CN112595349B - 一种超长基准仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械检测机械技术领域，尤其是涉及一种超长基准仪，包括水泥基础、U型底座、大理石平台、导轨和行走小车，其特征在于：所述水泥基础上设有U型底座，U型底座内设有调节结构，每两个U型底座支撑一块大理石平台，大理石平台上设有两根平行行走导轨和驱动轨道，所述行走导轨上通过直线轴承连接行走小车，所述行走小车有驱动机构与驱动轨道连接，所述行走小车内设有程控板、测量仪器和记录设备。具有方便调节的固定和柔性连接直线轴承的行走小车，具有浮动连接的零间隙齿轮传动系统，保证了超长基准仪的测量精度。

Description

一种超长基准仪

技术领域

本发明涉及机械检测机械技术领域，尤其是涉及一种超长基准仪。

背景技术

目前，市面上有多种水平检测仪器，比如：激光测距仪、水准仪 ,经伟仪, 全站仪等，那么这些检测仪器的精度如何检测呢，因此需要有一个更精确的检具，来评价和校准这些产品。中国专利文献CN201610328687，卧式智能长度基准仪，提出了卧式智能长度基准仪，包括上位机、主工作台、附加工作台及丝杠传动单元，附加工作台及丝杠传动单元平行且分别安装于主工作台上，附加工作台上安装有光栅尺，丝杠传动单元包括滑轨、丝杠及丝母，滑轨的头部固定安装有固定测量块，滑轨上滑动安装有移动测量块，且移动测量块固定于丝母上，移动测量块上安装有光栅尺读数头，光栅尺读数头位于光栅尺的上方，且二者互相平行，光栅尺读数头的输出端与上位机电气连接，丝杠的与伺服电机的输出轴连接，伺服电机经伺服驱动器与PLC电气连接，PLC与上位机电气连接。还有中国专利CN2802444Y，一种自动安平的万向激光水平基准仪包括：壳体中设有激光束发生装置，万向节和重锤组成的自动安平机构，自动安平机构使激光束发生装置自动保持水平状态，壳体中设有电源，壳体内设有与激光束发生装置相配合的柱面透镜。所述的激光束发生装置是一种能在同一水平面内产生至少二条激光光束的激光束发生装置；在各条激光光束传播路径上设有能将激光光束转换为水平相接的激光线的柱面透镜。由于激光束发生装置能在同一水平面内产生多条激光光束，经柱面透镜折射后，可得到多条激光线，各激光线相连可获得大角度水平激光线，从而使本实用新型可实现大范围的水平基准作业。这些基准仪尺寸太小，不符合远距离精度的测量。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有水平基准仪基尺寸短小的问题，提供一种长距离的高精度的基准仪。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：一种超长基准仪，包括水泥基础、U型底座、大理石平台、行走导轨和行走小车，其特征在于：所述水泥基础上设有U型底座，U型底座内设有调节结构，每两个U型底座支撑一块大理石平台，大理石平台上设有平行的两根行走导轨和一根驱动轨道，所述行走导轨上通过直线轴承连接行走小车，所述行走小车有驱动机构与驱动轨道连接，所述行走小车内设有程控板、测量仪器和记录设备。

这是一个超长的基准仪，全长超过50米，由17快3米长的大理石拼接成的平台，行走小车的运行精度在0.2毫米以内，作为一些测量设备仪器的检验和校准基础设施。

作为优选，所述行走小车上的直线轴承为4组，其中一侧的2组直线轴承与行走小车固定连接，另一侧的2组直线轴承与行走小车浮动连接。这样的结构设计，为了减少一个行走导轨上的两组直线轴承与另一个行走导轨上的两组直线轴承距离和角度的变化产生应力，影响小车的运行精度。

作为优选，所述的行走小车直线轴承浮动连接结构是：直线轴承的两端分别由弹性压板夹持，所述弹性压板与行走小车固定连接。这样的结构设计， 直线轴承的两端分别由弹性压板夹持，这样可以容许直线轴承有少量的横向位移和扭转，不影响行走小车的水平度。

作为优选，所述的U型底座内设有的调节结构为：U型底座内两侧分别连接升降丝杠，升降丝杠上面有锁紧螺母，调节螺母，顶块，所述顶块支撑大理石平台。利用调节调节螺母带动升降丝杠旋转，进而调节顶块和大理石的高低，这个结构的缺点是锁紧螺母锁紧后，顶块和大理石的高度会改变，要反复锁紧调节。

作为优选，所述的U型底座内设有的调节结构为：U型底座内两侧分别设有调节滑块，所述调节滑块由调节丝杠与U型底座连接，所述调节滑块上表面为斜面，调节滑块的斜面与支撑块的下斜面匹配并滑动连接，支撑块上面为大理石平台。这是典型的丝杠斜面调节机构，旋转调节丝杠就可以导致调节滑块与支撑块滑动，进而改变大理石的高度。

作为优选，每一个所述的U型底座一侧调节滑块上设有两个调节丝杠，两个调节丝杠中间设有一个顶紧螺钉。调节的时候先确定顶紧螺钉的深度，两个调节丝杠同时用力矩扳手调节，调节到调节滑块顶紧顶紧螺钉，尽可能保证两个调节丝杠的拉力相同，进而保证支撑块上面的水平度。

作为优选，所述每一个U型底座的外面调节丝杠和顶紧螺钉的周围设有角度刻度。更方便先确定调节螺钉的深度，可以换算出来两个调节丝杠调节的角度，便于调整。

作为优选，所述驱动轨道是设在两个行走导轨中间平行的一个矩形面板，矩形面板与大理石平台固定连接，所述矩形面板两侧分别由两个滚柱夹持，滚柱上方由一对齿轮传动，所述齿轮分别为连体齿轮，连体齿轮中间的柱面体外表面分别与两个轴承滚动连接，轴承心轴由一个Y字型导向杆连接，Y字型导向杆通过导向套固定在行走小车上，所述导向套内部有压簧；所述滚柱之一上部连接挠性联轴器，挠性联轴器上面连接行星减速器和电机，行星减速器与行走小车固定连接。电机通过行星减速器和挠性联轴器驱动一个滚柱旋转，滚柱与驱动轨道滚动连接来驱动行走小车移动，由于使用了挠性联轴器，这样给了滚柱一定的摆动量，为了保证行走小车移动的可靠性和精准度，我们通过齿轮增加了一个被动滚柱来共同夹持驱动轨道，同时为了保证这对齿轮传动的精准度，我们把齿轮设计成双体结构，中间的柱面我们采用Y字型导向杆连接的轴承向内压迫，这样就可以保证齿轮零间隙传动，确保小车的运行精度。

作为优选，所述滚柱外侧设有弹性层，齿轮的分度圆直径小于滚柱的直径加矩形面板的厚度。这样滚柱的外表面就可以有一定的变形量，由于齿轮外侧Y字型导向杆的弹性夹持，双滚柱和驱动轨道都是相同的面接触，增加来小车移动的可靠性。

作为优选，所述驱动轨道是设在两个行走导轨中间平行的一个齿条，所述齿条与大理石平台固定连接，与齿条啮合的是一个连体齿轮，连体齿轮中间的柱面体外表面分别由两个轴承滚动连接，轴承心轴由一个Y字型导向杆连接，Y字型导向杆通过导向套固定在行走小车上，所述导向套内部有压簧；连体齿轮轴的上面连接有挠性联轴器，挠性联轴器上面连接行星减速器和电机，行星减速器与行走小车固定连接。这个Y字型导向杆上的两个轴承就给予连体齿轮一个压力，使得齿轮和齿条零间隙传动，保证行走小车的运行精度。

本发明的有益效果是：一种超长基准仪， U型底座上具有方便调节高度的大理石台面，多块大理石台面拼接而成的行走导轨基础，具有方便调节的固定和柔性连接直线轴承的行走小车，具有浮动连接的零间隙齿轮传动系统，保证了超长基准仪的测量精度。

附图说明

图1是本发明一种超长基准仪的总体结构示意图；

图2是本发明一种超长基准仪A-A向的结构示意图；

图3是本发明一种超长基准仪直线轴承弹性压板的安装示意图；

图4是本发明一种超长基准仪直线轴承的弹性压板的两个视图；

图5是本发明一种超长基准仪驱动机构的结构示意图；

图6是本发明一种超长基准仪B-B向的结构示意图；

图7是本发明另一种超长基准仪A-A向的剖视图；

图8是本发明另一种超长基准仪C向的结构示意图；

图中：00、水泥基础，10、U型底座，11、升降丝杠，12、锁紧螺母，13、调节螺母，14、顶块，15、调节滑块，16、支撑块，17、调节丝杠，18、顶紧螺钉，20、大理石，21、支架，22、支座，23、行走导轨，24、齿条，25、矩形面板，30、行走小车，31、直线轴承，32、弹性压板，33、齿轮，34、齿轮轴，35、挠性联轴器，36、行星减速器，37、电机，38、滚柱，39、轴承，40、Y字型导向杆，41、弹簧，42、导向套。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实施例一，结合图1-6，一种超长基准仪，首先在厂房内浇灌长53米，宽2米的水泥基础（00），在水泥基础（00）上设有U型底座（10）34个，每个U型底座（10）内设有两个升降丝杠（11），升降丝杠（11）上分别有锁紧螺母（12）和顶块（14），每两个U型底座（10）上放置3米长的矩形大理石（20）块，反复调节升降丝杠（11）上的调节螺母（13）和锁紧螺母（12），使得17块大理石（20）形成一个长51米的水平大理石平台，在大理石平台上固定安装支架（21），支座（22），行走导轨（23）和驱动轨道齿条（24）；在行走小车（30）的底部一侧固定安装2个直线轴承（31），另一侧分别前后用弹性压板（32）压持2个直线轴承（31）形成浮动连接结构；行走小车（30）内依次安装有伺服电机（37）、行星减速器（36）和挠性联轴器（35），挠性联轴器（35）下面连接齿轮轴（34）和齿轮（33），齿轮（33）外圈中间的圆柱面依次有轴承（39），Y字型导向杆（40），和内有弹簧（41）的导向套（42）支撑，导向套（42）与行走小车（30）固定连接。行走小车（30）内安装有程控板，电池，安装接口， 用来安装各种检测设备。

行走小车（30）行走，由电机通过（37）、行星减速器（36）和挠性联轴器（35）驱动齿轮（33）与齿条（24）啮合带动运行，本机由于一侧直线轴承（31）的柔性结构，齿轮（33）齿条（24）的零间隙运行，保证了超长基准仪的动态测量精度。

实施例二，结合图1、7、8，一种超长基准仪，与实施例1的区别是：水泥基础（00）长度32米，水泥基础（00）上安置有10块3米长的大理石（20），20个U型底座（10）内分别设置调节滑块（15），支撑块（16）、调节丝杠（17）和顶紧螺钉（18），通过调节调节丝杠（17）和顶紧螺钉（18）来调节改变滑块（15）和支撑块（16）斜面的接触位置来调节大理石（20）的高度；大理石平台上用矩形面板（25）来代替齿条（24），用两个齿轮（33）啮合及其延伸轴分别带动两个滚柱（38）来共同夹持矩形面板（25）行走，滚柱（38）外面设有1毫米厚硅胶层，齿轮（33）的分度圆直径小于滚柱（38）的外经加上矩形面板（25）的厚度0.5毫米，这样滚柱（38）和矩形面板（25）就是面接触；两个齿轮（33）都使用轴承、Y字型导向杆（40）和导向套（42）支撑。设其它结构和原理与实施例1相同，这里就不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，比如斜面与丝杠升降的替换，齿条与滚柱的更改，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种超长基准仪，包括水泥基础、U型底座、大理石平台、行走导轨和行走小车，其特征在于：所述水泥基础上设有U型底座，U型底座内设有调节结构，每两个U型底座支撑一块大理石平台，大理石平台上设有平行的两根行走导轨和一根驱动轨道，所述行走导轨上通过直线轴承连接行走小车，所述行走小车有驱动机构与驱动轨道连接，所述行走小车内设有程控板、测量仪器和记录设备；所述驱动轨道是设在两个行走导轨中间平行的一个矩形面板，矩形面板与大理石平台固定连接，所述矩形面板两侧分别由两个滚柱夹持，滚柱上方由一对齿轮传动，所述齿轮分别为连体齿轮，连体齿轮中间的柱面体外表面分别与两个轴承滚动连接，轴承心轴由一个Y字型导向杆连接，Y字型导向杆通过导向套固定在行走小车上，所述导向套内部有压簧；所述滚柱之一上部连接挠性联轴器，挠性联轴器上面连接行星减速器和电机，行星减速器与行走小车固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种超长基准仪，其特征在于，所述滚柱外侧设有弹性层，齿轮的分度圆直径小于滚柱的直径加矩形面板的厚度。

3.根据权利要求1所述的一种超长基准仪，其特征在于，所述行走小车上的直线轴承为4组，其中一侧的2组直线轴承与行走小车固定连接，另一侧的2组直线轴承与行走小车浮动连接。

4.根据权利要求1所述的一种超长基准仪，其特征在于，所述的U型底座内设有的调节结构为：U型底座内两侧分别连接升降丝杠，升降丝杠上面有锁紧螺母，调节螺母，顶块，所述顶块支撑大理石平台。

5.根据权利要求1所述的一种超长基准仪，其特征在于，所述的U型底座内设有的调节结构为：U型底座内两侧分别设有调节滑块，所述调节滑块由调节丝杠与U型底座连接，所述调节滑块上表面为斜面，调节滑块的斜面与支撑块的下斜面匹配并滑动连接，支撑块上面为大理石平台。

6.一种超长基准仪，包括水泥基础、U型底座、大理石平台、行走导轨和行走小车，其特征在于：所述水泥基础上设有U型底座，U型底座内设有调节结构，每两个U型底座支撑一块大理石平台，大理石平台上设有平行的两根行走导轨和一根驱动轨道，所述行走导轨上通过直线轴承连接行走小车，所述行走小车有驱动机构与驱动轨道连接，所述行走小车内设有程控板、测量仪器和记录设备；所述驱动轨道是设在两个行走导轨中间平行的一个齿条，所述齿条与大理石平台固定连接，与齿条啮合的是一个连体齿轮，连体齿轮中间的柱面体外表面分别由两个轴承滚动连接，轴承心轴由一个Y字型导向杆连接，Y字型导向杆通过导向套固定在行走小车上，所述导向套内部有压簧；连体齿轮轴的上面连接有挠性联轴器，挠性联轴器上面连接行星减速器和电机，行星减速器与行走小车固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种超长基准仪，其特征在于，所述行走小车上的直线轴承为4组，其中一侧的2组直线轴承与行走小车固定连接，另一侧的2组直线轴承与行走小车浮动连接。

8.根据权利要求6所述的一种超长基准仪，其特征在于，所述的U型底座内设有的调节结构为：U型底座内两侧分别连接升降丝杠，升降丝杠上面有锁紧螺母，调节螺母，顶块，所述顶块支撑大理石平台。

9.根据权利要求6所述的一种超长基准仪，其特征在于，所述的U型底座内设有的调节结构为：U型底座内两侧分别设有调节滑块，所述调节滑块由调节丝杠与U型底座连接，所述调节滑块上表面为斜面，调节滑块的斜面与支撑块的下斜面匹配并滑动连接，支撑块上面为大理石平台。

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