CN112082074A - 测量用高精度移动导向机构及测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及测量用高精度移动导向机构及测量装置，包括铝型材导轨，所述铝型材导轨上间隔设有两个滑槽导轨；移动小车，包括车体，所述车体一侧沿所述滑槽导轨长度方向间隔设有多个偏心轴，所述车体另一侧沿所述滑槽导轨长度方向间隔设有多个弹性元件，所述弹性元件上设有所述偏心轴，所述偏心轴上设有滚轮，所述滚轮设置在所述滑槽导轨内，所述弹性元件的弹性变形方向朝向所述滑槽导轨。具有结构设计合理、自动补偿磨损量、导向精度高、结构运行稳定可靠等优点。

Description

测量用高精度移动导向机构及测量装置
技术领域：
本发明涉及长度测量设备技术领域，具体涉及测量用高精度移动导向机构及测量装置。
背景技术：
长度测量时需要一个固定测量点和一个移动测量点，移动测量点与固定测量点之间的距离就是测量物的长度，而移动测量点的移动精度是影响长度测量精度的主要原因。为了提高测量精度，现有技术主要采用导向机构对移动测量点进行导向，进而提高测量精度。
现有导向机构主要包括导轨(又叫滑轨)和安装在导轨上的移动小车(又叫滑座、滑块、移动座等)，将固定测量点设置在导轨的一端，移动测量点设置在移动小车上，进而实现长度测量。为了降低成本、提高手持操作的灵活性和方便性，现有技术通常采用铝型材制成导轨，例如有的铝型材采用圆柱形的导轨或槽型导轨或V型导轨等，但无论采用何种形式导轨，现有的移动小车主要与铝型材导轨采用滑动摩擦的形式进行导向，这种滑动摩擦导向方式虽然能够提高接触面积，有助于提高导向精度，但滑动摩擦磨损较快，特别是当铝型材导轨和/或移动小车的加工精度不高时，这种滑动摩擦磨损尤为突出，磨损后移动小车与铝型材导轨之间间隙变大，从而导致导向精度下降，最终影响长度测量精度。另外现有的导向机构还存在一些不足，一是移动小车和铝型材导轨的加工误差没有消除措施，且加工误差会累加到测量误差上，导致测量精度难以进一步提高；二是移动小车和铝型材导轨之间磨损后没有相应的补救措施，因此现有的导向机构普遍存在开始使用时导向精度能够达到要求，但使用一段时间后导向精度下降，无法满足导向精度要求。因此，有必要对现有测量导向机构进行改进。
需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。
发明内容：
本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供测量用高精度移动导向机构及测量装置，具有结构设计合理、自动补偿磨损量、导向精度高、结构运行稳定可靠等优点。
本发明通过采取以下技术方案实现上述目的：
测量用高精度移动导向机构，包括：
铝型材导轨，所述铝型材导轨上间隔设有两个滑槽导轨；
移动小车，包括车体，所述车体一侧沿所述滑槽导轨长度方向间隔设有多个偏心轴，所述车体另一侧沿所述滑槽导轨长度方向间隔设有多个弹性元件，所述弹性元件上设有所述偏心轴，所述偏心轴上设有滚轮，所述滚轮设置在所述滑槽导轨内，所述弹性元件的弹性变形方向朝向所述滑槽导轨。
所述车体为板状结构。
所述弹性元件由所述车体一体加工成型。
所述弹性元件端部与所述车体一体成型，其余部分悬空设计，所述弹性元件悬空设计部分与所述车体之间间隔设置。
所述车体通过加工勺型通孔形成勺型弹性元件。
所述勺型通孔向所述车体中心倾斜设置。
所述偏心轴一端通过螺钉安装在所述车体上，所述偏心轴另一端设有轴承，所述轴承上设有所述滚轮。
所述车体一侧沿所述滑槽导轨长度方向间隔设有两个所述偏心轴，所述车体另一侧沿所述滑槽导轨方向间隔设有两个所述弹性元件。
所述滑槽导轨形状与所述滚轮的轮廓形状相匹配。
所述滚轮的轮廓设计成V型。
测量装置，包括如上所述的测量用高精度移动导向机构。
所述移动导向机构上设有磁栅传感器，所述磁栅传感器包括磁栅、磁头、检测电路和数显表，所述铝型材导轨上方设有开口，所述移动小车上设有连接板，所述连接板上端穿过所述开口，所述连接板上端设有安装座，所述铝型材导轨上端设有磁栅凹槽，所述磁栅凹槽上设有所述磁栅，所述铝型材导轨一端设有所述定卡爪，所述安装座下端设有动卡爪，所述安装座上设有磁头和数显表。
所述开口两侧的铝型材导轨上分别设有C型槽，所述C型槽上设有防尘罩。
所述安装座上还设有把手。
本发明采用上述结构，能够带来如下有益效果：
(1)通过在铝型材导轨上设计滑槽导轨和在移动小车上设计滚轮，可以实现滚动移动导向，具有移动阻力小、磨损小、导向顺畅等优点；(2)通过在移动小车上设计弹性元件，可以实现预设弹性变形量，从而可以自动补偿加工误差和磨损间隙，使滚轮与滑槽导轨之间始终紧密接触，进而确保移动小车的移动精度高且持续有效；(3)通过设计偏心轴，可以调节弹性元件的弹性变形量，从而更好的确保导向精度，延长使用寿命；(4)通设计两个弹性元件和四个滚轮，整体结构具有结构稳定、运行平稳、导向精度高、成本低的优点。
附图说明：
图1为本发明移动导向机构的结构示意图；
图2为本发明铝型材导轨的结构示意图；
图3为本发明移动小车的立体结构示意图；
图4为本发明移动小车的另一视角结构示意图；
图5为本发明移动小车的俯视结构示意图；
图6为本发明测量装置的结构示意图；
图7为本发明测量装置的局部结构示意图；
图中，1、铝型材导轨，101、滑槽导轨，102、开口，103、磁栅凹槽，104、C型槽，2、移动小车，201、车体，202、偏心轴，203、弹性元件，2031、勺型弹性元件，204、滚轮，205、勺型通孔，206、螺钉，207、轴承，208、安装螺纹孔，3、磁栅传感器，301、磁栅，302、磁头，303、数显表，4、连接板，5、安装座，6、定卡爪，7、动卡爪，8、防尘罩，9、把手。
具体实施方式：
为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
此外，术语“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的位置。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，需要说明的是，磁栅传感器是现有技术，其工作原理及各部件的连接关系已经非常成熟，使用时直接采购即可，因此在此不再赘叙。本申请的发明点在于将磁栅传感器应用在本申请的移动导向机构上形成磁栅测量装置。
如图1-5所示，测量用高精度移动导向机构，包括：
铝型材导轨1，所述铝型材导轨1上间隔设有两个滑槽导轨101；
移动小车2，包括车体201，这里的车体201主要起到安装滚轮204的目的，可以是板状结构，所述车体201一侧沿所述滑槽导轨101长度方向间隔设有多个偏心轴202，所述车体201另一侧沿所述滑槽导轨101长度方向间隔设有多个弹性元件203，所述弹性元件203上设有所述偏心轴202，所述偏心轴202上设有滚轮204，所述滚轮204设置在所述滑槽导轨101内，所述弹性元件203的弹性变形方向朝向所述滑槽导轨101。通过在铝型材导轨1上设计滑槽导轨101和在移动小车2上设计滚轮204，改变传统的滑动移动方式，实现滚动移动进行导向，具有移动阻力小、磨损小、导向顺畅等优点；通过在移动小车2上设计弹性元件203，可以实现预设弹性变形量(即两个滚轮204外边缘之间的间距大于两个滑槽导轨101之间的间距，挤压弹性元件203使其产生弹性变形)，从而可以自动补偿加工误差和磨损间隙，使滚轮204与滑槽导轨101之间始终紧密接触，进而确保移动小车2的移动精度高且持续有效；通过设计偏心轴202，实现调节两个滚轮204之间的间距，进而可以调节弹性元件203的弹性变形量，有利于消除加工误差以及后期磨损产生的误差带来的不利影响，从而更好的确保导向精度，延长使用寿命。
所述车体201为板状结构。板状结构具有结构强度高、加工方便、成本低、平整等优点。
所述弹性元件203由所述车体201一体加工成型。使弹性元件与车体连接有更加牢固，弹性元件受压变形时连接依然牢固可靠。
所述弹性元件203端部与所述车体201一体成型，其余部分悬空设计，所述弹性元件203悬空设计部分与所述车体201之间间隔设置。悬空设计是为了更好的产生弹性变形。
所述车体201通过加工勺型通孔205形成勺型弹性元件2031。勺型结构具有在保证连接牢固的前提下产生可靠的弹性变形。
所述勺型通孔205向所述车体中心倾斜设置，进一步提高弹性元件203与车体201连接的牢固性以及弹性变形可恢复性。
所述偏心轴202一端通过螺钉206安装在所述车体201上，所述偏心轴202另一端设有轴承207，所述轴承207上设有所述滚轮204。采用螺钉206安装偏心轴207具有安装方便快捷。
所述车体201一侧沿所述滑槽导轨101长度方向间隔设有两个所述偏心轴202，所述车体201另一侧沿所述滑槽导轨101方向间隔设有两个所述弹性元件203。通设计两个弹性元件203和四个滚轮204，整体结构具有结构稳定、运行平稳、导向精度高、成本低的优点。
所述滑槽导轨101形状与所述滚轮204的轮廓形状相匹配。
所述滚轮204的轮廓设计成V型。
如图6-7所示，测量装置，包括如上所述的测量用高精度移动导向机构。
所述移动导向机构上设有磁栅传感器3，所述磁栅传感器3包括磁栅301、磁头302、检测电路和数显表303，这里的检测电路是磁栅传感器自带的，所述铝型材导轨1上方设有开口102，所述移动小车2上设有连接板4，车体201上设有安装螺纹孔208，连接板4通过螺栓安装在安装螺纹孔208上，所述连接板4上端穿过所述开口102，所述连接板4上端设有安装座5，这里的安装座5可以是由多块型材或板材拼接而成，所述铝型材导轨1上端设有磁栅凹槽103，所述磁栅凹槽103上设有所述磁栅301，所述铝型材导轨1一端设有所述定卡爪6，所述安装座5下端设有动卡爪7，所述安装座5上设有磁头302、检测电路和数显表303。将磁栅传感器应用在本申请的移动导向机构中即可实现磁栅测量装置，具有测量精度高、测量操作简便等优点。
所述开口102两侧的铝型材导轨1上分别设有C型槽104，所述C型槽104上设有防尘罩8。防尘罩8有效保护铝型材导轨1内的滑槽导轨101。
所述安装座5上还设有把手9。便于移动安装座5。
本发明移动导向机构的安装过程：
需要说明的是，本申请的移动导向机构不仅适用于手持测量，还可以直接固定在机床等设备上进行长度测量。使用时先通过偏心轴202调节两个滚轮204之间的间距，使两个滚轮204边缘之间的间距要大于两滑槽导轨101之间的间距，进而实现将弹性元件203挤压产生弹性变形量，然后将移动小车2通过滚轮204安装在铝型材导轨1的滑槽导轨内101，即可实现高精度快速移动，将固定测量点设置在铝型材导轨1的一端，而移动测量点设置在移动小车2上。具体的以磁栅测量装置为例，将定卡爪6设置在铝型材导轨1一端作为固定测量点，将动卡爪7设置在安装座5下端作为移动测量点，并将磁栅301安装在铝型材导轨1的磁栅凹槽103内，将磁头302、检测电路和数显表303等设置在安装座5上，测量时需先对磁栅传感器进行矫准，然后通过把手9推动移动小车2及其上的部件一起移动进行长度测量即可。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.测量用高精度移动导向机构，其特征在于，包括：
铝型材导轨，所述铝型材导轨上间隔设有两个滑槽导轨；
移动小车，包括车体，所述车体一侧沿所述滑槽导轨长度方向间隔设有多个偏心轴，所述车体另一侧沿所述滑槽导轨长度方向间隔设有多个弹性元件，所述弹性元件上设有所述偏心轴，所述偏心轴上设有滚轮，所述滚轮设置在所述滑槽导轨内，所述弹性元件的弹性变形方向朝向所述滑槽导轨。
2.根据权利要求1所述的测量用高精度移动导向机构，其特征在于，所述车体为板状结构，所述弹性元件由所述车体一体加工成型。
3.根据权利要求2所述的测量用高精度移动导向机构，其特征在于，所述弹性元件端部与所述车体一体成型，其余部分悬空设计，所述弹性元件悬空设计部分与所述车体之间间隔设置。
4.根据权利要求1或3所述的测量用高精度移动导向机构，其特征在于，所述车体通过加工勺型通孔形成勺型弹性元件。
5.根据权利要求4所述的测量用高精度移动导向机构，其特征在于，所述勺型通孔向所述车体中心倾斜设置。
6.根据权利要求1或5所述的测量用高精度移动导向机构，其特征在于，所述偏心轴一端通过螺钉安装在所述车体上，所述偏心轴另一端设有轴承，所述轴承上设有所述滚轮。
7.根据权利要求6所述的测量用高精度移动导向机构，其特征在于，所述车体一侧沿所述滑槽导轨长度方向间隔设有两个所述偏心轴，所述车体另一侧沿所述滑槽导轨方向间隔设有两个所述弹性元件。
8.根据权利要求7所述的测量用高精度移动导向机构，其特征在于，所述滑槽导轨形状与所述滚轮的轮廓形状相匹配，所述滚轮的轮廓设计成V型。
9.测量装置，其特征在于，包括如权利要求1-8所述的任一测量用高精度移动导向机构。
10.根据权利要求9所述的测量装置，其特征在于，所述移动导向机构上设有磁栅传感器，所述磁栅传感器包括磁栅、磁头和数显表，所述铝型材导轨上方设有开口，所述移动小车上设有连接板，所述连接板上端穿过所述开口，所述连接板上端设有安装座，所述铝型材导轨上端设有磁栅凹槽，所述磁栅凹槽上设有所述磁栅，所述铝型材导轨一端设有所述定卡爪，所述安装座下端设有动卡爪，所述安装座上设有磁头和数显表，所述开口两侧的铝型材导轨上分别设有C型槽，所述C型槽上设有防尘罩，所述安装座上还设有把手。
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