其作用力超过磁性结合力，测针模块11可以和测头21自行脱开，这样就不会撞坏测针，起到对测针和测头系统的保护作用。本发明广泛应用于三坐标测量机等精密测量技术领域。

Claims (4)

1.一种自动更换测针装置，包括有测头、测针模块、测针模块存贮架、保护盖和控制计算机，测针模块的底部有定位球，其中装有永磁铁，与测量机测针的存取控制相关，其特征在于：测针存放架通过底板(10)安装在坐标测量机工作台面上，测针(16)固装在测针模块(11)上，测针模块11是圆周带有凸台(19)的圆柱形金属板，测针模块的外圆凸台(19)上设计有定位块(15)；底板(10)上靠近两端分别安装有轴承座(3a)和轴承座(3b)，在轴承座(3a)的外侧有L型的电机安装板(2)也固定安装在底板(10)上，L型的电机安装板(2)的外侧安装有电机(1)，在轴承座(3b)的外侧安装有主动齿轮(7)和从动齿轮(8)，主动齿轮(7)和从动齿轮(8)相互啮合，齿数和模数相等，电机(1)的轴与短轴(4a)固连，短轴(4b)与主动齿轮(7)固连，在短轴4a和短轴4b之间固定安装有测针模块存贮架(6)，测针模块存贮架(6)是一块长方体形状的板，上面开设有至少一个U型凹槽，即U型支承座，其中放置测针模块(11)，测针模块(11)的外圆凸台直径与测针模块存贮架(6)中存放该测针模块的U型凹槽直径相适配，在从测头上拆除测针模块时，测针模块存贮架(6)在电机1的带动下作小角度摆动；在底板(10)上还有安装有轴承座(9a)和轴承座(9b)，在轴承座(9a)和轴承座(9b)之间安装有从动轴(20)，从动轴(20)的一端与从动齿轮(8)固连，从动转轴上固连有保护盖(5)，保护盖(5)是一体化的保护盖，为带边沿的长方形盖状体，其大小和形状与测针模块存贮架(6)适应。

2.根据权利要求1所述的自动更换测针装置，其特征在于：所说的测针模块(11)上固装有不同尺寸和规格测针，其外圆凸台(19)直径也各不相同，存放该测针模块(11)的测针模块存贮架(6)上的U型凹槽的直径也各不相同，各自一一对应。

3.根据权利要求2所述的自动更换测针装置，其特征在于：所说的测针模块存贮架(6)上，开有5个U型凹槽。

4.一种测针自动更换方法，其特征在于：采用自动更换测针装置，具体的操作步骤是：

从测针存放架上取出测针模块，安装于测量机的测头上的步骤包括有：

第一步：在计算机的控制下，原来处于竖直位置的测针模块存贮架(6)在电机(1)带动下转90度，因测针模块存贮架(6)上的主动齿轮(7)带动与保护盖(5)固连的从动齿轮(8)进行回转，则测针保护盖(5)反方向转90度，实现测针模块存贮架(6)和保护盖(5)的打开，与底板(10)平行；

第二步：在测量设备的带动下，测头(21)向着靠近测针模块(11)的方向运动，直到测头(21)上的三组圆柱短销(22)和测针模块(11)上的三个球体13相接触，然后，测针模块(11)上的永磁铁14将会产生一定大小的磁力使得测头(21)和测针模块(11)相结合；

第三步：在测量设备的带动下，测头21朝外运动，此时，测针模块11将和测头(21)一起向外运动，脱离测针模块存贮架(6)中的U型支承座的支撑；

第四步：测针模块存贮架(6)和保护盖(5)在电机(1)的带动下，转回到原来的竖直位置，

从测量机测头上拆除测针模块，装回测针存放架的步骤，包括有：

第一步：在计算机的控制下，原来处于竖直位置的测针模块存贮架(6)在电机(1)带动下转90度，存贮架(6)上的主动齿轮(7)带动保护盖(5)上的从动齿轮(8)进行回转，实现测针模块存贮架(6)和保护盖(5)的打开，与底板(10)平行；

第二步：在测量设备的带动下，测头(21)和安装在其上的测针模块(11)运动到达测针模块(11)对应的U型支承座的位置；

第三步：在测量设备的带动下，测头(21)缓慢向上运动，同时，电机(1)带动存贮架(6)绕自身回转轴做15～30度的小角度回转；

第四步：在测量设备的带动下，测头(21)快速向上运动，测针模块(11)被保留在存贮架(6)中U型支承座的位置上；

第五步：测针模块存贮架(6)和保护盖(5)在电机(1)的带动下，回转到原来的竖直位置。

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