CN202304704U - 杠杆测量结构及具有该结构的深孔直径测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种杠杆测量结构及具有该结构的深孔直径测量装置，机体前端设有百分表架和摄像头架，摄像头架上装有摄像头，百分表架上装有带平面测头的百分表；摄像头架上设有与推拉杆连接的推拉杆接头；机体上表面设有杠杆测量结构，包括杠杆支架、杠杆、预紧机构、测量限位杆、可伸缩测头和偏心测头，杠杆支架安装在机体上表面，杠杆一端装有位于平面测头上方的偏心测头，另一端装有可伸缩侧头，测量限位杆安装于百分表架和杠杆支架间的机体上表面上，预紧机构安装于杠杆支架和可伸缩测头间的杠杆下方；机体下表面固定有两个支撑圆柱，支撑圆柱的轴向与杠杆的长度方向一致。本实用新型提高了深孔的测量深度和精度，且消除了测量盲点。

Description

杠杆测量结构及具有该结构的深孔直径测量装置

技术领域

本实用新型涉及机械制造领域的测量技术，具体属于一种无盲点的杠杆测量结构及具有该结构的深孔直径测量装置。 

背景技术

在制造行业中，很多装置、设备和部件中都需要深孔结构，而对于尺寸要求严格的深孔，其测量就尤为重要。目前，深孔内径检测的精确度，主要依赖于检测器具的精密性和检测方法的准确性，每种检测方法都有其使用的局限性，如被广泛使用的内径量表，其测量深度有限，一般小于0.5m；杠杆法，只能近似测量且测量深度也较小；超声波测量法，通过测量壁厚来计算内径，其精度主要与测厚仪显示值的分辨率有关，同时要求外圆有较好的已加工表面粗糙度；测量机测量法，虽然精度高，速度快，能测量各种孔径，但不能测量较长内孔，且仪器的价格较贵，不适用于一般工矿企业的现场检测。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种杠杆测量结构及具有该结构的深孔直径测量装置，可以提高深孔的测量深度和测量精度，能有效地消除测量盲点。 

为解决上述技术问题，本实用新型的具有杠杆测量结构的深孔直径测量装置，所述机体的前端设有百分表架和摄像头架，所述摄像头架上装有 摄像头，所述百分表架上安装有百分表，百分表的测杆上装有平面测头；所述摄像头架上设有推拉杆接头，所述推拉杆接头的前端与推拉杆连接； 

所述机体的上表面设有一杠杆测量结构，该杠杆测量结构包括杠杆支架、杠杆、预紧机构、测量限位杆、可伸缩测头和偏心测头，所述杠杆支架安装在机体的上表面，其上安装有杠杆，所述杠杆一端安装有位于平面测头上方的偏心测头，另一端上方安装有可伸缩侧头，测量限位杆安装于百分表架和杠杆支架之间的机体上表面上，预紧机构安装于杠杆支架和可伸缩侧头之间的杠杆下方； 

所述机体的下表面固定有两个支撑圆柱，所述支撑圆柱的轴向与杠杆的长度方向一致。 

进一步地，所述预紧机构包括一中空的导杆和一弹簧，弹簧位于导杆的中空部，机体设有供导杆上下移动的盲孔，导杆9的上端在弹簧10的弹力作用下顶靠在杠杆6下方。 

本实用新型还提供一种杠杆测量结构，包括杠杆支架、杠杆、预紧机构、测量限位杆、可伸缩测头和偏心测头，所述杠杆支架安装在机体的上表面，其上安装有杠杆，所述杠杆一端安装有位于平面测头上方的偏心测头，另一端上方安装有可伸缩侧头，测量限位杆安装于百分表架和杠杆支架之间的机体上表面上，预紧机构安装于杠杆支架和可伸缩侧头之间的杠杆下方。 

进一步地，所述预紧机构包括一中空的导杆和一弹簧，弹簧位于导杆的中空部，机体设有供导杆上下移动的盲孔。 

本实用新型结构简单紧凑，安装维修方便，操作直观简便，对测量环境条件要求不高，测量精度、重复性和稳定性较好，不但能大幅度提高深孔的测量深度和测量精度，且特殊的测量结构能有效地消除测量盲点，制造和使用维护成本低，适用范围广泛。 

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明： 

图1是本实用新型的测量原理图； 

图2是本实用新型具有杠杆测量结构的深孔直径测量装置的结构示意图。 

其中附图标记说明如下： 

1为摄像头                2为百分表 

3为测量限位杆            4为平面测头 

5为偏心测头              6为杠杆 

7为杠杆支架              8为可伸缩侧头 

9为导杆                  10为弹簧 

11为机体                 12为支撑圆柱 

13为百分表架             14为摄像头架 

15为推拉杆接头           16为推拉杆 

具体实施方式

本实用新型提供的具有杠杆测量结构的深孔直径测量装置，如图2所示，包括机体11，所述机体11的前端设有百分表架13和摄像头架14。所 述摄像头架14上装有CCD摄像头1，该CCD摄像头1与计算机连接用于深孔读数。所述百分表架13上安装有带平面测头4的百分表2，该平面测头4安装于百分表2的测杆上。所述摄像头架14上设有推拉杆接头15，所述推拉杆接头15的前端与推拉杆16可拆卸地连接，推拉杆16用于推拉测量装置使其在深孔中移动。 

所述机体11的上表面设有一杠杆测量结构，该杠杆测量结构包括杠杆支架7、杠杆6、预紧机构、测量限位杆3、可伸缩测头8和偏心测头5，所述杠杆支架7安装在机体11的上表面，其上安装有杠杆6，所述杠杆6一端安装有位于平面测头4上方的偏心测头5，另一端上方安装有可伸缩侧头8，测量限位杆3安装于百分表架13和杠杆支架7之间的机体11上表面上，预紧机构安装于杠杆支架7和可伸缩侧头8之间的杠杆6下方。 

所述机体11的下表面固定有两个支撑圆柱12，所述支撑圆柱12的轴向与杠杆6的长度方向一致。 

所述预紧机构包括一中空的导杆9和一弹簧10，弹簧10位于导杆9的中空部，机体11设有供导杆9上下移动的盲孔，导杆9的上端在弹簧10的弹力作用下顶靠在杠杆6下方。 

本实用新型采用杠杆测量结构，把测头移到机体11边缘，有效地消除了测量装置因自身尺寸而引起的测量盲点，且可以根据实际需要设计杠杆比，放大或缩小示值，其中偏心测头5可微调杠杆比，加工装配方便。 

本实用新型的深孔直径测量装置是利用弓高弦长法测量内径的，先用内径千分尺测量出深孔靠端面处的内径d₀，作为基准直径。然后，将测量 装置放入深孔，记下基准点处百分表2的读数。再用推拉杆16将测量装置推至测量点，读取此处相对于基准点的示值变化量Δh，则实际被测点内径d_a相对基准内径d₀的偏差Δd，即d_a＝d₀+Δd。 

如图1所示，Δh的计算公式为 

Δh＝l₁+l₂    (公式1) 

其中 

$l_1=\frac{\mathrm{\Δd}}{2}$ (公式2) 

由于同一个测量装置上各固定点的移动位移相等，故可得 

l₂＝l₃    (公式3) 

其中 

l₃＝Ob-OA    (公式4) 

$\mathrm{OA}=\sqrt{{\left(\frac{d_0-d_c}{2}\right)}^2-s_0^2}$ (公式5) 

$\mathrm{OB}=\sqrt{{\left(\frac{d_0+\mathrm{\Δd}-d_c}{2}\right)}^2-s_0^2}$ (公式6) 

由以上公式可得到Δh与Δd的关系式 

$\mathrm{\Δh}=\sqrt{{\left(\frac{d_0+\mathrm{\Δd}-d_c}{2}\right)}^2-s_0^2}-\sqrt{{\left(\frac{d_0-d_c}{2}\right)}^2-s_0^2}+\frac{\mathrm{\Δd}}{2}$ (公式7) 

其中，d_c为支撑圆柱12的截面直径，s₀为两个支撑圆柱12的轴心之间的距离的一半，二者都是已知值。 

计算得到Δd后即可进一步算出实际被测点的内径d_a。 

本实用新型克服了现有深孔测量方法中测量精度和测量深度不足的问题，能大幅度提高深孔的测量深度和测量精度，且特殊的测量结构能有效 地消除测量盲点。 

以上通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，但这些并非构成对本实用新型的限制。在不脱离本实用新型原理的情况下，本领域的技术人员对测量装置所做的等效置换和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。 

Claims (5)

1.一种具有杠杆测量结构的深孔直径测量装置，包括机体(11)，其特征在于：

所述机体(11)的前端设有百分表架(13)和摄像头架(14)，所述摄像头架(14)上装有摄像头(1)，所述百分表架(13)上安装有百分表(2)，百分表(2)的测杆上装有平面测头(4)；所述摄像头架(14)上设有推拉杆接头(15)，所述推拉杆接头(15)的前端与推拉杆(16)连接；

所述机体(11)的上表面设有一杠杆测量结构，该杠杆测量结构包括杠杆支架(7)、杠杆(6)、预紧机构、测量限位杆(3)、可伸缩测头(8)和偏心测头(5)，所述杠杆支架(7)安装在机体(11)的上表面，其上安装有杠杆(6)，所述杠杆(6)一端安装有位于平面测头(4)上方的偏心测头(5)，另一端上方安装有可伸缩侧头(8)，测量限位杆(3)安装于百分表架(13)和杠杆支架(7)之间的机体(11)上表面上，预紧机构安装于杠杆支架(7)和可伸缩侧头(8)之间的杠杆(6)下方；

所述机体(11)的下表面固定有两个支撑圆柱(12)，所述支撑圆柱(12)的轴向与杠杆(6)的长度方向一致。

2.根据权利要求1所述的具有杠杆测量结构的深孔直径测量装置，其特征在于：所述预紧机构包括一中空的导杆(9)和一弹簧(10)，弹簧(10)位于导杆(9)的中空部，机体(11)设有供导杆(9)上下移动的盲孔，所述导杆(9)的上端在弹簧(10)的弹力作用下顶靠在杠杆(6)下方。

3.根据权利要求1所述的具有杠杆测量结构的深孔直径测量装置，其 特征在于：所述摄像头(1)为CCD摄像头。

4.一种杠杆测量结构，其特征在于：包括杠杆支架(7)、杠杆(6)、预紧机构、测量限位杆(3)、可伸缩测头(8)和偏心测头(5)，所述杠杆支架(7)安装在机体(11)的上表面，其上安装有杠杆(6)，所述杠杆(6)一端安装有位于平面测头(4)上方的偏心测头(5)，另一端上方安装有可伸缩侧头(8)，测量限位杆(3)安装于百分表架(13)和杠杆支架(7)之间的机体(11)上表面上，预紧机构安装于杠杆支架(7)和可伸缩侧头(8)之间的杠杆(6)下方。

5.根据权利要求4所述的杠杆测量结构，其特征在于：所述预紧机构包括一中空的导杆(9)和一弹簧(10)，弹簧(10)位于导杆(9)的中空部，机体(11)设有供导杆(9)上下移动的盲孔。 

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