CN112697040A - 一种齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头 - Google Patents

Abstract

本发明属于数字式扫描测头设备技术领域，具体是指一种齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头，包括长方体形状的主体框架，主体框架外设有壳体，主体框架内设有第一片簧测量框架和第二片簧测量框架，片簧测量框架为定板、动板和两连接板通过片簧连接的四边形框架，片簧测量框架内设有光栅尺测量装置、接近开关限位装置、锁紧装置和拉力平衡装置，第一片簧测量框架和第二片簧测量框架外侧罩设有导流罩，导流罩和壳体之间设有导流通道，主体框架上设有连通导流通道的气源接头。本发明提供一种齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头，在保证测量精度的前提下，测头具有较小的体积，且对操作车间的洁净度要求较低，能够在有尘的操作车间内正常应用操作。

Description

一种齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头

技术领域

本发明属于数字式扫描测头设备技术领域，具体是指一种齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头。

背景技术

目前，国内大多数齿轮测量中心的测头采用一种手动旋转的一维杠杆式模拟测头，是趋于淘汰的低端产品，而国外生产的高端齿轮测量中心和计量型坐标测量机已经全部配备了数字式扫描测头，主要品牌为德国克林贝格、德国蔡司和英国雷尼绍；但是目前国外生产的二维、三维高端数字式扫描测头价格昂贵；测头体积较大，不利于测头的安装和应用；对工作车间内空气的洁净度要求较高，只能在无尘车间内进行操作应用，当工作车间内空气的洁净度较低时，易对测头内部结构的测量精度发生影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头，在保证测量精度的前提下，测头具有较小的体积，且对操作车间的洁净度要求较低，能够在有尘的操作车间内正常应用操作。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案：

一种齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头，包括长方体形状的主体框架，所述主体框架外侧可拆卸连接有壳体，所述主体框架内设有两个具有相同构造的片簧测量框架；

所述片簧测量框架包括平行相对设置的定板和动板，所述定板和动板之间分别片簧连接有两平行相对设置的连接板，所述定板、动板和两连接板共同构成长方体形状的片簧测量框架，所述片簧测量框架内侧的所述定板上固定设有片簧安装座，所述片簧安装座上片簧连接有锁紧板一端，所述锁紧板中部设有两锁紧钢球，两所述锁紧钢球相连的直线与所述连接板垂直，所述片簧测量框架内侧的所述动板上固定设有锁紧支架，所述锁紧支架远离所述动板的端部固定设有锁紧圆柱，所述锁紧圆柱的侧面配合于两所述锁紧钢球之间，所述连接板上设有锁紧电机，所述锁紧电机驱动连接有锁紧凸轮，所述锁紧凸轮接触配合所述锁紧板远离所述片簧安装座一端，所述锁紧支架朝向两连接板的两个表面分别安装有微调螺母，两所述微调螺母上分别连接有拉力弹簧一端，两所述拉力弹簧分别穿过同侧的所述连接板，所述拉力弹簧另一端分别连接有弹簧固定架，两所述弹簧固定架固定连接所述定板，两所述拉力弹簧设置的方向与所述连接板垂直，所述动板上固定设有光栅读数头，所述定板上固定设有与所述光栅读数头相对应的标尺光栅，所述定板上设有接近开关，所述动板上设有与所述接近开关配合的定位件；

两所述片簧测量框架分别为第一片簧测量框架和第二片簧测量框架，所述第一片簧测量框架的定板固定设置在所述主体框架内，所述第二片簧测量框架的定板与所述第一片簧测量框架的一个连接板相对设置，所述第一片簧测量框架的动板通过连接件固定连接所述第二片簧测量框架的定板，所述壳体相对所述第二片簧测量框架的动板一侧设有第一开口，所述第二片簧测量框架的动板通过第一开口可拆卸连接有测针盘；

所述第一片簧测量框架和所述第二片簧测量框架外侧罩设有导流罩，所述导流罩相对所述第二片簧测量框架的动板一侧设有第二开口，第二片簧测量框架的动板一侧穿出第二开口，，所述第二片簧测量框架的动板一侧穿出所述第二开口，，所述导流罩可拆卸连接所述主体框架，所述导流罩和所述壳体之间设有导流通道，所述主体框架上安装有连通所述导流通道的气源接口。

作为进一步优化的方案，所述主体框架的一侧设有安装板，所述第一片簧测量框架的定板固定安装在所述安装板上，所述导流罩朝向所述安装板的一侧为第三开口，所述第三开口扣设在所述安装板上。

作为进一步优化的方案，所述气源接口安装在所述安装板上。

作为进一步优化的方案，所述安装板上设有温度湿度传感器，所述温度湿度传感器的检测探头伸入所述导流罩所罩设的内部空间，所述安装板上朝向所述主体框架的外侧的一侧固定设有显示屏，所述显示屏通讯连接所述温度湿度传感器。

作为进一步优化的方案，所述主体框架上设有线缆连接器组件。

作为进一步优化的方案，所述测针盘中心位置设有定位圆柱，所述定位圆柱远离所述测针盘一端设有磁铁，所述测针盘上固定设有围绕所述定位圆柱匀距设置的三组定位钢珠，每组所述定位钢珠设有两个具有一定间隔距离的定位钢珠；

所述第二片簧测量框架的动板上设有定位槽，所述定位槽的底部设有磁石，所述第二片簧测量框架的动板上固定设有围绕所述定位槽设置的三组定位钢柱；

所述定位圆柱和所述定位槽相适应配合，三组所述定位钢柱一一对应卡设在三组所述定位钢珠的两定位钢柱之间。

由于采用上述技术方案，本发明的有益效果：

测针盘带动第二片簧测量框架的动板，第二片簧测量框架的动板通过其连接的片簧和连接板在第二片簧测量框架的定板上相对运动，与此同时，第二片簧测量框架定板上设有的光栅读数头对第二片簧测量框架动板上设有的标尺光栅进行读取移动距离，实现第一片簧测量框架对一个维度的测量，第一片簧测量框架连接第二片簧测量框架，第二片簧测量框架与第一片簧测量框架的工作原理相同，实现对另一个维度进行测量，使齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头具有二维测量能力；

在测量完毕后，片簧测量框架通过片簧弹性恢复初始位置，为了保证测量精度，需要片簧测量框架的测力平衡点能够与初始的零点位置精准重合，本设备中，片簧测量框架定板上固定设有的两弹簧固定架通过拉力弹簧和微调螺母连接片簧测量框架动板上固定设有的锁紧支架，通过微调螺母的调整可以实现片簧测量框架的测力平衡点与初始的零点位置精准重合；

片簧测量框架动板上固定设有的锁紧支架通过锁紧圆柱卡设在片簧测量框架定板上锁紧板的两锁紧钢球之间，使片簧测量框架的动板相对片簧测量框架的定板进行锁定，实现片簧测量框架的零点定位锁紧，由于锁紧板是通过片簧连接片簧安装座，连接板上固定设有的锁紧电机驱动锁紧凸轮可推动锁紧板发生位置变化，从而使两锁紧钢球和锁紧圆柱之间的位置关系发生变化，实现控制两锁紧钢球和锁紧圆柱进行分离或者卡设配合，当一个片簧测量框架在对被检测工件进行一个维度的测量时，该片簧测量框架中的锁紧电机通过锁紧凸轮驱动锁紧板来使两锁紧钢球和锁紧圆柱分离，同时另一个片簧测量框架中的锁紧板通过两锁紧钢球和锁紧圆柱将锁紧支架锁紧，使设备实现单轴测量操作；

片簧测量框架的定板上设有接近开关，片簧测量框架的动板上设有定位件，接近开关和定位件相对应，用于监测片簧测量框架做检测操作时的运动位置，当接近开关监测到片簧测量框架的运动距离过大时，停止片簧测量框架的检测操作，实现对片簧测量框架运动距离的限位；

气源接口接有气源，气体依次通过气源接口、导流通道和第一开口向壳体外喷出，产生了正压出气效果，从而避免了灰尘从第一开口进入齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头内部，影响内部构件的测量精准度，即使在洁净度较低的普通操作车间内也可以进行测量操作；

通过以上结构原理说明，齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头具有较高的测量精度，具有较为紧凑的结构设计，实现较小的体积，且对操作车间的洁净度要求较低，能够在有尘的操作车间内正常应用操作。

附图说明

图1是本实施例中齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头的立体图；

图2是本实施例中壳体内部的结构示意图；

图3是本实施例中安装板及导流罩在主体框架上的立体结构示意图；

图4是本实施例中第一片簧测量框架和第二片簧测量框架在主体框架内的结构示意图；

图5是本实施例中片簧测量框架的立体图；

图6是本实施例中片簧测量框架的结构分解图；

图7是本实施例中片簧测量框架内锁紧电机、锁紧凸轮、锁紧板、锁紧钢珠、锁紧圆柱、锁紧支架、微调螺母和拉力弹簧的配合示意图；

图8是本实施例中第二片簧测量框架和测针盘连接位置的结构示意图；

图9是本实施例中齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头的局部剖视图；

附图中，1-主体框架，2-壳体，3-检测探头，4-定板，5-动板，6-连接板，7-片簧安装座，8-锁紧板，9-锁紧钢球，10-锁紧支架，11-锁紧圆柱，12-锁紧电机，13-锁紧凸轮，14-微调螺母，15-拉力弹簧，16-弹簧固定架，17-光栅读数头，18-标尺光栅，19-接近开关，20-定位件，21-第一片簧测量框架，22-第二片簧测量框架，23-连接件，24-测针盘，25-导流罩，26-导流通道，27-气源接口，28-安装板，29-光栅固定架，30-温度湿度传感器，31-显示屏，32-线缆连接器组件，33-定位圆柱，34-定位钢珠，35-磁铁，36-定位槽，37-定位钢柱。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。

如图1至图9共同所示，一种齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头，包括长方体形状的主体框架1，所述主体框架1外侧可拆卸连接有壳体2，主体框架1内设有两个具有相同构造的片簧测量框架；

片簧测量框架包括平行相对设置的定板4和动板5，定板4和动板5之间分别片簧连接有两平行相对设置的连接板6，定板4、动板5和两连接板6共同构成长方体形状的片簧测量框架，片簧测量框架内侧的定板4上固定设有片簧安装座7，片簧安装座7上片簧连接有锁紧板8一端，锁紧板8中部设有两锁紧钢球9，两锁紧钢球9相连的直线与连接板6垂直，片簧测量框架内侧的动板5上固定设有锁紧支架10，锁紧支架10远离动板5的端部固定设有锁紧圆柱11，锁紧圆柱11的侧面配合于两锁紧钢球9之间，连接板6上设有锁紧电机12，锁紧电机12驱动连接有锁紧凸轮13，锁紧凸轮13接触配合锁紧板8远离片簧安装座7一端，锁紧支架10朝向两连接板6的两个表面分别安装有微调螺母14，两微调螺母14上分别连接有拉力弹簧15一端，两拉力弹簧15分别穿过同侧的连接板6，拉力弹簧15另一端分别连接有弹簧固定架16，两弹簧固定架16固定连接定板4，两拉力弹簧15设置的方向与连接板6垂直，动板5上固定设有光栅读数头17，定板4上固定设有与光栅读数头17相对应的标尺光栅18，定板4上设有接近开关19，动板5上设有与接近开关19配合的定位件20；

两片簧测量框架分别为第一片簧测量框架21和第二片簧测量框架22，第一片簧测量框架21的定板4固定设置在主体框架1内，第二片簧测量框架22的定板4与第一片簧测量框架21的一个连接板6相对设置，第一片簧测量框架21的动板5通过连接件23固定连接第二片簧测量框架22的定板4，壳体2相对第二片簧测量框架22的动板5一侧设有第一开口，第二片簧测量框架22的动板5通过第一开口可拆卸连接有测针盘24；

第一片簧测量框架21和第二片簧测量框架22外侧罩设有导流罩25，导流罩25相对第二片簧测量框架的动板5一侧设有第二开口，导流罩25可拆卸连接主体框架1，导流罩25和壳体2之间设有导流通道26，主体框架1上安装有连通导流通道26的气源接口27。

测量时，测针盘24带动第二片簧测量框架22的动板5，第二片簧测量框架22的动板5通过其连接的片簧和连接板6在第二片簧测量框架22的定板4上相对运动，与此同时，第二片簧测量框架22定板4上设有的光栅读数头17对第二片簧测量框架22动板5上设有的标尺光栅18进行读取移动距离，实现第一片簧测量框架21对一个维度的测量，第一片簧测量框架21连接第二片簧测量框架22，第二片簧测量框架22与第一片簧测量框架21的工作原理相同，实现对另一个维度进行测量，使齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头具有二维测量能力；

在测量完毕后，片簧测量框架通过片簧弹性恢复初始位置，为了保证测量精度，需要片簧测量框架的测力平衡点能够与初始的零点位置精准重合，本设备中，片簧测量框架定板4上固定设有的两弹簧固定架16通过拉力弹簧15和微调螺母14连接片簧测量框架动板5上固定设有的锁紧支架10，通过微调螺母14的调整可以实现片簧测量框架的测力平衡点与初始的零点位置精准重合；

片簧测量框架动板5上固定设有的锁紧支架10通过锁紧圆柱11卡设在片簧测量框架定板4上锁紧板8的两锁紧钢球9之间，使片簧测量框架的动板5相对片簧测量框架的定板4进行锁定，实现片簧测量框架的零点定位锁紧，由于锁紧板8是通过片簧连接片簧安装座7，连接板6上固定设有的锁紧电机12驱动锁紧凸轮13可推动锁紧板8发生位置变化，从而使两锁紧钢球9和锁紧圆柱11之间的位置关系发生变化，实现控制两锁紧钢球9和锁紧圆柱11进行分离或者卡设配合，当一个片簧测量框架在对被检测工件进行一个维度的测量时，该片簧测量框架中的锁紧电机12通过锁紧凸轮13驱动锁紧板8来使两锁紧钢球9和锁紧圆柱11分离，同时另一个片簧测量框架中的锁紧板8通过两锁紧钢球9和锁紧圆柱11将锁紧支架10锁紧，使设备实现单轴测量操作；

片簧测量框架的定板4上设有接近开关19，片簧测量框架的动板5上设有定位件20，接近开关19和定位件20的相对应，用于监测片簧测量框架做检测操作时的运动位置，当接近开关19监测到片簧测量框架的运动距离过大时，使片簧测量框架停止运动，实现对片簧测量框架运动距离的限位；

气源接口27接有气源，气体依次通过气源接口27、导流通道26和第一开口向壳体2外喷出，产生了正压出气效果，从而避免了灰尘从第一开口进入齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头内部，影响内部构件的测量精准度，即使在洁净度较低的普通操作车间内也可以进行测量操作；

通过以上结构原理说明，齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头具有较高的测量精度，具有较为紧凑的结构设计，实现较小的体积，且对操作车间的洁净度要求较低，能够在有尘的操作车间内正常应用操作。

本实施例中，主体框架1的一侧设有安装板28，第一片簧测量框架21的定板4固定安装在安装板28上，导流罩25朝向安装板28的一侧为第三开口，第三开口扣设在安装板28上。

本实施例中，如图6所示，为合理优化片簧测量框架内部空间的应用，光栅读数头17位于主体框架1内侧固定连接有光栅固定架29，光栅固定架29固定连接片簧测量框架的定板4，且光栅固定架29上设有开口，锁紧支架10穿过光栅固定架29上的开口固定连接片簧测量框架的动板5。

本实施例中，气源接口27安装在安装板28上。

本实施例中，安装板上设有温度湿度传感器30，温度湿度传感器30的检测探头3伸入导流罩25所罩设的内部空间，安装板28上朝向主体框架1的外侧的一侧固定设有显示屏31，显示屏31通讯连接温度湿度传感器30，便于补偿温度所造成的测量误差。

本实施例中，主体框架1上设有通用的线缆连接器组件32，且齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头具有较小的体积，便于安装在各种在线测量设备上进行应用。

本实施例中，测针盘24中心位置设有定位圆柱33，定位圆柱33远离测针盘24一端设有磁铁35，测针盘24上固定设有围绕定位圆柱33匀距设置的三组定位钢珠34，每组定位钢珠34设有两个具有一定间隔距离的定位钢珠34；

第二片簧测量框架22的动板5上设有定位槽36，定位槽36的底部设有磁石35，第二片簧测量框架22的动板5上固定设有围绕定位槽设置的三组定位钢柱37；

定位圆柱33和定位槽36相适应配合，三组定位钢柱37一一对应卡设在三组定位钢珠34的两定位钢柱之间，定位圆柱33上的磁铁35和定位槽36上的磁铁35相互配合吸引，使第二片簧测量框架22和测针盘24的连接便于安装拆卸。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头，其特征在于，包括长方体形状的主体框架，所述主体框架外侧可拆卸连接有壳体，所述主体框架内设有两个具有相同构造的片簧测量框架；

所述片簧测量框架包括平行相对设置的定板和动板，所述定板和动板之间分别片簧连接有两平行相对设置的连接板，所述定板、动板和两连接板共同构成长方体形状的片簧测量框架，所述片簧测量框架内侧的所述定板上固定设有片簧安装座，所述片簧安装座上片簧连接有锁紧板一端，所述锁紧板中部设有两锁紧钢球，两所述锁紧钢球相连的直线与所述连接板垂直，所述片簧测量框架内侧的所述动板上固定设有锁紧支架，所述锁紧支架远离所述动板的端部固定设有锁紧圆柱，所述锁紧圆柱的侧面配合于两所述锁紧钢球之间，所述连接板上设有锁紧电机，所述锁紧电机驱动连接有锁紧凸轮，所述锁紧凸轮接触配合所述锁紧板远离所述片簧安装座一端，所述锁紧支架朝向两连接板的两个表面分别安装有微调螺母，两所述微调螺母上分别连接有拉力弹簧一端，两所述拉力弹簧分别穿过同侧的所述连接板，所述拉力弹簧另一端分别连接有弹簧固定架，两所述弹簧固定架固定连接所述定板，两所述拉力弹簧设置的方向与所述连接板垂直，所述动板上固定设有光栅读数头，所述定板上固定设有与所述光栅读数头相对应的标尺光栅，所述定板上设有接近开关，所述动板上设有与所述接近开关配合的定位件；

两所述片簧测量框架分别为第一片簧测量框架和第二片簧测量框架，所述第一片簧测量框架的定板固定设置在所述主体框架内，所述第二片簧测量框架的定板与所述第一片簧测量框架的一个连接板相对设置，所述第一片簧测量框架的动板通过连接件固定连接所述第二片簧测量框架的定板，所述壳体相对所述第二片簧测量框架的动板一侧设有第一开口，所述第二片簧测量框架的动板穿过第一开口可拆卸连接有测针盘；

所述第一片簧测量框架和所述第二片簧测量框架外侧罩设有导流罩，所述导流罩相对所述第二片簧测量框架的动板一侧设有第二开口，所述第二片簧测量框架的动板一侧穿出所述第二开口，所述导流罩可拆卸连接所述主体框架，所述导流罩和所述壳体之间设有导流通道，所述主体框架上安装有连通所述导流通道的气源接口。

2.根据权利要求1所述的齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头，其特征在于，所述主体框架的一侧设有安装板，所述第一片簧测量框架的定板固定安装在所述安装板上，所述导流罩朝向所述安装板的一侧为第三开口，所述第三开口扣设在所述安装板上。

3.根据权利要求2所述的齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头，其特征在于，所述气源接口安装在所述安装板上。

4.根据权利要求2所述的齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头，其特征在于，所述安装板上设有温度湿度传感器，所述温度湿度传感器的检测探头伸入所述导流罩所罩设的内部空间，所述安装板上朝向所述主体框架的外侧的一侧固定设有显示屏，所述显示屏通讯连接所述温度湿度传感器。

5.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头，其特征在于，所述主体框架上设有线缆连接器组件。

6.根据权利要求5所述的齿轮测量中心专用小型数字式扫描测头，其特征在于，所述测针盘中心位置设有定位圆柱，所述定位圆柱远离所述测针盘一端设有磁铁，所述测针盘上固定设有围绕所述定位圆柱匀距设置的三组定位钢珠，每组所述定位钢珠设有两个具有一定间隔距离的定位钢珠；

所述第二片簧测量框架的动板上设有定位槽，所述定位槽的底部设有磁石，所述第二片簧测量框架的动板上固定设有围绕所述定位槽设置的三组定位钢柱；

所述定位圆柱和所述定位槽相适应配合，三组所述定位钢柱一一对应卡设在三组所述定位钢珠的两定位钢柱之间。

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