CN110617762A - 一种锥孔角度及角度偏差测量仪器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锥孔角度测量装置技术领域，尤其涉及一种锥孔角度及角度偏差测量仪器，包括定位板、扇形测量块和电阻式位移传感器，所述定位板的一端沿其长度方向贯穿有矩形孔，所述定位板的另一端的底面滑动设置有定位块，所述定位块沿定位板的长度方向滑动，所述扇形测量块转动设置在矩形孔内，所述扇形测量块的轴线与其转动轴线重合，所述扇形测量块与定位块位于同一条直线上，所述扇形测量块的圆弧面靠近定位块设置，所述电阻式位移传感器通过传感器支架固定设置在定位板的上方，所述电阻式位移传感器垂直于定位板设置，所述电阻式位移传感器的测量头通过连杆机构与扇形测量块连接。

Description

一种锥孔角度及角度偏差测量仪器
技术领域
本发明属于锥孔角度测量装置技术领域，尤其涉及一种锥孔角度及角度偏差测量仪器。
背景技术
在液压或气压传动装置中，为了保证传动的精确性和稳定性，通常需要机构配合紧密，而在有的机构中采用的是锥孔和锥台配合，而通常情况下，锥孔角度测量比较困难，测量误差较大，当遇到斜面或者比较弯曲的平面时，就很难测量。若锥孔的角度偏差较大，则会导致配合松动，导致机构出现震动，传动出现问题。
现有锥孔角度测量存在以下缺陷和不足：1.现有的测量仪器较为昂贵，测量仪器成本较高，测量方法较为复杂；2.一般测量仪器都是根据刻度度数测量，误差较大。
发明内容
为解决现有技术存在的锥孔测量困难、测量成本高和测量误差大的问题，本发明提供一种锥孔角度及角度偏差测量仪器。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下，一种锥孔角度及角度偏差测量仪器，包括定位板、扇形测量块和电阻式位移传感器，所述定位板的一端沿其长度方向贯穿有矩形孔，所述定位板的另一端的底面滑动设置有定位块，所述定位块沿定位板的长度方向滑动，所述扇形测量块转动设置在矩形孔内，所述扇形测量块的轴线与其转动轴线重合，所述扇形测量块与定位块位于同一条直线上，所述扇形测量块的圆弧面靠近定位块设置，所述电阻式位移传感器通过传感器支架固定设置在定位板的上方，所述电阻式位移传感器垂直于定位板设置，所述电阻式位移传感器的测量头通过连杆机构与扇形测量块连接。
作为优选，所述连杆机构包括第一连杆和第二连杆，所述电阻式位移传感器的测量头、第一连杆和第二连杆依次连接，所述扇形测量块的侧面开设有滑槽，所述第二连杆远离第一连杆的一端与滑槽滑动连接，所述第一连杆的滑动方向与电阻式位移传感器的测量头的伸缩方向设置在同一平面内。当扇形测量块转动时，带动第一连杆和第二连杆的转动和滑动，从而带动电阻式位移传感器的测量头的伸缩，结构简单，设计巧妙。
作为优选，所述扇形测量块的侧面沿其转动方向开设有弧形限位槽，所述定位板上固定设置有与弧形限位槽配合的限位柱。当限位柱抵靠在弧形限位槽的顶端时，扇形测量块的顶面与定位支架平行，用来校零并且防止扇形测量块继续下滑损坏电阻式位移传感器。
作为优选，所述扇形测量块的圆心角为90°。即扇形测量块呈1/4圆形，便于该测量仪器的加工制造，便于该测量仪器的数据测量和计算。
作为优选，所述扇形测量块与待测锥孔接触的测量面呈弧面，所述定位块远离扇形测量块的测量面也呈弧面。使用该测量仪器测量待测锥孔时，先将测量仪器的定位块和扇形测量块置入锥孔内，同时定位板的底端与锥孔的顶端接触，再滑动定位块至定位块不可滑动，此时定位块和扇形测量块的测量面均与锥孔的孔壁接触，定位块和扇形测量块的测量面均呈弧面，保证扇形测量块和定位块与待测锥孔的孔壁均线接触，有利于定位块和扇形测量块找到锥孔的直径，提高该测量仪器的测量精度。
进一步地，所述定位板的底面沿其长度方式固定设置有导轨，所述定位块由齿轮驱动沿导轨滑动，所述齿轮的齿轮轴穿过定位板且外露于定位板的上方。齿轮与定位块啮合，驱动定位块沿导轨滑动，保证定位块移动的方向精度；齿轮轴外露于定位板的上方便于旋转操作齿轮轴。
进一步地，所述矩形孔包括沿定位板长度方向依次开设的矩形小孔和矩形大孔，所述矩形大孔供扇形测量块和连杆机构穿过，所述矩形小孔的宽度等于扇形测量块的厚度。矩形大孔，起到扇形测量块和连杆机构的导向作用，矩形小孔起到扇形测量块转动的导向作用，提高该测量仪器的测量精度和测量可靠性。
进一步地，所述定位板上固定设置有转轴，所述扇形测量块转动套设在转轴上。结构简单，便于加工和装配。
有益效果：本发明的锥孔角度及角度偏差测量仪器，采用电阻式位移传感器测量，与传统的刻度测量相比提高了测量精度，对于微小误差测量来说灵活性较高；本发明的锥孔角度及角度偏差测量仪器，电阻式位移传感器价格相对便宜，低温度变化，低扭矩操作和高速应用，提高锥孔的测量精度和测量效率；本发明的锥孔角度及角度偏差测量仪器，结构简单，设计巧妙，减少了组合偏差，且制作成本较低。
附图说明
图1是本发明锥孔角度及角度偏差测量仪器的第一角度的立体结构示意图；
图2是本发明锥孔角度及角度偏差测量仪器的第二角度的立体结构示意图；
图3是本发明锥孔角度及角度偏差测量仪器的第三角度的立体结构示意图；
图4是本发明锥孔角度及角度偏差测量仪器的立体爆炸示意图；
图5是本发明锥孔角度及角度偏差测量仪器的仰视示意图；
图6是本发明锥孔角度及角度偏差测量仪器的测量原理示意图；
图中：1、定位板，1-1、矩形孔，1-2、矩形小孔，1-3、矩形大孔，2、扇形测量块，2-1、滑槽，2-2、弧形限位槽，3、电阻式位移传感器，4、传感器支架，5、定位块，6、连杆机构，6-1、第一连杆，6-2、第二连杆，6-3、销轴，7、限位柱，8、导轨，9、齿轮，9-1、齿轮轴，10、转轴，11、螺母，12、第一螺钉，13、第二螺钉，14、锥孔。
具体实施方式
实施例
如图1～5所示，一种锥孔角度及角度偏差测量仪器，包括定位板1、扇形测量块2和电阻式位移传感器3，所述扇形测量块2的圆心角为90°，所述定位板1的一端沿其长度方向贯穿有矩形孔1-1，所述定位板1的另一端的底面滑动设置有定位块5，所述定位块5沿定位板1的长度方向滑动，具体地，所述定位板1的底面沿其长度方式固定设置有导轨8，所述定位块5由齿轮9驱动沿导轨8滑动，定位块5上开设有与齿轮9啮合的齿形，所述齿轮9的齿轮轴9-1穿过定位板1且外露于定位板1的上方；所述扇形测量块2转动设置在矩形孔1-1内，所述扇形测量块2的轴线与其转动轴线重合，具体地，所述矩形孔1-1包括沿定位板1长度方向依次开设的矩形小孔1-2和矩形大孔1-3，所述矩形大孔1-3供扇形测量块2和连杆机构6穿过，所述矩形小孔1-2的宽度等于扇形测量块2的厚度，所述定位板1上固定设置有转轴10，所述转轴10的两端通过螺母11螺纹锁紧固定，所述扇形测量块2转动套设在转轴10上，所述扇形测量块2与定位块5位于同一条直线上，所述扇形测量块2的圆弧面靠近定位块5设置，所述扇形测量块2与待测锥孔14接触的测量面呈弧面，所述定位块5远离扇形测量块2的测量面也呈弧面；
如图1～4所示，所述电阻式位移传感器3通过传感器支架4固定设置在定位板1的上方，传感器支架4通过第一螺钉12固定与定位板1固定连接，所述电阻式位移传感器3垂直于定位板1设置，所述电阻式位移传感器3的测量头通过连杆机构6与扇形测量块2连接；具体地，所述连杆机构6包括第一连杆6-1和第二连杆6-2，所述电阻式位移传感器3的测量头、第一连杆6-1和第二连杆6-2依次连接，其中，电阻式位移传感器3的测量头和第一连杆6-1通过第二螺钉13固定连接，第一连杆6-1和第二连杆6-2通过销轴6-3转动连接，所述扇形测量块2的侧面开设有滑槽2-1，所述第二连杆6-2远离第一连杆6-1的一端与滑槽2-1滑动连接，所述第一连杆6-1的滑动方向与电阻式位移传感器3的测量头的伸缩方向设置在同一平面内。
如图2～4所示，为了便于调零和保护电阻式位移传感器3，所述扇形测量块2的侧面沿其转动方向开设有弧形限位槽2-2，所述弧形限位槽2-2和滑槽2-1位于扇形测量块2的两侧，所述定位板1上固定设置有与弧形限位槽2-2配合的限位柱7，当限位柱7抵靠在弧形限位槽2-2的顶端时，弧形测量块的顶面与定位支架平行。
工作原理如下：
1)、测量待测锥孔14的角度
首选，向下转动扇形测量块2，使限位柱7抵靠在弧形限位槽2-2的顶端，此时弧形测量块的顶面与定位支架平行，完成该测量仪器的调零操作；如图6所示，再将该测量仪器的定位块5和扇形测量块2置入待测锥孔14内，同时定位板1的底端与待测锥孔14的顶端接触，再通过转动齿轮轴9-1，带动齿轮9驱动定位块5远离扇形测量块2向外滑动，直至定位块5不可再滑动，定位块5的测量面与待测锥孔14的孔壁接触，同时，扇形测量块2向下转动至扇形测量块2的测量面与待测锥孔14的孔壁接触，此时，定位块5和扇形测量块2所在的位置为待测锥孔14的直径位置；
上述扇形测量块2向下转动的过程中，扇形测量块2依次带动第二连杆6-2和第一连杆6-1滑动和转动，第二连杆6-2带动电阻式位移传感器3的测量头向下滑动，电阻式位移传感器3测得在竖直方向上扇形测量块2的移动距离为h1，根据扇形测量块2的半径为R和三角函数，得出锥孔14的角度为：θ1＝arcsin(h1/R)；
2)、测量待测锥孔14的角度偏差
首先，重复上述动作使用该测量仪器测量标准锥孔的角度，其中，电阻式位移传感器3测得在竖直方向上扇形测量块2的移动距离为h2，根据扇形测量块2的半径为R和三角函数，得出标准锥孔的角度为：θ2＝arcsin(h2/R)；
则，待测锥孔14的角度偏差为：δ＝θ1-θ2＝arcsin(h1/R)-arcsin(h2/R)。

Claims (8)

1.一种锥孔角度及角度偏差测量仪器，其特征在于：包括定位板(1)、扇形测量块(2)和电阻式位移传感器(3)，所述定位板(1)的一端沿其长度方向贯穿有矩形孔(1-1)，所述定位板(1)的另一端的底面滑动设置有定位块(5)，所述定位块(5)沿定位板(1)的长度方向滑动，所述扇形测量块(2)转动设置在矩形孔(1-1)内，所述扇形测量块(2)的轴线与其转动轴线重合，所述扇形测量块(2)与定位块(5)位于同一条直线上，所述扇形测量块(2)的圆弧面靠近定位块(5)设置，所述电阻式位移传感器(3)通过传感器支架(4)固定设置在定位板(1)的上方，所述电阻式位移传感器(3)垂直于定位板(1)设置，所述电阻式位移传感器(3)的测量头通过连杆机构(6)与扇形测量块(2)连接。
2.根据权利要求1所述的锥孔角度及角度偏差测量仪器，其特征在于：所述连杆机构(6)包括第一连杆(6-1)和第二连杆(6-2)，所述电阻式位移传感器(3)的测量头、第一连杆(6-1)和第二连杆(6-2)依次连接，所述扇形测量块(2)的侧面开设有滑槽(2-1)，所述第二连杆(6-2)远离第一连杆(6-1)的一端与滑槽(2-1)滑动连接，所述第一连杆(6-1)的滑动方向与电阻式位移传感器(3)的测量头的伸缩方向设置在同一平面内。
3.根据权利要求1或2所述的锥孔角度及角度偏差测量仪器，其特征在于：所述扇形测量块(2)的侧面沿其转动方向开设有弧形限位槽(2-2)，所述定位板(1)上固定设置有与弧形限位槽(2-2)配合的限位柱(7)。
4.根据权利要求3所述的锥孔角度及角度偏差测量仪器，其特征在于：所述扇形测量块(2)的圆心角为90°。
5.根据权利要求1所述的锥孔角度及角度偏差测量仪器，其特征在于：所述扇形测量块(2)与待测锥孔(14)接触的测量面呈弧面，所述定位块(5)远离扇形测量块(2)的测量面也呈弧面。
6.根据权利要求1所述的锥孔角度及角度偏差测量仪器，其特征在于：所述定位板(1)的底面沿其长度方式固定设置有导轨(8)，所述定位块(5)由齿轮(9)驱动沿导轨(8)滑动，所述齿轮(9)的齿轮轴(9-1)穿过定位板(1)且外露于定位板(1)的上方。
7.根据权利要求1所述的锥孔角度及角度偏差测量仪器，其特征在于：所述矩形孔(1-1)包括沿定位板(1)长度方向依次开设的矩形小孔(1-2)和矩形大孔(1-3)，所述矩形大孔(1-3)供扇形测量块(2)和连杆机构(6)穿过，所述矩形小孔(1-2)的宽度等于扇形测量块(2)的厚度。
8.根据权利要求1或7所述的锥孔角度及角度偏差测量仪器，其特征在于：所述定位板(1)上固定设置有转轴(10)，所述扇形测量块(2)转动套设在转轴(10)上。
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