CN101726229B - 高度规及高度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高度规，包括底座、导柱、延伸杆以及量测部，所述导柱固定于底座，所述延伸杆包括可滑动的套设于导柱的滑动部，用于沿导柱的轴向移动，所述量测部设于延伸杆远离导柱的一端，所述量测部包括基准杆、高度量测表、测量杆、固定架、第一探针与第二探针，基准杆固定于延伸杆，高度量测表固定于基准杆，测量杆可滑动的套设于基准杆，固定架连接于测量杆远离基准杆的一端，第一探针与第二探针可转动的连接于固定架并可相对张开成一预定夹角，当进行测量时第一探针及第二探针的末端同时与待测量面紧密接触。本发明还提供一种利用上述高度规进行测量的高度测量方法。

Description

高度规及高度测量方法

技术领域

本发明涉及高度测量技术，尤其涉及一种测量高度的高度规及采用该高度规测量高度的方法。

背景技术

高度测量作为测量技术中的一个重要方面，其测量的方便性与准确性备受关注。如Tomas Fischer等人在2006年IEEE系统、仪器及检测技术的国际研讨会(Instrumentation and Measurement Technology Conference)上发表的论文A Novel Optical Method of Dimension Measurement of Objects withCircular Cross-section中揭示了一种高度测量方法。

高度测量主要分为非接触式测量与接触式测量两大类。而在接触式测量中，一般使用高度规作为主要的测量工具。目前，高度规300主要由底座310、导柱320、延伸杆330、测量杆340与高度量测表350构成，请参阅图6。利用现有的高度规300测量待测量元件200时，测量杆340一般均与待测量表面垂直接触以进行测量。当以待测量元件200狭小的环形面230作为测量基准面，测量上表面220与环形面230的距离时，需先使测量杆340与环形面230垂直接触并调零使环形面230作为测量基准面（参考零点）。但是，由于环形面230过于狭小，使得测量杆340很难与环形面230紧密接触，即使勉强接触，也会导致待测量元件200产生倾斜，从而不能准确根据测量基准面对高度规300进行调零，使得测量上表面220与环形面230的高度距离时量测失败或量测误差过大。

因此，有必要提供一种可有效减少在此种情形下的测量误差的高度规。

发明内容

下面将以具体实施例说明一种可有效减少在上述情形下的测量误差的高度规。

一种高度规，包括底座、导柱、延伸杆以及量测部，所述导柱固定于底座，所述延伸杆包括可滑动的套设于导柱的滑动部，用于沿导柱的轴向移动，所述量测部设于延伸杆远离导柱的一端，所述量测部包括基准杆、高度量测表、测量杆、固定架、第一探针与第二探针，基准杆固定于延伸杆，高度量测表固定于基准杆，测量杆可滑动的套设于基准杆，固定架连接于测量杆远离基准杆的一端，第一探针与第二探针可转动的连接于固定架并可相对张开成一预定夹角，当进行测量时第一探针及第二探针的末端同时与待测量面的相对两侧紧密接触。

一种高度测量方法，包括步骤：提供待测量元件以及如权利要求1所述的高度规，所述待测量元件具有一个基准面和一个待测量面；旋转第一探针和第二探针至预定夹角，并使第一探针与第二探针与待测量元件的基准面的相对两侧紧密接触；使第一探针和第二探针与待测量元件的待测量面紧密接触并保持第一探针与第二探针的预定夹角不变；根据高度量测表获取待测量面与基准面间的高度距离。

相对于现有技术，本技术方案的高度规及高度量测方法具有如下优点：首先，其利用可绕固定架旋转的第一探针与第二探针形成一预定夹角以对待测量表面进行测量，避免了探针垂直设置而无法接触到待测量的狭小表面的问题，较少了测量困难；其次，其利用第一探针与第二探针与待测量表面的相对两侧紧密接触进行测量，防止待测试元件倾斜，改善量测误差，提高测量精度。

附图说明

图1是本技术方案实施例提供的高度规的示意图。

图2是本技术方案的高度规的固定架与探针连接处的剖视图。

图3是本技术方案待测量元件的示意图。

图4是本技术方案的高度规确定基准面并调零的示意图。

图5是本技术方案的高度规测量待测量面的示意图。

图6是现有技术的高度规的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本技术方案的高度规作进一步详细说明。

请参阅图1，本技术方案实施例提供的高度规100，包括底座10、导柱20、延伸杆30以及量测部40。

底座10具有第一表面12与第二表面14。所述第一表面12与第二表面14平行相对。第一表面12为平面，其用于承载待测量元件。

导柱20固定于底座10并与底座10垂直，即与第一表面12垂直。导柱20近似为圆柱体。

延伸杆30包括滑动部31、延伸部32。滑动部31通过固定螺丝33固定至导柱20。

滑动部31具有圆形的通孔，其内孔径略大于导柱20的外径以可与导柱20相配合。滑动部31可滑动的套设于导柱20，用以使延伸杆30可沿导柱20的轴向移动，从而调节延伸杆30相对底座10的第一表面12的距离。滑动部31的一端与固定螺丝33连接。固定螺丝33用于将滑动部31锁紧，以使滑动部31相对导柱20固定，从而使与滑动部31固定的延伸杆30相对固定于导柱20。

延伸部32具有表面322以及与表面322垂直连接的侧面324。延伸部32的一端与滑动部31固定，延伸部32平行于底座10的第一表面12。延伸部32的另一端具有固定孔326与通孔328。固定孔326自表面322向延伸部32内开设，其垂直于表面322，用于套合测量杆40。通孔328自侧面324向延伸部32内开设，其垂直于侧面324。通孔328与固定孔326相连通，通孔328的中心轴线垂直于固定孔326的中心轴线。

量测部40包括基准杆42、高度量测表43、测量杆44、固定架446、第一探针442与第二探针444。基准杆42固定于延伸杆30，高度量测表43固定于基准杆42，测量杆44可滑动的套设于基准杆42。固定架446连接于测量杆44远离基准杆42的一端。第一探针442与第二探针444可转动的连接于固定架446。

基准杆42的直径略大于固定孔326的孔径，从而基准杆42可穿过固定孔326，并通过基准杆42与固定孔326间的过盈配合固定于延伸部32远离导柱20的一端。基准杆42与测量杆44套合的一端开设有滑动孔，滑动孔的孔径与测量杆44靠近基准杆42一端的直径相当，以可将测量杆44可滑动的收容于基准杆42的滑动孔内。

测量杆44位于滑动孔内的部分可具有齿条结构，调节螺丝34与测量杆44配合部分具有齿轮结构。调节螺丝34可穿过通孔328进入到滑动孔内，利用调节螺丝34与测量杆44的齿轮齿条啮合关系，转动调节螺丝34即可调节测量杆44相对基准杆42的高度位置。

请参阅图2，测量杆44远离基准杆42的一端设有固定架446。固定架446具有一空腔4462，空腔4462内横跨一固定轴4464，固定轴4464固设于固定架446的空腔4462内。第一探针442与第二探针444可转动的连接于固定轴4464。空腔4462具有垂直于固定轴4464的两相对内壁4468，固定轴4464上位于第一探针442与其一侧内壁4468以及第二探针444与其另一侧内壁4468间均设置有处于压缩状态的固定弹簧4466。第一探针442与第二探针444的长度相等。从而，第一探针442与第二探针444可绕固定轴4464旋转形成一预定夹角并通过两侧的固定弹簧4466固定，以配合待量测面上两相对量测位置，使得第一探针442与第二探针444可与该待量测面的两相对量测位置紧密接触。

第一探针442与第二探针444的另一端均具有测量探头440。测量探头440用于与待测量面接触以获得该待测量面的高度值。测量探头440既可为圆锥状，也可为圆柱状，本实施例中，测量探头440为圆锥状。

高度量测表43套设于测量杆40的基准杆42。测量杆44穿过基准杆42的滑动孔延伸至高度量测表43内部，高度量测表43可通过机械、电容电感或光电的变化感知测量杆44高度的改变。例如机械式高度量测表43中，测量杆44位于高度量测表43内的部分具有齿条结构，高度量测表43可通过其内部的齿轮组合结构将测量杆44高度的微小位移变化放大，并显示在表盘上。电容电感式高度量测表43中，测量杆44为金属，可将测量杆44作为其内部电容或电感电路结构中的铁芯，测量杆44高度改变时，电路结构中的电容或电感将改变，再将电容或电感将改变转化为显示表盘的显示数值，该数值即为测量杆44的高度变化数值。从而，各种高度量测表43均可用于获取并显示测量探头440量测到的高度值。

本技术方案的高度规100利用测量杆40的第一探针442与第二探针444旋转至预定夹角以可与待测量面紧密接触进行测量，可有效防止待测试元件倾斜，提高测量精确度。

本技术方案实施例还提供一种利用上述高度规100对待测量元件的高度进行量测的方法，其包括以下步骤：

第一步，提供待测量元件200以及如上所述的高度规100。

请参阅图3，所述待测试元件200具有相对的底面210与上表面220。待测试元件200沿其轴线方向开设有阶梯形圆孔202。阶梯形圆孔202的阶梯连接处具有环形面230。本实施例中，以环形面230作为基准面，测量上表面220与环形面230间的高度距离。

第二步，旋转第一探针442与第二探针444至预定夹角，并使第一探针442与第二探针444与待测量元件200的基准面紧密接触。

请参阅图4，根据环形面230的距离将第一探针442与第二探针444绕固定轴4464旋转至预定夹角，使第一探针442与第二探针444分别与环形面230的相对两侧相接触并紧密贴合。由于第一探针442与第二探针444均与阶梯形圆孔202的中心轴线成锐角，所以第一探针442与第二探针444可有效地与环形面230紧密接触。并且，由于第一探针442与第二探针444分别与环形面230的相对两侧相接触，所以不会导致待测量元件200倾斜而产生过大的测量误差。

第三步，将高度量测表43调零。

测量杆40的第一探针442与第二探针444分别与环形面230的相对两侧紧密接触后，将高度量测表43的显示值调为零，以环形面230作为后续测量的基准面即参考零点。

当然，也可以省略该调零步骤，而直接读取探针与该基准面接触时高度量测表43的数值，后续只需将测量待测量面时的读数减去该数值即可。

第四步，使第一探针442和第二探针444与待测量元件200的上表面220紧密接触。

请参阅图5，保持第一探针442和第二探针444的夹角不变，利用调节螺丝34调节测量杆44相对基准杆42的高度位置，使第一探针442和第二探针444均与待测量元件200的上表面220紧密接触。

第五步，根据高度量测表43读取上表面220与环形面230间的高度距离。

高度量测表43根据测量杆44在高度量测表43的位置确定其高度变化，从而显示测量杆44的高度变化数值。使用者可从高度量测表43读取上表面220与环形面230间的高度距离。

相对于现有技术，本技术方案的高度规及高度量测方法具有如下优点：首先，其利用可绕固定架转动的第一探针与第二探针形成一预定夹角以对待测量表面进行测量，避免了探针垂直设置而无法接触到待测量的狭小表面的问题，较少了测量困难；其次，其利用第一探针与第二探针与待测量表面的相对两侧紧密接触进行测量，防止待测试元件倾斜，改善量测误差，提高测量精度。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本技术方案的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本技术方案权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种高度规，包括底座、导柱、延伸杆以及量测部，所述导柱固定于底座，所述延伸杆包括可滑动的套设于导柱的滑动部，用于沿导柱的轴向移动，所述量测部设于延伸杆远离导柱的一端，其特征在于，所述量测部包括基准杆、高度量测表、测量杆、固定架、第一探针与第二探针，基准杆固定于延伸杆，高度量测表固定于基准杆，测量杆可滑动的套设于基准杆，固定架连接于测量杆远离基准杆的一端，第一探针与第二探针可转动的连接于固定架并可相对张开成一预定夹角，当进行测量时第一探针及第二探针的末端同时与待测量面的相对两侧紧密接触。

2.如权利要求1所述的高度规，其特征在于，所述固定架具有空腔以及横跨该空腔且固定于固定架的固定轴，所述第一探针与第二探针可转动的连接于固定架的固定轴。

3.如权利要求2所述的高度规，其特征在于，所述空腔具有垂直于固定轴的两相对内壁，固定轴上位于第一探针与其一侧内壁以及第二探针与其另一侧内壁间均设置有处于压缩状态的固定弹簧。

4.如权利要求1所述的高度规，其特征在于，所述导柱与滑动部间设置固定螺丝，固定螺丝可自滑动部向导柱方向旋紧，以使滑动部相对固定于导柱。

5.如权利要求1所述的高度规，其特征在于，所述第一探针与第二探针的长度相等。

6.如权利要求1所述的高度规，其特征在于，所述第一探针与第二探针靠近底座一端均具有测量探头，测量探头用于与待测面接触以获取其高度位置。

7.一种高度测量方法，包括步骤：

提供待测量元件以及如权利要求1所述的高度规，所述待测量元件具有一个基准面和一个待测量面；

旋转第一探针和第二探针至预定夹角，并使第一探针与第二探针与待测量元件的基准面的相对两侧紧密接触；

使第一探针和第二探针与待测量元件的待测量面紧密接触并保持第一探针与第二探针的预定夹角不变；

根据高度量测表获取待测量面与基准面间的高度距离。

8.如权利要求7所述的高度测量方法，其特征在于，使第一探针和第二探针与待测量元件的基准面紧密接触后，将高度量测表调零。

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