CN1134648C - 测量校验弯曲半径和角度的方法及其工具 - Google Patents

Abstract

本发明为一种测量校验弯曲半径和角度的方法和实现该方法和工具。其方法为：将两个相交的侧尺外端放置在被测圆弧上的两点，并使一中尺穿过两侧尺的交点，中尺外端位于被测圆弧上两侧尺外端对应的两点之间，调节交点到三个尺子外端的距离相等，则该距离为被测圆弧的半径，两侧尺端点与交点连线之间的夹角为圆弧的夹角。其工具包括通过轴连接的两个侧尺A、B和一个中尺，各尺上有轴至各尺外端的距离调节机构，轴穿过一角度仪的圆心。本发明结构简单、使用方便，工具能够重复使用因而其测量费用低。

Description

测量校验弯曲半径和角度的方法及其工具

本发明为一种测量校验弯曲半径和角度的方法和实现该方法和工具。

在机械制造、工业管道、锅炉制造检修等工业生产中，经常需要测量校验圆弧的半径和角度，如测量一个零件的弧形面或管道弯头的弯曲半径和角度，一般采用的办法是做样板来测量或校验，操作起来很繁琐，测量费用高，而且往往测量不准确。有时采用干涉显微镜，但这种方法现场实用性不强。

本发明的目的在于：公开一种测量校验弯曲半径和角度的方法及实施该方法的工具。

本发明是依据圆心到圆弧上各点的距离相等这一原理完成的，利用圆弧上的三点实现对圆心的确定。其具体内容为：将两个相交的侧尺外端放置在被测圆弧上的两点，并使一中尺穿过两侧尺的交点，中尺外端位于被测圆弧上两侧尺外端对应的两点之间，调节交点到三个尺子外端的距离相等，则该距离为被测圆弧的半径，两侧尺端点与交点连线之间的夹角为圆弧的夹角。

在本发明中，可根据需要采用各种形状的尺子，如三个尺子可以均为直尺，其中两侧尺外端处的边缘可与交点同其外端之间的连线垂直。各尺还可为以下形式：两侧尺选用下端外折的直角侧尺，中尺为直尺。

利用本发明进行测量时以下几种基本情况：

(1)当被测圆弧有明显的端点或起弧点时，将两个侧尺的中心刻度对应于圆弧的两个端点或起弧点，通过调节交点到各尺外端的距离相等，该距离的长度就是圆弧的半径，两尺的夹角即为圆弧的角度。

(2)当被测圆弧无明显的端点或起弧点而其延伸线为该圆弧的切线时，将两条侧尺的直角边卡在圆弧的切线上，通过调节交点到各尺外端圆弧的距离长度相等，该长度即为圆弧的半径，两侧尺的夹角为圆弧的角度。

(3)当被测圆弧既无明显的端点或起弧点，其延伸线也不是被测圆弧的切线时，其延伸线也不是被测圆弧的切线时，先对局部圆弧通过交点到各尺外端的长度相等，再调节角度寻找其弧点、确定角度。

由以上叙述可以看出，本发明结构简单、使用方便，工具能够重复使用，因而其测量费用低。

在使用本发明定位结束后，可以使用另外的直尺或角度仪确定数据。为方便实现上述方法，本发明还设计了一种工具。它包括通过轴连接的两个侧尺A、B和一个中尺，各尺上有轴至各尺外端的距离调节机构，轴穿过一角度仪的圆心。

与本发明所介绍的方法相同，这种工具中的三个尺子可均为直尺，为准确确定起弧点的位置，尺子的外端可为尖端，也可为与其长度方向垂直的边；另外，两侧尺A、B还可使用向背弯折的直角拐尺，中尺则一般采用直尺。

在本发明中，上述距离调节的实现有多种形式，如尺子采用伸缩式结构。或者尺子上制有沿其长度方向的狭槽，轴穿过这些狭槽；而这些狭槽可以是两端封闭的，也可在尺子的内端开口，这种结构形式能够在使用时方便地更换所需的各种尺子。

对于这种调节机构，距离的调节可用手动直接拉伸尺子的形式，或者将各尺置于其尺架的导向槽内，导向槽中两侧尺A、B的尺面上固定有齿条A、B，轴穿过尺架A、B，其上的齿轮A、B与齿条A、B啮合。扭动轴便能实现侧尺长度的调节。

在上述结构形式下，两个侧尺可以预先设定轴到其外端的距离相等，通过转动轴而带动两个侧尺同时收缩，但这种结构的尺子往往要求各部件的精度及安装精度较高，因而其成本较高，这个问题通过能够分别进行调节的距离调节机构便能解决。其具体解决方案如下：所说的轴包括带有与齿条B啮合的齿轮B的半径调节钮和穿过半径调节钮并带有与齿条A啮合的齿轮A的中心轴，中心轴由穿过半径调节钮的半径同步钮固定。

侧尺A的尺架A与角度仪固定连接。

为提高测量精度，本发明中两侧尺的相对运动也可以采用两个齿轮啮合的形式：在角度仪的表面上固定一个角度调节齿轮，尺架B上带有与角度调节齿轮啮合的小齿轮。

在确定测量位置后最好能将本发明中各尺的相对位置固定，其具体实现方式如下：有一角度紧固钮穿过尺架B，其下端的片簧与角度仪配合。

另外，尺架B的下部有下端带有内突缘，角度仪侧面的外突环与该内突缘配合。这种结构一方面对角度仪起导向作用，另一方面它还能对保持角度仪的位置、减小其误差有一定的帮助。

下面结合附图对本发明所述的方法及工具做进一步说明。

图1为本发明所述方法实施例一的示意图；

图2为方法实施例二的示意图；

图3为本发明所述工具实施例一的主视图；

图4为图3的A-A视图；

图5为图3的右视图；

图6为工具实施例二的主视图；

图7为图6的B-B视图；

图8、9、10为工具的第3类使用方法的示意图；

图11为工具的第4类使用方法的示意图；

其中，1-角度仪，2-角度调节齿轮，3-尺架C，4-尺架B，5-齿条B，6-齿轮B，7-中心轴，8-半径调节钮，9-半径同步钮，10-中尺，11-角度调节轴，12-角度调节钮，13-小齿轮，14-角度紧固钮，15-侧尺B，16-侧尺A，17-簧片，18-齿轮A，19-齿条A，20-尺架A。

方法实施例一：

如图1所示，被测圆弧有明显的起端点或弧点，使两个外侧的直尺外端的中心刻度对应于圆弧的两个端点或起弧点，并使一个中间的直尺中心线通过两直角拐尺的交点，其外端位于圆弧中部的一点，调节三条尺子的长度，使三个尺子的交点至其外端的距离相等，则该距离的大小即为被测圆弧半径的大小，两个外侧直尺所夹的角度即为被测圆弧的角度。

方法实施例二：

如图2示，被测圆弧无明显的端点和起弧点，但其延伸线为圆弧的切线，这时，使两个直角拐尺作为两侧的尺子，使拐尺外端的外拐边卡在被测圆弧的切线上，使中间的一个直尺中心线穿过两直角拐尺的交点，其外端位于被测圆弧中部任意一点。调节三个尺子交点至其外端的距离相等，则该距离的长度即为被测圆弧的半径，两拐尺的夹角即为被测圆弧的角度。

实施例三：

被测圆弧既无明显的端点和起弧点，延伸线也不是其切线。操作时，先使三个直尺对局部圆弧进行测量，采用方法实施例一的方法调节三个尺子的交点至其外端的距离相等，确定其半径，再调节角度寻找其起弧点，进一步利用方法实施例一的方法确定其半径和角度。

工具实施例一：

如图3、4、5所示，本实施例为小尺的结构形式：它由侧尺A16、侧尺B15、一个中尺10、三个尺子的尺架3、4、20及轴组成。其中，两侧尺为直角拐尺，中尺为直尺，各尺的尺架上带有安装轴的孔，其一个表面上带有导向槽，两直角拐尺的长边及直尺上带有沿长度方向的狭槽，各尺安装在各自尺架的导向槽中，轴穿过各尺的狭槽及尺架上的孔将各部件连接。

工具实施例二：

如图6、7所示，本实施例为大尺的结构形式：它包括角度仪1、侧尺A16、侧尺B15、一个中尺10、安装角度仪1、两个侧尺15、16及中尺10的轴以及各部件的固定机构。本实施例的角度仪1为侧面中部带有突环的圆盘，在其上表面上通过螺钉固定有角度调节齿轮2，其下表面带有尺架A20，侧尺A16为一直角拐尺，其长边安装在尺架A的导向槽内；尺架A20的下表面固定有齿条A19。在角度仪1的上方依次向上有带导向槽的尺架C3和尺架B4，侧尺B15也是直角拐尺，其长边位于尺架B4的导向槽内，其上表面固定有齿条B5。中尺10为一直尺，它位于尺架C3的导向槽内。侧尺A16和侧尺B15的长边及中尺10上均带有在各尺的内端开口的狭槽，轴穿过各尺上的狭槽及各尺架、角度仪1上的孔将各部件连接。轴包括下部带有齿轮B6的半径调节钮8和穿于半径调节钮8、下端带有齿轮A19的中心轴7，齿轮A19、B6分别与侧尺A16和侧尺B15上的齿条A19、齿条B5啮合，中心轴7通过穿过半径调节钮8的半径同步钮9固定。在尺架B4上还有角度调节轴11，其上有角度调节钮12，该轴的下端带有与角度调节齿轮2啮合的小齿轮13。尺架B4上另安装有一角度紧固钮14，其下端的簧片17，与角度仪1外侧面突环的上表面配合。尺架B4的下部的下端带有内突缘，角度仪1侧面的突环的下表面与内突缘配合。

具体使用时，大体有以下几种情况：

1、半径大于大尺的最小测量半径，且有明显的端点或起弧点的圆弧。

测量方法如图1所示，先将大尺的伸缩侧尺A和伸缩侧尺B调整到统一长度，旋紧同步调节钮，再将伸缩侧尺A和伸缩侧尺B直角边的中心刻度对应于圆弧的两个端点或起弧点，将伸缩中尺的圆弧一端接触到圆弧上任意一点，调节半径调节钮，使伸缩侧尺A和伸缩侧尺B及伸缩中尺的长度相等，旋紧角度紧固钮，即可测量圆弧的半径及角度。

2、半径大于大尺的最小测量半径，且的弯头及起弧点带切线的内圆弧。

测量方法如图2所示，先将大尺的伸缩侧尺A和伸缩侧尺B的直角边卡在圆弧的切线上，旋紧角度调节钮，将大尺的伸缩侧尺A和伸缩侧尺B调整到统一的长度，旋紧同步调节钮，将伸缩中尺的圆弧一端接触到圆弧上任意一点，调节半径调节钮，使伸缩侧尺A和伸缩侧尺B及伸缩中尺的长度相等，即可测量圆弧的半径和角度。

3、半径小于大尺的最小测量半径的圆弧。

对于这种情况可以用小尺测量其半径，由于角度测量精度的原因，小尺没有角度盘，需要大尺配合测量角度。半径的测量与大尺大同小异：通过调节三条伸缩尺的长度使其相等，旋紧长度调节钮，其长度就是圆弧的半径。用大尺来配合测量小尺两条直角侧尺之间的夹角。当圆弧的角度较大时，如图8所示，使大尺上侧尺A、侧尺B的长边内侧分别与小尺上两个侧尺的短边的外侧重合；当圆弧的角度较小时，如图9所示，使大尺上两个侧尺的短边外侧与小尺上两个侧尺短边的外侧重合；当圆弧的角度略大时，如图10使大尺上两个侧尺的短边外侧与小尺两个侧尺长边的内侧重合，即可得到圆弧的角度。

4、半径很小的弯头及起弧点带切线的内圆弧。

测量方法如图11所示，先将小尺的伸缩侧尺A和伸缩侧尺B调节到同样长度，再将伸缩侧尺A和伸缩侧尺B的直角边卡在圆弧的切线上，将伸缩中尺的圆弧一端接触到圆弧上任意一点，记录三个伸缩尺的长度，再用大尺测量出圆弧的角度，用下面的公式计算圆弧的半径：

R＝(A-cosα/2×L)/(1-cosα/2)

其中，A＝小尺直角侧尺的长度；

      L＝小尺伸缩直尺的长度；

      α＝小尺两个直角侧尺的夹角。

对于圆弧的校验，可以先将圆弧半径调节准确后，直接卡在圆弧上校验。

Claims (14)

1、一种测量校验弯曲半径和角度的方法，其特征是：将两个相交的侧尺外端放置在被测圆弧上的两点，并使一中尺穿过两侧尺的交点，中尺外端位于被测圆弧上两侧尺外端对应的两点之间，调节交点到三个尺子外端的距离相等，则该距离为被测圆弧的半径，两侧尺端点与交点连线之间的夹角为圆弧的夹角。

2、根据权利要求1所述的测量校验弯曲半径和角度的方法，其特征是：两侧尺采用直角拐尺，中尺则用直尺。

3、根据权利要求1或2所述的测量校验弯曲半径和角度的方法，其特征是：当被测圆弧有明显的端点或起弧点时，将两个侧尺的外端对应于圆弧的两个端点或起弧点。

4、根据权利要求2所述的测量校验弯曲半径和角度的方法，其特征是：当被测圆弧无明显的端点或起弧点而其延伸线为该圆弧的切线时，将两直角拐尺外端的外拐边放在圆弧的切线上。

5、根据权利要求1或2所述的测量校验弯曲半径和角度的方法，其特征是：当被测圆弧既无明显的端点或起弧点，其延伸线也不是被测圆弧的切线时，先对局部圆弧进行测量，再寻找其起弧点，将两侧尺的外端放置在其起弧点上，进一步确定其圆心和角度。

6、一种测量校验弯曲半径和角度的工具，其特征是：它包括通过轴连接的侧尺B(15)、侧尺A(16)和一个中尺(10)，各尺上有轴至各尺外端的距离调节机构，轴穿过一角度仪(1)的圆心。

7、根据权利要求6所述的测量和校验弯曲半径和角度的工具，其特征是：所说的两个侧尺B(15)、A(16)为下端相背弯折的直角拐尺，中尺(10)为一直尺。

8、根据权利要求6或7所述的测量校验弯曲半径和角度的工具，其特征是：所说的距离调节机构包括各尺上沿尺子长度方向并在尺子外端开口的狭槽，轴穿过各狭槽。

9、根据权利要求8所述的测量校验弯曲半径和角度的工具，其特征是：各尺位于其尺架的导向槽内，导向槽中两侧尺B(15)、A(16)的尺面上固定有齿条B(5)和齿条A(19)，轴穿过两侧尺的尺架B(4)和尺架A(20)，其上的齿轮B(6)、齿轮A(18)与齿条B(5)、齿条A(19)啮合。

10、根据权利要求9所述的测量校验弯曲半径和角度的工具，其特征是：所说的轴包括带有与齿条B(5)啮合的齿轮B(6)的半径调节钮(8)和穿过半径调节钮(8)并带有与齿条A(19)啮合的齿轮A(18)的中心轴(7)，中心轴(7)由穿过半径调节钮(8)的半径同步钮(9)固定。

11、根据权利要求10所述的测量校验弯曲半径和角度的工具，其特征是：侧尺A(16)的尺架A(20)与角度仪(1)固定连接。

12.根据权利要求11所述的测量校验弯曲半径和角度的工具，其特征是：角度仪(1)的一个表面上固定有角度调节齿轮(2)，侧尺B(15)的尺架B(4)上带有一角度调节钮(12)，角度调节轴(11)的下端带有与角度调节齿轮(2)啮合的小齿轮(13)。

13.根据权利要求12所述的测量校验弯曲半径和角度的工具，其特征是：有一角度紧固钮(14)穿过尺架B(4)，紧固钮(14)下端的簧片(17)与角度仪(1)配合。

14.根据权利要求13所述的测量校验弯曲半径和角度的工具，其特征是：尺架B(4)下部的下端带有内突缘，角度仪(1)侧面的外突环与该内突缘配合。

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