CN108534635B - 一种高精度测长装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度测长装置及使用方法。包括固定壳，固定壳的内筒与转轴基台活动连接，转轴基台一端面同轴设有主刻度盘，主刻度盘上在圆周上分布有主刻度，相邻两主刻度间为1个主分度单位；所述的转轴基台另一端面依次同轴设有转轴Ⅰ和转轴Ⅱ；所述的转轴Ⅰ与套筒Ⅰ的内筒螺纹连接，套筒Ⅰ的外筒壁上设有肋Ⅰ，肋Ⅰ与设于固定壳内筒壁的凹槽Ⅰ滑动连接；所述的转轴Ⅱ与套筒Ⅱ的内筒螺纹连接，套筒Ⅱ的外筒壁上设有肋Ⅱ，肋Ⅱ与设于套筒Ⅰ内筒壁的凹槽Ⅱ滑动连接；所述的转轴Ⅰ与套筒Ⅰ连接的螺纹的螺距小于转轴Ⅱ与套筒Ⅱ连接螺纹的螺距。本发明具有结构简单，测量精度高和成本低的特点。

Description

一种高精度测长装置及使用方法

技术领域

本发明涉及一种量具，特别涉及一种高精度测长装置及使用方法。

背景技术

在加工制造领域，量具的精确度在很大程度上直接影响了所加工零件的精确度，同样在计量检定领域，测长装置的精度，对位移传感器、变形传感器的检定及校准准确度起到决定性作用。目前用于零部件测量的量具主要是游标卡尺或螺旋测微仪，这两种量具的测量精度分别仅能达到“丝”级和“微米”级，这两种量具在加工精密零部件时已不能满足需求，而目前高精密量具有三维数字投影设备，该设备结构较为复杂，设备成本也较高。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高精度测长装置及使用方法。本发明具有结构简单，测量灵活、测量精度高和成本低的特点。

本发明的技术方案：一种高精度测长装置，包括固定壳，固定壳的内筒与转轴基台活动连接，转轴基台一端面同轴设有主刻度盘，主刻度盘上在圆周上分布有主刻度，相邻两主刻度间为1个主分度单位；所述的转轴基台另一端面依次同轴设有转轴Ⅰ和转轴Ⅱ；所述的转轴Ⅰ与套筒Ⅰ的内筒螺纹连接，套筒Ⅰ的外筒壁上设有肋Ⅰ，肋Ⅰ与设于固定壳内筒壁的凹槽Ⅰ滑动连接；所述的转轴Ⅱ与套筒Ⅱ的内筒螺纹连接，套筒Ⅱ的外筒壁上设有肋Ⅱ，肋Ⅱ与设于套筒Ⅰ内筒壁的凹槽Ⅱ滑动连接；所述的转轴Ⅰ与套筒Ⅰ连接的螺纹的螺距小于转轴Ⅱ与套筒Ⅱ连接螺纹的螺距。

前述的高精度测长装置中，所述的转轴Ⅰ与套筒Ⅰ连接的螺纹的螺距为0.9mm，转轴Ⅱ与套筒Ⅱ连接螺纹的螺距为1.0mm。

前述的高精度测长装置中，所述的固定壳的一端面设有副刻度盘，副刻度盘在周向上分布有11个副刻度，相邻两副刻度间为1个副分度单位，共10个副分度单位；副刻度盘与主刻度盘的端面相吻合；所述的10个副分度单位的弧度等于9个主分度单位的弧度。

前述的高精度测长装置中，所述的主刻度盘在圆周上分布有500个主刻度将主刻度盘的圆周分为500个主分度单位。

前述的高精度测长装置的使用方法：旋动主刻度盘，经转轴基台带动转轴Ⅰ和转轴Ⅱ旋转，进而使套筒Ⅰ和套筒Ⅱ伸出，通过套筒Ⅰ和套筒Ⅱ端面的距离，实现测量。

前述的高精度测长装置的使用方法：旋动主刻度盘，经转轴基台带动转轴Ⅰ和转轴Ⅱ旋转，进而使套筒Ⅰ和套筒Ⅱ伸出，通过套筒Ⅱ端面与固定壳端面间的距离，实现测量。

与现有技术相比，本发明在转轴基台的一端面同轴设置主刻度盘，另一端面依次同轴转轴Ⅰ和转轴Ⅱ，转轴基台与固定壳内筒活动连接，转轴Ⅰ和转轴Ⅱ分别经不同螺距的螺纹与套筒Ⅰ和套筒Ⅱ的内筒壁连接，且转轴Ⅰ与套筒Ⅰ连接螺纹的螺距小于转轴Ⅱ与套筒Ⅱ连接螺纹的螺距；测量时，通过旋动主刻度盘，使套筒Ⅰ和套筒Ⅱ伸出不同的长度，即能根据套筒Ⅰ和套筒Ⅱ的端面间距或套筒Ⅱ与固定壳端面间距进行测量；主刻度盘旋动一圈，套筒Ⅰ平移一个“转轴Ⅰ与套筒Ⅰ连接的螺纹螺距(以下简称套筒Ⅰ螺距)”，同时套筒Ⅱ平移一个“转轴Ⅱ与套筒Ⅱ连接的螺纹螺距(以下简称套筒Ⅱ螺距)”，此时套筒Ⅰ和套筒Ⅱ的螺距差即是套筒Ⅰ和套筒Ⅱ的端面间距；通过该结构，即能将套筒Ⅰ、Ⅱ的端面间距的尺寸平均分到主刻度盘周向上，即可以在主刻度盘周向上读取测量值，该结构能够实现高精度测量；由上述可知，本发明不仅结构简单，而且能够实现双量程测量(一个是套筒Ⅰ和套筒Ⅱ的端面间距测量，一个是套筒Ⅱ与固定壳的端面间距测量)，且能够通过套筒Ⅰ和套筒Ⅱ的端面间距测量实现高精度测量，使得测量能够按需选择量程，测量灵活性更高。

本发明所述的转轴Ⅰ和转轴Ⅱ分别经螺距为0.9mm的螺纹和螺距为1.0mm的螺纹与套筒Ⅰ和套筒Ⅱ的内筒壁连接；通过该结构，主刻度盘旋动一圈，套筒Ⅰ和套筒Ⅱ的端面间距为0.1mm；也即是说，本发明将能够将0.1mm的长度转化在主刻度盘的周向上，实现了更高精度的测量。

本发明还在固定壳的一端面上设有与主刻度盘拟合的副刻度盘，副刻度盘在周向上分布有10个副分度单位，10个副分度单位的弧度等于9个主分度单位的弧度；该结构结合了游标卡尺的原理，利用主副刻度差，进一步实现高精度测长。

本发明的主刻度盘的圆周由主刻度均分为500个主分度单位；通过该结构，再结合游标卡尺的原理，能让本发明的理论测量精度能达到0.00002mm，比现有的游标卡尺高500倍，比现有的螺旋测微计高50倍。由此可知发明的测量精度高，且本发明仅通过固定壳，转轴Ⅰ、Ⅱ和套筒Ⅰ、Ⅱ等零部件的组装配合即实现了0.00002mm的理论测量精度，相对于传统的精密测量设备而言，结构简单，成本低。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的仰视图；

图3是图2的B-B处的结构示意图；

图4是本发明的爆炸图。

附图中的标记为：1-固定壳，2-转轴基台，3-主刻度盘，4-转轴Ⅰ，5-转轴Ⅱ，6-副刻度盘，7-套筒Ⅰ，8-肋Ⅰ，9-凹槽Ⅰ，10-套筒Ⅱ，11-肋Ⅱ，12-凹槽Ⅱ，13-主刻度，14-副刻度。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。一种高精度测长装置，构成如图1-4所示，包括固定壳1，固定壳1的内筒与转轴基台2活动连接，转轴基台2一端面设有主刻度盘3，转轴基台2另一端面依次设有转轴Ⅰ4和转轴Ⅱ5，转轴基台2、主刻度盘3、转轴Ⅰ4和转轴Ⅱ5同轴设置；固定壳1的一端面设有副刻度盘6，副刻度盘6与主刻度盘3的端面向拟合；所述的转轴Ⅰ4与套筒Ⅰ7的内筒螺纹连接，套筒Ⅰ7的外筒壁上设有肋Ⅰ8，肋Ⅰ8与设于固定壳1内筒壁的凹槽Ⅰ9滑动连接；所述的转轴Ⅱ5与套筒Ⅱ10的内筒螺纹连接，套筒Ⅱ10的外筒壁上设有肋Ⅱ11，肋Ⅱ11与设于套筒Ⅰ7内筒壁的凹槽Ⅱ12滑动连接；转轴Ⅰ4与套筒Ⅰ7连接的螺纹的螺距为0.9mm，转轴Ⅱ5与套筒Ⅱ10连接螺纹的螺距为1.0mm；所述的主刻度盘3在圆周上分布有500个主刻度13将主刻度盘3的圆周分为500个主分度单位，副刻度盘6在周向上分布有11个副刻度14，相邻两副刻度14间为1个副分度单位，共10个副分度单位；所述的10个副分度单位的弧度等于9个主分度单位的弧度。

前述的高精度测长装置的使用方法：旋动主刻度盘3，经转轴基台2带动转轴Ⅰ4和转轴Ⅱ5旋转，进而使套筒Ⅰ7和套筒Ⅱ10伸出，通过套筒Ⅰ7和套筒Ⅱ10端面的距离，实现测量；或通过套筒Ⅱ10端面与固定壳1端面间的距离，实现测量。

主刻度盘3每旋转一周，则套筒Ⅰ7沿轴向移动0.9mm，而套筒Ⅱ10沿轴向移动1mm，因此，把套筒Ⅰ7端面当作基准面，主刻度盘3每转一周套筒Ⅱ10端面相对套筒Ⅰ7端面前进0.1mm，则主刻度盘上31个主分度单位代表0.1 mm /500=0.0002mm。再有，10个副分度单位等于一个主分度单位(与游标卡尺原理相同)，则一个副分度单位的值为0.0002mm/10=0.00002mm。

Claims (2)

1.一种高精度测长装置，其特征在于：包括固定壳（1），固定壳（1）的内筒与转轴基台（2）活动连接，转轴基台（2）一端面同轴设有主刻度盘（3），主刻度盘（3）上在圆周上分布有主刻度（13），相邻两主刻度（13）间为1个主分度单位；所述的转轴基台（2）另一端面依次同轴设有转轴Ⅰ（4）和转轴Ⅱ（5）；所述的转轴Ⅰ（4）与套筒Ⅰ（7）的内筒螺纹连接，套筒Ⅰ（7）的外筒壁上设有肋Ⅰ（8），肋Ⅰ（8）与设于固定壳（1）内筒壁的凹槽Ⅰ（9）滑动连接；所述的转轴Ⅱ（5）与套筒Ⅱ（10）的内筒螺纹连接，套筒Ⅱ（10）的外筒壁上设有肋Ⅱ（11），肋Ⅱ（11）与设于套筒Ⅰ（7）内筒壁的凹槽Ⅱ（12）滑动连接；所述的转轴Ⅰ（4）与套筒Ⅰ（7）连接的螺纹的螺距小于转轴Ⅱ（5）与套筒Ⅱ（10）连接螺纹的螺距；所述的转轴Ⅰ（4）与套筒Ⅰ（7）连接的螺纹的螺距为0.9mm，转轴Ⅱ（5）与套筒Ⅱ（10）连接螺纹的螺距为1.0mm；所述的固定壳（1）的一端面设有副刻度盘（6），副刻度盘（6）在周向上分布有11个副刻度（14），相邻两副刻度（14）间为1个副分度单位，共10个副分度单位；副刻度盘（6）与主刻度盘（3）的端面相吻合；所述的10个副分度单位的弧度等于9个主分度单位的弧度；所述的主刻度盘（3）在圆周上分布有500个主刻度（13）将主刻度盘（3）的圆周分为500个主分度单位；旋动主刻度盘（3），经转轴基台（2）带动转轴Ⅰ（4）和转轴Ⅱ（5）旋转，进而使套筒Ⅰ（7）和套筒Ⅱ（10）伸出，通过套筒Ⅰ（7）和套筒Ⅱ（10）端面的距离，实现测量。

2.根据权利要求1所述的高精度测长装置，其特征在于：旋动主刻度盘（3），经转轴基台（2）带动转轴Ⅰ（4）和转轴Ⅱ（5）旋转，进而使套筒Ⅰ（7）和套筒Ⅱ（10）伸出，通过套筒Ⅱ（10）端面与固定壳（1）端面间的距离，实现测量。