CN112880706B - 一种立式基准仪 - Google Patents

Abstract

本发明属于测量仪器技术领域，一种立式基准仪，水泥基础上设有基座，基座上设有大理石立柱，基座上大理石立柱的前部设有一个球面连接付，球面连接付的中部是钢球，钢球下座与基座固定连接，钢球上座固定连接大理石导轨，大理石导轨活动连接有气浮滑台，气浮滑台由电机带动螺母丝杠驱动，所述气浮滑台上设有标尺固定装置和反射镜，反射镜反射在水泥基础上安装的激光干涉仪产生的光线，大理石导轨安装有成像装置。基准仪的垂直度调节非常方便，更具备长时间保持最小塑变的能力，因此本发明一种立式基准仪具有长期稳定的精度。

Description

一种立式基准仪

技术领域

本发明涉及机械检测机械技术领域，尤其是涉及一种立式基准仪。

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，从而使该实用新型可实现大范围的水平基准作业。这些基准仪都是卧式的，我们都知道物体水平放置，横梁由于重力的原因，弯曲变形是难免的，而且物体重心很难确定，调整平衡很难，就是说垂直度比水平度更容易调整和保持。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有基准仪横梁弯曲变形的问题，提供一种更容易调整平衡和保持精度的立式基准仪。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：一种立式基准仪，包括水泥基础、基座、大理石立柱、大理石导轨、激光干涉仪，其特征在于：所述水泥基础上设有基座，基座上设有大理石立柱，基座上大理石立柱的前部设有一个球面连接付，球面连接付的中部是钢球，钢球下座与基座固定连接，钢球上座固定连接大理石导轨，大理石导轨活动连接有气浮滑台，气浮滑台由电机带动螺母丝杠驱动，所述气浮滑台上设有标尺固定装置和反射镜，反射镜反射在水泥基础上安装的激光干涉仪产生的光线，在大理石立柱和大理石导轨的顶部设有导轨调节装置，大理石导轨安装有成像装置。

这是一个立式基准仪，在水泥基础上面，安装了一个厚重的金属基座，在金属基座上矗立一个厚重的大理石立柱作为这个立式基准仪的根基，在大理石立柱的前面设有一个球面付，球面付支撑一个大理石导轨，大理石导轨的顶部设有一个调节装置，调节装置依附的是大理石立柱，调整大理石导轨的垂直度， 大理石导轨上设有一个气浮滑台，气浮滑台是由电机带动丝杠螺母驱动的，它的上面设有标尺安装底座和固定结构，这样电机带动被检标尺做上下运动；在水泥基础上安装有激光干涉仪，在气浮滑台上安装有反射镜，通过接收到的反射信号，就能精确知道气浮滑台的运行距离；在大理石导轨的侧面设有一个成像装置，就是一组摄录像机，放大拍摄被检标尺的刻度，发给计算机与激光数据比对，就能检测被检标尺的精度。

作为优选，所述的调节装置为：在大理石立柱顶部固定连接一个悬臂基板，大理石导轨顶部固定连接一个中部带方形凸起的顶板，顶板的方形凸起插入悬臂基板的方孔中，悬臂基板的方孔四边分别设有滑块、滑块压板和调节丝杠，滑块分别抵住方形凸起的边。通过调节丝杠来调节并锁定大理石导轨的垂直度。

作为优选，所述悬臂基板四周分别有前夹板、后夹板和侧夹板与大理石立柱固定连接。悬臂基板除了直接与大理石立柱固定连接外，还受到前夹板、后夹板和侧夹板的夹持，确保悬臂基板与大理石立柱固定连接的可靠性。

作为优选，所述的成像装置为：在大理石导轨侧面固定连接有相机导杆，相机导杆的端部设有调节滑台，调节滑台固定连接摄录像机。因为不同的被检标尺，其尺面的形状和结构都是不同的， 因此通过调节滑台对摄录像机的位置进行必要的调节。成像装置的高度是在螺母运行最高位附近，方便拍摄标尺安装底座上的标尺刻度的位置上，螺母下行，一直可以观察拍摄标尺的全部刻度。

作为优选，所述气浮滑台为上下两组气浮结构构成，每组气浮结构为六个气浮块呈两两对称的四面气浮结构。这是面数最少的对称气浮结构是最稳定的，同时由上下两组四面气浮结构作为整体气浮滑台，保证气浮滑台上下的直线运行。

作为优选，所述气浮滑台的上下驱动为滚珠丝杠驱动滚珠螺母，滚珠螺母与气浮滑台固定连接，滚珠丝杠与减速电机转动连接。这是精度最高的传动结构之一。

作为优选，所述滚珠螺母在大理石导轨上设置的线性导轨上运行。这样可以减少滚珠丝杠悬臂过长带来的震动，影响测量精度。

作为优选，所述气浮滑台上部连接有钢丝绳，钢丝绳通过悬臂基板上设置的滑轮，连接大理石立柱后面的配重平衡块。气浮滑台通过连接配重平衡块，使得气浮滑台一直承受钢丝绳的拉力，这个拉力要大于气浮滑台的重量，使得滚珠丝杠的滚珠始终保持上轨零间隙运行，这样更能保证气浮滑台的运行精度。

作为优选，所述调节滑台具有调节并锁死的结构。锁死结构可以保证摄录像机的位置固定不变。

作为优选，所述的激光干涉仪与水泥基础之间设有一个可调节的底座，激光干涉仪的光线通过一个干涉镜转向和反射镜的回传接收，来判定光线的行走距离。

本发明的有益效果是：一种立式基准仪，把精度基础的大理石立柱和大理石导轨等采用没有重力弯曲的立式结构，基准仪的垂直度调节非常方便，更具备长时间保持最小塑变的能力，因此本发明一种立式基准仪具有长期稳定的精度。

附图说明

图1是本发明一种立式基准仪的总体剖面示意图；

图2是本发明一种立式基准仪大理石导轨和气浮滑台剖面图；

图3是本发明一种立式基准仪大理石导轨的安装示意图；

图4是本发明一种立式基准仪检测光路的结构示意图。

图中：01-水泥基础，02-基座，03-钢球下座，04-钢球，10-大理石立柱，11-悬臂基板，12-侧夹板，13-后夹板，14-前夹板，20-大理石导轨，21-钢球上座，22-方形凸起，23-滑块，24-滑块压板，25-调节丝杠，30-气浮滑台，31-气浮块， 32-标尺底板，33-标尺底座，41-减速电机，42-滚珠丝杠，43-滚珠螺母，44-线性导轨，51-相机导杆，52-调节滑台，53-摄录像机，60-底座，61-干涉仪，62-干涉镜，63-反射镜，71-平衡块，72-钢丝绳，73-滑轮。

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，结合图1-4，一种立式基准仪，首先在厂房内地下浇灌相距1米的高低水泥基础（01），在水泥基础（01）高位上设有厚度200毫米的金属基座（02），金属基座（02）后部固定连接800X400X4500毫米的方形大理石立柱（10），金属基座（02）前面紧贴大理石立柱（10）固定连接的是钢球下座（03）和钢球（04），钢球（04）上方的钢球上座（21）和断面为T形结构的大理石导轨（20）；在大理石立柱（10）的顶部，通过前夹板（14），后夹板（13）和左右侧夹板（12）夹持并与大理石立柱（10）固定连接的是悬臂基板（11），悬臂基板（11）的一部分悬在大理石导轨（20）的上方，大理石导轨（20）上部固定连接钢板方形凸起（22），方形凸起（22）插入悬臂基板（11）的方孔内，方孔四个边分别设有调节丝杠（25），通过滑块压板（24）导向的滑块（23）顶在方形凸起（22）四个边上，调节四个方向的调节丝杠（25），就可以调整大理石导轨（20）的垂直度；大理石导轨（20）两侧对称凸出部分的三个面，分别设有一组气浮块（31），这样上下各六组气浮块（31）共同连接形成气浮滑台（30），气浮滑台（30）外侧设有标尺底板（32），标尺底板（32）的下方是标尺底座（33）作为被检标尺（100）固定的基准；气浮滑台（30）的中部固定连接有滚珠螺母（43），滚珠螺母（43）与滚珠丝杠（42）滚动连接，滚珠螺母（43）与设在大理石导轨（20）上的线性导轨（44）也是滚动连接，滚珠丝杠（42）下方与减速电机连接；气浮滑台（30）通过钢丝绳（72）、滑轮（73）和平衡块（71）固定连接；在大理石导轨（20）的侧面设有相机导杆（51），通过调节滑台（52）连接摄录像机（53），摄录像机（53）的高度位于滚珠螺母（43）运行到最上端，标尺底座（33）的高度附近；在水泥基础（01）低位，设有底座（60），底座（60）上设有干涉仪（61），在标尺底座（33）的下部设有反射镜（63），反射镜（63）的下方设有干涉镜（62）。

首先通过调节四个方向的调节丝杠（25），确保大理石导轨（20）的垂直度并固定；调整平衡块（71）的重量，使得气浮滑台（30）加上被测标尺（100）的总质量略小于平衡块（71）的重量，这样保证滚珠螺母（43）与滚珠丝杠（42）上接触点为零间隙运行。把被检标尺（100）放在标尺底座（33）上固定，运行滚珠丝杠（42）到滚珠螺母（43）的最顶端附近，调整干涉仪（61）和摄录像机（53）归零；运行滚珠丝杠（42）带动反射镜（63）下行，激光干涉仪（61）行走的理论距离，对比摄录像机（53）实际拍摄的被检标尺（100）的刻度，就可以检测出被检标尺（100）的长度精度，被检标尺（100）最长为3000毫米。

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，比如滚珠丝杠的替换，摄录相机的更改，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 (10)

1.一种立式基准仪，包括水泥基础、基座、大理石立柱、大理石导轨、激光干涉仪，其特征在于：所述水泥基础上设有基座，基座上设有大理石立柱，基座上大理石立柱的前部设有一个球面连接付，球面连接付的中部是钢球，钢球下座与基座固定连接，钢球上座固定连接大理石导轨，大理石导轨活动连接有气浮滑台，气浮滑台由电机带动螺母丝杠驱动，所述气浮滑台上设有标尺固定装置和反射镜，反射镜反射在水泥基础上安装的激光干涉仪产生的光线，在大理石立柱和大理石导轨的顶部设有导轨调节装置，大理石导轨安装有成像装置。

2.根据权利要求1所述的一种立式基准仪，其特征在于，所述的调节装置为：在大理石立柱顶部固定连接一个悬臂基板，大理石导轨顶部固定连接一个中部带方形凸起的顶板，顶板的方形凸起插入悬臂基板的方孔中，悬臂基板的方孔四边分别设有滑块、滑块压板和调节丝杠，滑块分别抵住方形凸起的边。

3.根据权利要求2所述的一种立式基准仪，其特征在于，所述悬臂基板四周分别有前夹板、后夹板和侧夹板与大理石立柱固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种立式基准仪，其特征在于，所述的成像装置为：在大理石导轨侧面固定连接有相机导杆，相机导杆的端部设有调节滑台，调节滑台固定连接摄录像机。

5.根据权利要求4所述的一种立式基准仪，其特征在于，所述调节滑台具有调节并锁死的结构。

6.根据权利要求3或4所述的一种立式基准仪，其特征在于，所述气浮滑台为上下两组气浮结构构成，每组气浮结构为六个气浮块呈两两对称的四面气浮结构。

7.根据权利要求6所述的一种立式基准仪，其特征在于，所述气浮滑台的上下驱动为滚珠丝杠驱动滚珠螺母，滚珠螺母与气浮滑台固定连接，滚珠丝杠与减速电机转动连接。

8.根据权利要求6所述的一种立式基准仪，其特征在于，所述气浮滑台的上下驱动为滚珠丝杠驱动滚珠螺母，所述滚珠螺母在大理石导轨上设置的线性导轨上运行。

9.根据权利要求6所述的一种立式基准仪，其特征在于，所述气浮滑台上部连接有钢丝绳，钢丝绳通过悬臂基板上设置的滑轮，连接大理石立柱后面的配重平衡块。

10.根据权利要求6所述的一种立式基准仪，其特征在于，所述的激光干涉仪与水泥基础之间设有一个可调节的底座，激光干涉仪的光线通过一个干涉镜转向和反射镜的回传接收，来判定光线的行走距离。