CN109458910A - 外径量规以及测量工件外周圆弧外径的方法 - Google Patents

Abstract

本发明用于测量工件外周的圆弧外径，具体涉及一种外径量规，其包括相互垂直的横尺和测量纵尺；横尺由中部的装配滑轨和对称固定在装配滑轨左右两侧的尺部组成，尺部的外端具有与其相互垂直的夹臂；测量纵尺装配在装配滑轨的内滑槽中且能够沿内滑槽上下滑动；横尺的两尺部及夹臂与测量纵尺均位于同一平面，测量纵尺前端为尖端，该尖端位于横尺的纵向中心线上；横尺的长度2B以及夹臂的长度E均为固定值。本发明所述外径量规结构简单且设计尤为巧妙，同时本发明还提供了一种利用该外径量规测量工件外周圆弧外径的方法，操作极其便利，在测量圆弧小于1/2周长的圆弧外径时，以上优势更为显著。

Description

外径量规以及测量工件外周圆弧外径的方法

技术领域

本发明涉及一种外径量规以及测量圆柱、球体、圆锥、管道等工件外周的圆弧外径的方法，用于测量工件圆弧外径，尤其适用于测量圆弧小于1/2周长的圆弧外径。

背景技术

在加工制造及测绘领域，经常需要对圆柱、球体、圆锥、管道等的圆弧外径进行测量，而传统的测量工具在测量精度、便利性及推广性等诸多方面存在缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种结构简单、制作方便、成本低且使用操作便利的外径量规，通过简单操作及计算即可得出工件外部圆弧的外径值。

本发明所述的外径量规，包括相互垂直的横尺和测量纵尺；横尺由中部的装配滑轨和对称固定在装配滑轨左右两侧的尺部组成，尺部的外端具有与其相互垂直的夹臂，通过左右两夹臂可实现对圆柱、球体、圆锥、管道等外部圆弧的夹持；测量纵尺装配在装配滑轨的内滑槽中且能够沿内滑槽上下滑动；横尺的两尺部及夹臂与测量纵尺均位于同一平面，面，测量纵尺前端为尖端，该尖端位于横尺的纵向中心线上(即测量纵尺的尖端始终沿横尺的中心线滑动)；横尺的长度2B以及夹臂的长度E均为固定值。

使用时，通过测量纵尺测量其尖端与横尺前端面之间的垂直距离A，将A、B、E的数值带入公式(其中，R为工件的外部圆弧外径)，即可计算得出工件的外部圆弧外径。

上述公式由以下两公式推得：

公式一：其中，C为测量纵尺尖端与横尺上左右任一端的距离，α为测量纵尺尖端和横尺左右任一端的连线与测量纵尺纵向中线之间的夹角；

由此得出

根据勾股定理，得到公式二：C²＝D²+B²，

再结合公式三：D＝E-A

推得

由上述可知，本发明所述外径量规结构简单且设计尤为巧妙，通过简单操作及计算即可得出工件外周的圆弧外径值，整个操作极其便利。在测量圆弧小于1/2周长的圆弧外径时，以上优势更为显著。

本发明提供了以下两种优选方案来测得数值A：

方案一：

直接在测量纵尺上设置刻度，并通过刻度读出数值A，具体设计方案如下：测量纵尺上具有刻度值，其尖端对应刻度为0，测量时，横尺前端面所对准的测量纵尺上的刻度即为测量纵尺所测的长度值A。进一步优选的，装配滑轨上安装指示箭头，指示箭头指向测量纵尺上的刻度，测量时，指示箭头对准的测量纵尺上的刻度即为测量纵尺所测的长度值A。

方案二：

在测量纵尺上安装数显装置，通过数显装置直接得出长度值A。数显装置是目前的常规装置，在数显卡尺等测量工具上应用较为广泛。

通过以上两种方案都可以得到测量纵尺的尖端与横尺前端面之间的垂直距离A。

为了确保读数的准确性，本发明采用了以下优选方案：在装配滑轨上开有与内滑槽相通的螺纹孔，将锁紧螺栓从外侧与螺纹孔螺纹装配，能够将测量纵尺锁紧定位。测量完成后，可用锁紧螺栓锁紧刻度位置，防止滑动造成读数不准确。

优选的，测量纵尺的前部、后部分别设有防止测量纵尺从内滑槽中脱出的第一限位块、第二限位块，且至少有一个限位块与测量纵尺采用分体连接，一方面便于实现测量纵尺与装配滑轨的内滑槽的装配，另一方面能够限制测量的最大范围，同时有效防止测量纵尺从内滑槽中脱出。

优选的，测量纵尺前部的宽度逐渐减小，直至尖端。

本发明还提供了一种利用上述外径量规测量工件外周圆弧外径的方法，具体包括以下步骤：

①将长度为2B的横尺置于工件外周的外部圆弧上内，使横尺两端的夹臂均与工件的外部圆弧面接触；

②将测量纵尺(自下而上从横尺下端面)装配到横尺中部装配滑轨的内滑槽中，当测量纵尺的尖端与工件接触时，测量出测量纵尺尖端与横尺前端面之间的距离A；

③结合以下公式一、公式二、公式三计算工件外周的圆弧外径R的数值：

公式一：其中，C为测量纵尺尖端与横尺上左右任一端的距离，α为测量纵尺尖端和横尺左右任一端的连线与测量纵尺纵向中线之间的夹角；

公式二：C²＝D²+B²；

公式三：D＝E-A

由公式一、公式二、公式三得到公式四：

分别将A、B、E数值带入公式四，即可计算出工件外周的圆弧外径值。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

本发明所述外径量规结构简单且设计尤为巧妙，同时本发明还提供了一种利用该外径量规测量工件外周圆弧外径的方法，采用该外径量规进行简单操作得到测量纵尺的尖端与横尺前端面之间的距离，再通过该测量值计算即可得出工件外周的圆弧外径值，整个操作极其便利；在测量圆弧小于1/2周长的圆弧外径时，以上优势更为显著。

附图说明

图1是本发明中实施例一的结构示意图；

图2是图1中横尺的俯视图；

图3将实施例一应用于管道外径测量的示意图；

图4是本发明中实施例二的结构示意图；

图5是实施例二中数显装置的结构原理示意图。

图中：1、横尺；2、装配滑轨；3、测量纵尺；4、刻度值；5、第一限位块；6、尖端；7、指示箭头；8、第二限位块；9、锁紧螺栓；10、尺部；11、内滑槽；12、管道；13、数显装置；14、显示屏；15、集成芯片；16、中心轴；17、滚动栅板；18、切孔；19、光电传感器；20、夹臂。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

实施例一：

如图1、2所示，本实施例中的外径量规包括相互垂直的横尺1和测量纵尺3；横尺1由中部的装配滑轨2和对称固定在装配滑轨2左右两侧的尺部10组成，尺部10的外端具有与其相互垂直的夹臂20；测量纵尺3装配在装配滑轨2的内滑槽11中且能够沿内滑槽11上下滑动；横尺1的两尺部10及夹臂20与测量纵尺3均位于同一平面，测量纵尺3前端为尖端6，该尖端6位于横尺1的纵向中心线上(即测量纵尺3的尖端6始终沿横尺1的中心线滑动)，本实施例中，测量纵尺3前部的宽度逐渐减小，直至尖端6；横尺1的长度2B以及夹臂20的长度E均为固定值。测量纵尺3上具有刻度值4，其尖端6对应刻度为0；同时在装配滑轨2上安装指示箭头7，指示箭头7指向测量纵尺3上的刻度，测量时，指示箭头7对准的测量纵尺3上的刻度即为测量纵尺3所测的长度值A。

本实施例中，测量纵尺3的前部、后部分别设有防止测量纵尺3从内滑槽11中脱出的第一限位块5、第二限位块8，其中，第一限位块5与测量纵尺3采用分体连接(具体方案可以在第一限位块的后端设置螺纹段，同时在测量纵尺的前部开设螺纹孔，使第一限位块与测量纵尺通过螺纹进行连接)，一方面便于实现测量纵尺3与装配滑轨2的内滑槽11的装配，另一方面能够限制测量的最大范围，同时有效防止测量纵尺3从内滑槽11中脱出。为了确保读数的准确性，在装配滑轨2上开有与内滑槽11相通的螺纹孔，将锁紧螺栓9从外侧与螺纹孔螺纹装配，能够将测量纵尺3锁紧定位，在测量完成后，可用锁紧螺栓9锁紧刻度位置，防止滑动造成读数不准确。

图3是将本实施例应用于工件外周进行圆弧外径测量的示意图，通过本实施例测量工件外周圆弧外径的具体步骤如下：

①将长度为2B的横尺1置于工件12外周的外部圆弧上，使横尺1两端的夹臂20均与工件12的外部圆弧面接触；

②将测量纵尺3(自下而上从横尺1下端面)装配到横尺1中部装配滑轨2的内滑槽11中，当测量纵尺3的尖端6与工件12接触时，测量出测量纵尺3的尖端6与横尺前端面之间的距离A；

③结合以下公式一、公式二、公式三计算工件12外周的圆弧外径R的数值：

公式一：其中，C为测量纵尺3的尖端6与横尺1上左右任一端的距离，α为测量纵尺3的尖端6和横尺1左右任一端的连线与测量纵尺3纵向中线之间的夹角；

公式二：C²＝D²+B²；

公式三：D＝E-A；

由公式一、公式二、公式三得到公式四：

分别将A、B、E数值带入以上公式，即可计算出工件12外周的圆弧外径值。

由上述可知，本发明所述外径量规结构简单且设计尤为巧妙，通过简单操作及计算即可得出工件12外周的圆弧外径值，整个操作极其便利。在测量圆弧小于1/2周长的圆弧外径时，以上优势更为显著。

实施例二：

如图4所示，本实施例中的外径量规结构与实施例一大体相同，不同之处在于，本实施例中的测量纵尺3上不设置刻度，也无需在装配滑轨2上安装指示箭头7，取而代之的是在测量纵尺3上安装有数显装置13，通过数显装置13直接得出长度值A。数显装置13是目前的常规装置，在数显卡尺等测量工具上应用较为广泛，其结构原理如图5所示，具体包括外壳、设置在外壳上的显示屏14以及位于外壳内的滚动栅板17、光电传感器19、集成芯片15，滚动栅板17安装在外壳内的中心轴16上且绕中心轴16滚动，在滚动栅板17的圆周上均布有切孔18，光电传感器19记录扫过的切孔18个数并将之传给集成芯片15，集成芯片15通过公式转换、计算，将数据传递给显示屏14输出。

在实际应用时，还可以将以上公式四录入集成芯片15中，直接将所测量工件12外周的圆弧外径R显示。

通过改变横尺1的长度2B以及夹臂20的长度E即可获得不同量程的外径量规。

Claims (8)

1.一种外径量规，其特征在于：包括相互垂直的横尺(1)和测量纵尺(3)；横尺(1)由中部的装配滑轨(2)和对称固定在装配滑轨(2)左右两侧的尺部(10)组成，尺部(10)的外端具有与其相互垂直的夹臂(20)；测量纵尺(3)装配在装配滑轨(2)的内滑槽(11)中且能够沿内滑槽(11)上下滑动；横尺(1)的两尺部(10)及夹臂(20)与测量纵尺(3)均位于同一平面，测量纵尺(3)前端为尖端(6)，该尖端(6)位于横尺(1)的纵向中心线上；横尺(1)的长度2B以及夹臂(20)的长度E均为固定值。

2.根据权利要求1所述的外径量规，其特征在于：测量纵尺(3)上具有刻度值(4)，其尖端(6)对应刻度为0。

3.根据权利要求2所述的外径量规，其特征在于：装配滑轨(2)上安装指示箭头(7)，指示箭头(7)指向测量纵尺(3)上的刻度。

4.根据权利要求1所述的外径量规，其特征在于：测量纵尺(3)安装数显装置(13)。

5.根据权利要求1～4中任一所述的外径量规，其特征在于：装配滑轨(2)上开有与内滑槽(11)相通的螺纹孔，锁紧螺栓(9)从外侧与螺纹孔螺纹装配，能够将测量纵尺(3)锁紧定位。

6.根据权利要求1～4中任一所述的外径量规，其特征在于：测量纵尺(3)的前部、后部分别设有防止测量纵尺(3)从内滑槽(11)中脱出的第一限位块(5)、第二限位块(8)，且至少有一个限位块与测量纵尺(3)采用分体连接。

7.根据权利要求1～4中任一所述的外径量规，其特征在于：测量纵尺(3)前部的宽度逐渐减小，直至尖端(6)。

8.一种利用权利要求1～7中任一所述外径量规测量工件外周圆弧外径的方法，其特征在于：包括以下步骤：

①将长度为2B的横尺(1)置于工件(12)外周的外部圆弧上，使横尺(1)两端的夹臂(20)均与工件(12)的外部圆弧面接触；

②将测量纵尺(3)装配到横尺(1)中部装配滑轨(2)的内滑槽(11)中，当测量纵尺(3)的尖端(6)与工件(12)接触时，测量出测量纵尺(3)的尖端(6)与横尺前端面之间的垂直距离A；

③结合以下公式一、公式二、公式三计算工件(12)外周的圆弧外径R的数值：

公式一：其中，C为测量纵尺(3)的尖端(6)与横尺(1)上左右任一端的距离，α为测量纵尺(3)的尖端(6)和横尺(1)左右任一端的连线与测量纵尺(3)纵向中线之间的夹角；

公式二：C²＝D²+B²；

公式三：D＝E-A；

由公式一、公式二、公式三得到公式四：

分别将A、B、E数值带入公式四，即可计算出工件(12)外周的圆弧外径值。