CN110926352A

CN110926352A - 一种非接触式量具

Info

Publication number: CN110926352A
Application number: CN201911272982.9A
Authority: CN
Inventors: 郭彩芬
Original assignee: Suzhou Vocational University
Current assignee: Suzhou Vocational University
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2020-03-27

Abstract

本发明提供了一种非接触式量具，包括底座，底座上设有竖直设置的丝杠a和光杠，丝杠a的下端通过轴承安装在底座上，丝杠a上配安装有两上下设置的丝杠螺母，丝杠螺母可沿光杠a上下滑动，且位于下方的丝杠螺母上设有支撑台，支撑台上设有两水平设置的光杠b和光杠c，光杠b和光杠c相互垂直，并与两水平设置的凹型槽构成矩形矩形结构，光杠b和光杠c上分别配合安装有水平设置的丝杠b和丝杠c，丝杠b和丝杠c的相交处配合安装有激光测量仪，两凹型槽的相交处通过钢丝绳与位于上方的丝杠螺母连接，防止水平面上的各个杆件产生挠度。优点是：在保证精度的同时还没有量程的限制，操作方便，适用范围广，特别是在测量圆弧半径时优点更为突出。

Description

一种非接触式量具

技术领域

本发明涉及量具技术领域，尤其涉及一种非接触式量具。

背景技术

在工业技术迅速发展的今天，我们会用到各种材料的加工，其中板材加工制造的范围越来越广。在进行板材加工时经常会对板材进行折弯或者打孔处理，尤其是航天设备与船舶的制造更是如此。在这些加工领域中，还经常产生一些较大的圆角与圆孔，在检验的时候人们经常使用的传统量具就体现出了不足之处，一个是量程，还有就是精度。传统量具的量程一般在几厘米到几十厘米不等，精度一般在1mm到0.001mm不等，使用传统量具经常会多次测量后取其平均值。如果圆孔并不完整时很难用传统的量具测量出其精确的值。并且传统量具的直接接触还可能损坏被测表面。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种非接触式量具，在保证精度的同时还没有量程的限制，操作方便，适用范围广，特别是在测量圆弧半径时优点更为突出。

为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：

一种非接触式量具，其特征在于：包括底座，所述底座上设有竖直设置的丝杠a和光杠a，所述丝杠a的下端通过轴承安装在底座上，保证丝杠a垂直于底座且能做竖直方向的旋转运动，所述丝杠a上配安装有两上下设置的丝杠螺母，所述丝杠螺母可沿光杠a上下滑动，且位于下方的丝杠螺母上设有支撑台，所述支撑台上设有两水平设置的光杠b和光杠c，所述光杠b和光杠c相互垂直，并与两水平设置的凹型槽构成矩形矩形结构，所述光杠b和光杠c上分别配合安装有水平设置的丝杠b和丝杠c，所述丝杠b与光杠b相垂直，其一端可滑动的置于光杠b上，另一端可滑动的置于凹型槽中，所述丝杠c与光杠c相垂直，其一端可滑动的置于光杠c上，另一端可滑动的置于凹型槽中，所述丝杠b和丝杠c的相交处配合安装有激光测量仪，使得激光测量仪只能在水平面内运动，两凹型槽的相交处通过钢丝绳与位于上方的丝杠螺母连接，防止水平面上的各个杆件产生挠度。

进一步的，所述底座上设有与光杠相适配的孔，保证丝杠螺母在工作时不发生相对转动。

进一步的，所述丝杠a的下端上套设有锥齿轮b，所述锥齿轮b啮合有锥齿轮a，所述锥齿轮a的外侧设有手柄。

进一步的，所述激光测量仪通过丝杠螺母固定在丝杠b和丝杠c上。

进一步的，所述底座上配合安装有三个拓展支架。

进一步的，所述丝杠b和丝杠c上分别安装有托盘a和托盘b。

进一步的，所述丝杠a和光杠的上端配合安装有端盖。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、从传统的工具本身性质来看，该装置相对于传统的测量工具相比没有量程限制；

2、该装置精度可以达到千分之一毫米；

3、该装置无需多次测量然后取平均值，测量好三个点过后就可以得到结果；

4、相对于传统量具在测量圆弧时优点更为突出；

5、相对于传统的接触式量具，本发明不直接接触被测量工件表面，不会损坏工件。

附图说明

图1为本发明一种非接触式量具的示意图。

图2为图1中C-C的剖视图。

图3为本发明中丝杠b和丝杠c的俯视图。

图4为本发明中底部的控制与判断红外线的工作原理图。

图5为本发明中水平面上的X，Y测距红外线的工作原理图。

图6为图1中B的局部放大图。

图7为图3中A的局部方法图。

图8为本发明的工作说明图。

附图标记列表：

1-端盖，2-丝杠a，3-光杠a，4-丝杠螺母，5-钢丝绳，6-激光测量仪，8-凹型槽，9-拓展支架，11-手柄，12-底座，13-锥齿轮a，14-锥齿轮b，15-丝杠b，16-光杠b，17-支撑台，18-托盘a，19-托盘b，20-丝杠c。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图所示，一种非接触式量具，包括底座12，底座12上设有竖直设置的丝杠a2和光杠a3，丝杠a2的下端通过轴承安装在底座12上，保证丝杠a2垂直于底座12且能做竖直方向的旋转运动，丝杠a2上配安装有两上下设置的丝杠螺母4，丝杠螺母4可沿光杠a3上下滑动，且位于下方的丝杠螺母4上设有支撑台17，支撑台17上设有两水平设置的光杠b16和光杠c，光杠b16和光杠c相互垂直，并与两水平设置的凹型槽8构成矩形矩形结构，光杠b16和光杠c上分别配合安装有水平设置的丝杠b15和丝杠c20，丝杠b15与光杠b16相垂直，其一端可滑动的置于光杠b16上，另一端可滑动的置于凹型槽8中，丝杠c20与光杠c相垂直，其一端可滑动的置于光杠c上，另一端可滑动的置于凹型槽8中，丝杠b15和丝杠c20的相交处配合安装有激光测量仪6，使得激光测量仪6 只能在水平面内运动，两凹型槽8的相交处通过钢丝绳5与位于上方的丝杠螺母4连接，防止水平面上的各个杆件产生挠度。

在本实施例中，底座12上设有与光杠3相适配的孔，保证丝杠螺母在工作时不发生相对转动。

在本实施例中，丝杠a2的下端上套设有锥齿轮b14，锥齿轮b14啮合有锥齿轮a13，锥齿轮a13的外侧设有手柄11。

在本实施例中，激光测量仪16通过丝杠螺母固定在丝杠b15和丝杠c20上。

在本实施例中，底座12上配合安装有三个拓展支架9。

在本实施例中，丝杠b15和丝杠c20上分别安装有托盘a18和托盘b19。

在本实施例中，丝杠a2和光杠3的上端配合安装有端盖1。

工作原理：

利用的是红外线传播时的不扩散原理。因为红外线在穿越其它物质时折射率很小，所以长距离的测距仪都会考虑红外线，而红外线的传播是需要时间的，当红外线从测距仪发出碰到反射物被反射回来被测距仪接受到，再根据红外线从发出到被接受到的时间及红外线的传播速度就可以算出距离，由主控振荡器(即主振)产生的调制信号频率f，经放大后加到GaAs发光管，经电流调制出射红外调制光，从发射光学系统出射射向镜站的反光镜，经反射后，回光被接收光学系统所接收，到达硅光敏二极管，经过光电转换，得到高频的测距信号。

先让丝杠a2垂直通过被测工件的表面，以保证被测圆或者圆弧所在平面与测量仪所在的平面平行，通过观察液体水平仪从而判断是否达到水平。为了防止设备倾斜在选择好位置放置好后还需要打开底座拓展支架9，以保证设备工作平稳。再通过转动手柄11带动锥齿轮a13的转动，再通过锥齿轮b14带动丝杠2的转动从而使支撑台17和丝杠螺母4在垂直方向移动；使工件被测面处于激光测量仪6的有效量程内。为防止设备中各个杆件产生挠度，特意将图2中各个丝杠的一端固定在与支撑台17连接的光杠16上，一端设置在凹型槽8上，再用一根钢丝绳将平面中与丝杠2相对的一个夹角处的一端连接到丝杠螺母4上，这样使各个杆件不是悬臂梁状态，提高了测量精度；端盖1是为了保证丝杠2和光杠3的相对位置固定；在开始测量时通过转动托盘a18和托盘b19带动丝杠b15与丝杠c20的转动，通过两个丝杠来调节测量仪6能够处于该平面框架内的任意位置。

只要激光测量仪6能够捕捉到圆或者圆弧边界3个不同点就能通过计算得出该圆的半径，激光测量仪6上面有三个红外线测量装置，其中两个为测距仪器，可分别测出该装置距离X轴与Y轴的距离；X,Y测距仪在水平面上，还有一个为信号判断装置在激光测量仪6的底部，该装置是只一个判断装置，当信号发射出去后如果此时该发射装置在被测圆孔或者圆弧的内部，

那么光波不能反射回接收装置或反射回接收装置的时间发生了改变，此时的X,Y数据无效，但当调节托盘a18与托盘b19时，该装置所发射的红外线经过边界，光波的反射回接收装置的时间就会改变，此时接收装置收到信号就会保存此处的X,Y值；只要信号变换，就会触发储存程序，且此时的X,Y值会以坐标的形式显示在液晶屏幕上。将上一级的数据暂时保存，当数据储存到三个后按确认键；然后数据发送给程序块，然后再提取程序块算好后传来的结果，将这个信号再转化为数字信号，将数字信号再发送到液晶显示器。

X,Y的测量是靠水平方向的测距仪，测出该装置到水平面上挡板的距离。然后再加上红外线束发射端到测量仪底部信号接收器的水平距离，两者之和为X或Y。实施方案说明：

选材：

作为测量工具，不能过于沉重。重量应该处于10kg-20kg之间。该装置主要的结构就是丝杠和光杠。底座主要用于承重，可用球墨铸铁材料。其中丝杠和光杠要求耐磨且不易腐蚀还要具备良好的刚性要求，宜选用渗碳钢，经渗碳＋淬火＋低温回火后使用。其它结构的选材主要考虑刚性就好，为节约成本宜表面镀铬。工作时根据需要宜涂抹润滑剂。

在工作时选取好三点后保存。然后通过计算程序达到目的。X,Y的值是通过计算红外线从发射到接收所要的时间来确定，V*t=s（速度*时间=路程）。我们将选取好的三点分别设为A(X₁,Y₁);B(X₂,Y₂);C(X₃,Y₃)。圆方程的一般式为X²+Y²+DX+EY+F=0，通过算法将3点代入一般公式后即可得到D,E,F的值，再根据半径R=（（D²+E²-4F）/2）^1/2。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种非接触式量具，其特征在于：包括底座（12），所述底座（12）上设有竖直设置的丝杠a（2）和光杠a（3），所述丝杠a（2）的下端通过轴承安装在底座（12）上，所述丝杠a（2）上配安装有两上下设置的丝杠螺母（4），所述丝杠螺母（4）可沿光杠a（3）上下滑动，且位于下方的丝杠螺母（4）上设有支撑台（17），所述支撑台（17）上设有两水平设置的光杠b（16）和光杠c，所述光杠b（16）和光杠c相互垂直，并与两水平设置的凹型槽（8）构成矩形矩形结构，所述光杠b（16）和光杠c上分别配合安装有水平设置的丝杠b（15）和丝杠c（20），所述丝杠b（15）与光杠b（16）相垂直，其一端可滑动的置于光杠b（16）上，另一端可滑动的置于凹型槽（8）中，所述丝杠c（20）与光杠c相垂直，其一端可滑动的置于光杠c上，另一端可滑动的置于凹型槽（8）中，所述丝杠b（15）和丝杠c（20）的相交处配合安装有激光测量仪（6），两凹型槽（8）的相交处通过钢丝绳（5）与位于上方的丝杠螺母（4）连接。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式量具，其特征在于：所述底座（12）上设有与光杠（3）相适配的孔。

3.根据权利要求1所述的一种非接触式量具，其特征在于：所述丝杠a（2）的下端上套设有锥齿轮b（14），所述锥齿轮b（14）啮合有锥齿轮a（13），所述锥齿轮a（13）的外侧设有手柄（11）。

4.根据权利要求1所述的一种非接触式量具，其特征在于：所述激光测量仪（16）通过丝杠螺母固定在丝杠b（15）和丝杠c（20）上。

5.根据权利要求1所述的一种非接触式量具，其特征在于：所述底座（12）上配合安装有三个拓展支架（9）。

6.根据权利要求1所述的一种非接触式量具，其特征在于：所述丝杠b（15）和丝杠c（20）上分别安装有托盘a（18）和托盘b（19）。

7.根据权利要求1所述的一种非接触式量具，其特征在于：所述丝杠a（2）和光杠（3）的上端配合安装有端盖（1）。