CN108225251B - 锥形沉孔辅助测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种锥形沉孔辅助测量装置，用于测量锥形沉孔的沉头深度，该锥形沉孔开设于一安装面。本发明的锥形沉孔辅助测量装置包括顶杆、锥头和支座，锥头具有底面和侧面，底面设于顶杆的一端，侧面能伸入沉头并与沉头的内壁贴合。支座与顶杆滑动配合，支座具有基准面，基准面设有支脚，支脚能随着支座的移动而与安装面贴合。

Description

锥形沉孔辅助测量装置

技术领域

本发明涉及一种锥形沉孔辅助测量装置。

背景技术

锥形沉孔是一种常见的沉孔形式，其通常包括直孔和位于直孔的端部的沉头，沉孔内部需要安装与之匹配的衬套，衬套的端面与安装面平齐。衬套是根据现有沉孔的尺寸加工的。但是，由于沉头与直孔贯通，且呈锥形，使得沉头的深度(沉头沿轴向的延伸距离)难以直接测量，影响衬套的加工。

现有技术中，为了获得沉头的深度，通常需要加工出与锥形沉孔相匹配的试块，试块的高度即为沉头的深度。但是，在此过程中，需要反复对试块进行加工，调整试块的尺寸，直至试块与锥形沉孔配合良好，但是，这样的操作较为复杂，耗时较长，且受试块加工精度的影响，测量结果的精度较低。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能简化操作并提高测量精度的锥形沉孔辅助测量装置。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一个方面，一种锥形沉孔辅助测量装置，用于测量锥形沉孔的沉头深度，所述锥形沉孔开设于一安装面。所述锥形沉孔辅助测量装置包括顶杆、锥头和支座，所述锥头具有底面和侧面，所述底面设于所述顶杆的一端，所述侧面能伸入所述沉头并与所述沉头的内壁贴合。所述支座与所述顶杆滑动配合，所述支座具有基准面，所述基准面设有支脚，所述支脚能随着所述支座的移动而与所述安装面贴合。

根据本发明的一实施方式，在所述支脚贴合于所述安装面且所述锥头伸入所述沉孔时，所述沉头的深度、所述底面与所述基准面的距离、所述底面的直径、所述锥形沉孔的内径、所述底面与所述侧面的母线的夹角以及所述基准面与所述安装面的距离满足以下关系：

其中，U为所述沉头的深度，M为所述底面与所述基准面的距离，D为所述底面的外径，d为所述锥形沉孔的内径，为所述底面与所述侧面的母线的夹角，L为所述基准面与所述安装面的距离。

根据本发明的一实施方式，所述支脚位于所述侧面的外侧，且所述支脚靠近所述锥头的表面为与所述底面边缘匹配的弧面。

根据本发明的一实施方式，所述支脚的数量为两个，且两个所述支脚对称分布于所述锥头的两侧。

根据本发明的一实施方式，所述基准面设有通孔，所述顶杆穿过所述通孔并滑动配合。

根据本发明的一实施方式，所述基准面、所述底面和所述安装面均为平面，且在所述支脚贴合于所述安装面且所述锥头伸入所述沉孔时，所述基准面、所述底面和所述安装面相互平行。

根据本发明的一实施方式，所述锥头为圆锥结构或圆台结构。

根据本发明的一实施方式，所述锥头和所述顶杆为一体式结构。

根据本发明的一实施方式，所述锥头与所述顶杆可拆卸连接。

根据本发明的一实施方式，所述支脚与所述支座为一体式结构。

由上述技术方案可知，本发明具备以下优点和积极效果中的至少之一：

在测量时，可将顶杆沿锥形沉孔的中轴线设置，并将锥头配合伸入锥形沉孔中，使锥头的侧面与锥形沉孔内壁贴合；再将支座沿顶杆向安装面滑动，直至支脚与安装面贴合；然后，可通过游标卡尺等测量工具测量基准面与安装面的距离；最后，结合预先确定的支脚的高度、底面与侧面的母线的夹角、底面的直径以及锥形沉孔的内径间的几何关系，计算出沉头的深度。由此，可免于通过反复加工试块来测量沉头深度，使测量操作得以简化，同时，可避免反复加工带来的误差，提高测量结果的精度。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是锥形沉孔的示意图；

图2是本发明实施方式锥形沉孔辅助测量装置的示意图；

图3是图2中A部的放大图；

图4是图2中锥形沉孔辅助测量装置的顶杆和锥头的立体图；

图5是图2中锥形沉孔辅助测量装置的顶杆和锥头的前视图；

图6是图2中锥形沉孔辅助测量装置的支座的立体图；

图7是图2中锥形沉孔辅助测量装置的支座的前视图。

图中：100、锥形沉孔；101、沉头；102、直孔；200、安装面；300、连接件；1、顶杆；2、锥头；21、底面；22、侧面；3、支座；31、基准面；311、通孔；32、支脚。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”、“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“顶”、“底”等也作具有类似含义。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

如图1所示，本发明实施方式提供一种锥形沉孔辅助测量装置，该锥形沉孔辅助测量装置可用于测量锥形沉孔100的沉头101的深度，该锥形沉孔100可开设于一安装面200，该安装面200可以是一连接件300的表面。同时，锥形沉孔100可以包括沉头101和直孔102，沉头101为具有大端和小端的锥形结构，该小端与直孔102的端部连通，且大端位于安装面200上。锥形沉孔100的内径为直孔102的内径d。

如图2和图3所示，本发明实施方式的锥形沉孔辅助测量装置可以包括顶杆1、锥头2和支座3。其中，锥头2具有底面21和侧面22，底面21设于顶杆1的一端，锥头2的侧面22能伸入沉头101并与沉头101的内壁贴合。支座3与顶杆1滑动配合，支座3具有基准面31，基准面31设有支脚32，支脚32能随着支座3的移动而与安装面200贴合。

本发明实施方式的锥形沉孔辅助测量装置，在测量时，可将顶杆1沿锥形沉孔100的中轴线设置，并将锥头2配合伸入锥形沉孔100中，使侧面22与锥形沉孔100的内壁贴合；再将支座3沿顶杆1向开设锥形沉孔100的安装面200滑动，直至支脚32与安装面200贴合；然后，可通过游标卡尺等测量工具测量基准面31与安装面200的距离；最后，结合事先确定的支脚32的高度、底面21与侧面22的母线的夹角、底面21的直径以及直孔102的内径间的几何关系，计算出沉头101的深度。从而不用通过反复加工试块来测量沉头101的深度，使测量操作得以简化，同时，可避免反复加工带来的误差，提高测量结果的精度。

下面对锥形沉孔辅助测量装置的各组成部分进行详细说明：

如图4所示，在一实施方式中，顶杆1可以是圆柱状结构，但不以此为限，也可以是棱柱或其它结构。

如图4和图5所示，在一实施方式中，锥头2可以是圆台结构，其可具有大端、小端和侧壁，该大端的端面为底面21，底面21为平面，该侧壁为侧面22，侧面22为锥面。如图2所示，锥头2的小端能伸入沉头101，侧面22能与沉头101的内壁匹配贴合。底面21的直径大于沉头101的最大直径，即大于沉头101在安装面200上的边缘的直径，以防止锥头2完全伸入沉头101的内部。当然，底面21的直径也可小于或等于沉头101的最大直径。

如图2所示，底面21可设于顶杆1的一端，并与顶杆1垂直，且锥头2的中轴线与顶杆1的轴向线共线。同时，锥头2与顶杆1可以是一体式结构，也可以通过卡接、螺纹连接等可拆卸的方式连接，以便更换不同锥度的锥头2，从而用于不同锥度的锥形沉孔100。在本发明的其它实施方式中，锥头2还可以是圆锥结构，只要具有底面21和侧面22，在此不再详述。

如图6和图7所示，在一实施方式中，支座3可具有一基准面31，该基准面31为平面，并可设有通孔311，通孔311的形状和尺寸可与顶杆1相匹配，并可沿垂直于基准面31的方向贯通支座3。顶杆1可配合穿过通孔311，锥头2位于顶杆1穿出基准面31的一端，此时，底面21朝向基准面31，支座3可沿顶杆1往复移动。

基准面31上可设有支脚32，支脚32位于锥头2的外侧，使得底面21可与基准面31贴合或分离，而不被支脚32阻挡。支脚32靠近锥头2的表面可为弧面，该弧面可与底面21的边缘相匹配，底面21可与基准面31贴合，且在贴合时，底面21的边缘与支脚32的弧面匹配贴合。当然，支脚32靠近锥头2的表面还可以是平面。同时，如图2所示，支脚32远离基准面31的表面为平面，在锥头2伸入锥形沉孔100，且支座3套设于顶杆1上时，基准面31、底面21和安装面200相互平行，此时，可使支座3向安装面200移动，将支脚32贴合于安装面200。

支脚32与支座3可以是一体式结构，也可通过卡接等方式固定连接。同时，支脚32的数量可以是两个，且两个支脚32可对称分布于通孔311的两侧，锥头2可容置于两个支脚32之间。当然，支脚32的数量可以是一个、三个或者更多个。

下面对本发明示例实施方式的沉孔辅助测量装置的使用方法进行说明：

可预先测量支脚32的高度L、锥形沉孔100的内径d，底面21的直径D和锥头2的锥角γ。根据锥角γ和锥形的几何性质，可计算出底面21与锥头2的母线的夹角夹角等于锥角γ的一半的余角，即当然，也可直接测量夹角

在开始测量时，可先将锥头2伸入锥形沉孔100的沉头101内，再将支座3沿顶杆1向安装面200滑动，直至支脚32与安装面200贴合，使基准面31朝向安装面200。此时，可利用游标卡尺测量基准面31与底面21的距离M，支脚32的高度L为底面21与基准面31的距离。

如图3所示，沉头101的深度U、基准面31与底面21的距离M、沉头101的底部到底面21的距离N、支脚32的长度L满足以下关系：

U＝M+N－L；

沉头101的底部到底面21的距离N、底面21的直径、直孔102的内径以及底面21与锥头2的母线的夹角满足以下关系：

综上，可以得出计算沉头101的深度U的关系式：

由此，在实际测量时，只需测量出基准面31与底面21的距离M，然后再带入上述计算沉头101的深度U的关系式，即可计算出沉头101的深度U，不用通过反复加工试块来测量沉头101深度，使测量操作得以简化，同时，可避免反复加工带来的误差，提高测量结果的精度。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (8)

1.一种锥形沉孔辅助测量装置，用于测量锥形沉孔的沉头深度，所述锥形沉孔开设于一安装面，其特征在于，所述锥形沉孔辅助测量装置包括：

顶杆；

锥头，具有底面和侧面，所述底面设于所述顶杆的一端，所述侧面能伸入所述沉头并与所述沉头的内壁贴合；

支座，与所述顶杆滑动配合，所述支座具有基准面，所述基准面设有支脚，所述支脚能随着所述支座的移动而与所述安装面贴合；

其中，在所述支脚贴合于所述安装面且所述侧面伸入所述沉孔时，所述沉头的深度、所述底面与所述基准面的距离、所述底面的直径、所述锥形沉孔的内径、所述底面与所述侧面的母线的夹角以及所述基准面与所述安装面的距离满足以下关系：

U＝M＋(D-d) /2×tanφ－L；

其中，U为所述沉头的深度，M为所述底面与所述基准面的距离，D为所述底面的外径，d为所述锥形沉孔的内径，φ为所述底面与所述侧面的母线的夹角，L为所述基准面与所述安装面的距离；

其中，所述基准面、所述底面和所述安装面均为平面，且在所述支脚贴合于所述安装面且所述侧面伸入所述沉孔时，所述基准面、所述底面和所述安装面相互平行。

2.根据权利要求1所述的锥形沉孔辅助测量装置，其特征在于，所述支脚位于所述锥头的外侧，且所述支脚靠近所述锥头的表面为与所述底面边缘匹配的弧面。

3.根据权利要求2所述的锥形沉孔辅助测量装置，其特征在于，所述支脚的数量为两个，且两个所述支脚对称分布于所述锥头的两侧。

4.根据权利要求1所述的锥形沉孔辅助测量装置，其特征在于，所述基准面设有通孔，所述顶杆穿过所述通孔并滑动配合。

5.根据权利要求1所述的锥形沉孔辅助测量装置，其特征在于，所述锥头为圆锥结构或圆台结构。

6.根据权利要求1所述的锥形沉孔辅助测量装置，其特征在于，所述锥头和所述顶杆为一体式结构。

7.根据权利要求1所述的锥形沉孔辅助测量装置，其特征在于，所述锥头与所述顶杆可拆卸连接。

8.根据权利要求1所述的锥形沉孔辅助测量装置，其特征在于，所述支脚与所述支座为一体式结构。