CN203642889U - 一种防偏转机构及具有防偏转机构的螺纹测量仪器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及螺纹测量仪器，尤其涉及一种用于螺纹测量的防偏转机构及具有防偏转机构的螺纹测量仪器。本实用新型提供了一种防偏转机构，包括支架、沿X轴进行往复直线运动的平衡装置、导向机构和柔性牵引机构，所述导向机构、柔性牵引机构分别设置在所述支架上，所述平衡装置与所述导向机构为移动副，所述柔性牵引机构与所述平衡装置连接。本实用新型还提供了一种具有防偏转机构的螺纹测量仪器。本实用新型的有益效果是：可通过平衡装置来平衡测量机构，避免测量机构发生偏载，提高了测量精度，结构简单，成本较低，可靠性较高。
Description
技术领域
本实用新型涉及螺纹测量仪器，尤其涉及一种用于螺纹测量的防偏转机构及具有防偏转机构的螺纹测量仪器。
背景技术
高精度几何测量仪器主体结构，多使用高精度的气浮导轨直接搭建成两轴、三轴运动平台，该平台是仪器的主体，而且主体上还会有譬如测量模块、传感器模块以及运动控制模块等等，这些具有一定重量的模块会组合成一个测量机构，该测量机构会根据测量需要在X轴上运动，当测量机构运动到左右位置时，偏载会逐步增大，导致X轴整体发生偏转。
例如二坐标测量机、螺纹综合参数测量机等设备，就是上述结构的典型应用，它们都以两副气浮导轨搭建成Z轴和X轴，X轴通过结构件与Z轴连接，上述偏转问题也不可避免。
如图1所示，高精度螺纹测量仪器主体结构通常包括Z轴大理石导轨11、Z轴气浮滑块12、X轴大理石导轨13、X轴气浮滑块14、测量机构15、驱动电机16和底板17，其中，当测量机构15同X轴气浮滑块14运动到左右位置时，加载在Z轴气浮滑块12上的偏载会逐步增大，导致X轴气浮滑块14发生整体偏转，影响测量精度。
目前，为了克服偏载主要采用以下两种方案：
1，尽量减轻“偏载”重量，尽可能减小偏转，通过位移传感器监测具体的偏转量值，全行程内对偏转进行校准，补偿。
2，额外增加一套由平衡气缸组成的调整系统，通过气缸伸缩提供一个合适的支撑力，通过额外支撑解决偏转问题。
但是，上述两种方案有以下缺陷：
1，直接校准、补偿方式，需要利用其它高精度仪器对Ｘ轴全行程进行校准，并结合补偿算法，比较繁琐。
2，气缸支撑防偏转的方式，需要增加额外的电气控制元件，精密传感器等，就存在元器件的可靠性问题，且控制要求比较高。
以上两种方式由于需要增加额外的环节来解决这个问题，工作效率不高，增加成本，有可靠性问题。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种结构简单，成本低，可靠性好，精度高的用于螺纹测量的防偏转机构及具有防偏转机构的螺纹测量仪器。
本实用新型提供了一种防偏转机构，包括支架、沿X轴进行往复直线运动的平衡装置、导向机构和柔性牵引机构，所述导向机构、柔性牵引机构分别设置在所述支架上，所述平衡装置与所述导向机构为移动副，所述柔性牵引机构与所述平衡装置连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述防偏转机构还包括沿X轴进行往复直线运动的测量机构，所述测量机构与所述柔性牵引机构连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述柔性牵引机构包括线性模组和驱动所述线性模组沿X轴进行往复直线运动的挠性驱动组件，所述挠性驱动组件分别与所述平衡装置、测量机构连接，所述平衡装置、测量机构在X轴方向上相对于Z轴左右对称。
作为本实用新型的进一步改进，所述挠性驱动组件包括电机和所述电机连接的定滑轮机构，所述定滑轮机构包括至少二个定滑轮和缠绕在所述定滑轮上的柔索，所述线性模组设置在所述柔索上，所述线性模组包括第一线性模组和第二线性模组，所述电机通过输出轴与其中一个所述定滑轮连接，位于所述定滑轮其中一侧的所述柔索通过所述第一线性模组与所述平衡装置连接，位于所述定滑轮另外一侧的所述柔索通过所述第二线性模组与所述测量机构连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述柔索为高强度的钢丝，所述定滑轮有两个，其中一个与所述电机连接的定滑轮为驱动轮，其中另一个所述定滑轮为从动轮。
作为本实用新型的进一步改进，所述平衡装置为平衡块，所述导向机构为导向柱，所述导向柱的两端分别与所述支架连接，所述平衡块上设有直线轴承，所述导向柱穿设在所述直线轴承上。
作为本实用新型的进一步改进，所述平衡块的重量与所述测量机构的重量相同。
本实用新型还提供了一种具有防偏转机构的螺纹测量仪器，包括如上述中任一项所述的防偏转机构。
作为本实用新型的进一步改进，所述螺纹测量仪器还包括Z轴移动副和X轴移动副，所述Z轴移动副包括Z轴导轨和Z轴滑块，所述X轴移动副包括X轴导轨和X轴滑块，所述X轴移动副设置在所述Z轴滑块上，所述防偏转机构的支架设置在所述Z轴滑块上。
作为本实用新型的进一步改进，所述螺纹测量仪器为螺纹综合参数测量机或者二坐标测量机。
本实用新型的有益效果是：通过上述方案，可通过平衡装置来平衡测量机构，避免测量机构发生偏载，提高了测量精度，结构简单，成本较低，可靠性较高。
附图说明
图1是现有技术中高精度几何螺纹测量仪器主体结构的结构示意图；
图2是本实用新型一种防偏转机构应用到螺纹测量仪器的结构示意图；
图3是本实用新型一种防偏转机构的结构示意图；
图4是本实用新型一种具有防偏转机构的螺纹测量仪器的结构示意图；
图5是图4中防偏转机构的结构示意图；
图6是本实用新型一种具有防偏转机构的螺纹测量仪器的结构示意图；
图7是图6中防偏转机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。
图2至图7中的附图标号为：螺纹测量仪器2；Z轴导轨21；Z轴滑块22；X轴导轨23；X轴滑块24；防偏转机构3；测量机构31；电机32；线性模组33；钢丝34；定滑轮35；支架36；导向柱37；平衡块38。
本实用新型主要解决高精度几何螺纹测量仪器中的气浮导轨承受某一方向的偏向载荷时，由于气浮滑套的气膜单方向受压倾斜，抵抗偏载的能力不足的实际情况，引起的气浮导轨整体偏转，本实用新型主要解决问题具体如下：
1)解决气浮导轨承受偏载能力不足，引起的导轨整体偏转问题，且由此引起的系统误差，尤其是测量行程较大的高精度的测量系统中，这个问题更加突出。
2)解决偏载导致的偏转带来的校准环节，由此会影响测量效率。
如图2至图3所示，一种防偏转机构3，包括支架36、沿X轴进行往复直线运动的平衡装置、导向机构和柔性牵引机构，所述导向机构、柔性牵引机构分别设置在所述支架36上，所述平衡装置与所述导向机构为移动副，所述柔性牵引机构与所述平衡装置连接。
如图2至图3所示，所述防偏转机构3还包括沿X轴进行往复直线运动的测量机构31，所述测量机构31与所述柔性牵引机构连接。
如图2至图3所示，所述柔性牵引机构包括线性模组33和驱动所述线性模组33沿X轴进行往复直线运动的挠性驱动组件，所述挠性驱动组件分别与所述平衡装置、测量机构31连接，所述平衡装置、测量机构31在X轴方向上相对于Z轴左右对称。
如图2至图3所示，所述挠性驱动组件包括电机32和所述电机32连接的定滑轮机构，所述定滑轮机构包括至少两个定滑轮35和缠绕在所述定滑轮35上的柔索，所述线性模组33设置在所述柔索上，所述线性模组33包括第一线性模组和第二线性模组，所述电机32通过输出轴与其中一个所述定滑轮35连接，位于所述定滑轮35其中一侧的所述柔索通过所述第一线性模组与所述平衡装置连接，位于所述定滑轮35另外一侧的所述柔索通过所述第二线性模组与所述测量机构31连接。
如图2至图3所示，所述柔索优选为高强度的钢丝34，所述定滑轮有35两个，其中一个与所述电机32连接的定滑轮35为驱动轮，其中另一个所述定滑轮35为从动轮。
如图2至图3所示，所述平衡装置为平衡块38，所述导向机构为导向柱37，所述导向柱37的两端分别与所述支架36连接，所述平衡块38上设有直线轴承，所述导向柱37穿设在所述直线轴承上，所述平衡块38可以在所述直线轴承的作用下沿所述导向柱37进行直线往复运动。
如图2至图3所示，所述平衡块38的重量与所述测量机构31的重量相同。
本实用新型提供的一种防偏转机构3，由于平衡块38和测量机构31分别连接在钢丝34两侧，该方式可以非常有效的抑制、衰减电机32、线性模组33运动时产生的持续振动，因为一侧钢丝34上的振动在经过两个定滑轮35时，会产生微量摩擦，可以消耗振动能量。同时钢丝34挠性连接可以吸收安装误差，降低安装难度。
如图4至图7所示，一种具有防偏转机构的螺纹测量仪器2，包括如上述中任一项所述的防偏转机构3。
如图4至图7所示，所述螺纹测量仪器2还包括Z轴移动副和X轴移动副，所述Z轴移动副包括Z轴导轨21和Z轴滑块22，所述X轴移动副包括X轴导轨23和X轴滑块24，所述X轴移动副设置在所述Z轴滑块22上，所述防偏转机构3的支架36设置在所述Z轴滑块22上。
如图4至图7所示，所述螺纹测量仪器2为螺纹综合参数测量机或者二坐标测量机，本实用新型提供的一种防偏转机构3可用于二坐标测量机、螺纹综合参数测量机，尤其是气浮导轨式主体结构的螺纹测量仪器。
本实用新型提供的一种防偏转机构3及具有防偏转机构3的螺纹测量仪器2的优点是：
1）将力矩平衡原理的防偏转机构3用于解决气浮导轨式主体结构自身受承受偏载能力不足出现的偏转问题；
2）增加反向运动的平衡块38的防偏转机构3；
3）平衡块38、测量机构31、线性模组33三者通过钢丝34挠性连接；
4) 防偏转机构3运用的力矩平衡原理适用、应用简单；
5) 无需额外增加电气控制系统，单纯采用机械结构解决偏转问题，简单且成本低廉，可靠性好；
6）防偏转机构3可以实时跟随“偏载”做出动态调整，不受X轴，Z轴运动影响；
7）无需再对测量进行校准，补偿，提高效率。
本实用新型提供的一种防偏转机构可以采用另一种实施例，可更改平衡块38位置，更改驱动牵引连接方式，见图4、5。
本实用新型提供的一种防偏转机构3可以采用另一种实施例，譬如将平衡块38质量减半，将测量机构31的驱动与平衡配重块38的驱动分开连接，并通过某些行程放大结构，将它们的行程调整成两倍关系，在类似的设计中这样的力矩平衡原理仍然适用。
本实用新型提供的一种防偏转机构3可以采用另一种实施例，平衡块38不用钢丝34挠性连接，而另外增加一套驱动模组直接反向推动平衡配重块。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种防偏转机构，其特征在于：包括支架、沿X轴进行往复直线运动的平衡装置、导向机构和柔性牵引机构，所述导向机构、柔性牵引机构分别设置在所述支架上，所述平衡装置与所述导向机构为移动副，所述柔性牵引机构与所述平衡装置连接。
2.根据权利要求1所述的防偏转机构，其特征在于：所述防偏转机构还包括沿X轴进行往复直线运动的测量机构，所述测量机构与所述柔性牵引机构连接。
3.根据权利要求2所述的防偏转机构，其特征在于：所述柔性牵引机构包括线性模组和驱动所述线性模组沿X轴进行往复直线运动的挠性驱动组件，所述挠性驱动组件分别与所述平衡装置、测量机构连接，所述平衡装置、测量机构在X轴方向上相对于Z轴左右对称。
4.根据权利要求3所述的防偏转机构，其特征在于：所述挠性驱动组件包括电机和所述电机连接的定滑轮机构，所述定滑轮机构包括至少二个定滑轮和缠绕在所述定滑轮上的柔索，所述线性模组设置在所述柔索上，所述线性模组包括第一线性模组和第二线性模组，所述电机通过输出轴与其中一个所述定滑轮连接，位于所述定滑轮其中一侧的所述柔索通过所述第一线性模组与所述平衡装置连接，位于所述定滑轮另外一侧的所述柔索通过所述第二线性模组与所述测量机构连接。
5.根据权利要求4所述的防偏转机构，其特征在于：所述柔索为钢丝，所述定滑轮有两个，其中一个与所述电机连接的定滑轮为驱动轮，其中另一个所述定滑轮为从动轮。
6.根据权利要求4所述的防偏转机构，其特征在于：所述平衡装置为平衡块，所述导向机构为导向柱，所述导向柱的两端分别与所述支架连接，所述平衡块上设有直线轴承，所述导向柱穿设在所述直线轴承上。
7.根据权利要求6所述的防偏转机构，其特征在于：所述平衡块的重量与所述测量机构的重量相同。
8.一种具有防偏转机构的螺纹测量仪器，其特征在于：包括如权利要求1至7中任一项所述的防偏转机构。
9.根据权利要求8所述的具有防偏转机构的螺纹测量仪器，其特征在于：所述螺纹测量仪器还包括Z轴移动副和X轴移动副，所述Z轴移动副包括Z轴导轨和Z轴滑块，所述X轴移动副包括X轴导轨和X轴滑块，所述X轴移动副设置在所述Z轴滑块上，所述防偏转机构的支架设置在所述Z轴滑块上。
10.根据权利要求8所述的具有防偏转机构的螺纹测量仪器，其特征在于：所述螺纹测量仪器为螺纹综合参数测量机或者二坐标测量机。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN106826179A (zh) * | 2017-04-01 | 2017-06-13 | 哈尔滨工业大学 | 一种气浮式柔性牵引对接装配平台 |
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