CN205561718U - 一种锥形罩内高度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锥形罩内高度测量装置，包括支座、位移传递及放大机构、位移指示机构，支座上设有可竖直升降的量杆，量杆的外部套设定位锥和第一弹簧，第一弹簧的底端固定，第一弹簧的顶端与定位锥的底面接触，定位锥的侧面为锥面，定位锥的锥面与被测锥形罩的内锥面锥度相同，定位锥与量杆同轴；支座上还设有与被测锥形罩底部的端面相接触的上表面为平面的定位板；位移传递及放大机构的输入端与量杆的下段相接，其输出端与位移指示机构的输入端相接。本实用新型利用定位锥的锥面定位找准轴线，测量时能够准确找到被测锥形罩内部的最高点，定位准确，测量精度高；位移传递的运动副类型均为高副，使得位移传递精确可靠；操作方便，测量可靠。

Description

一种锥形罩内高度测量装置

技术领域

本实用新型属于测量仪器领域，特别涉及一种锥形罩内高度测量装置。

背景技术

在薄壁锥形罩机械加工工序或检验工序，需要对锥形罩内高度（内部顶面的最高点到锥形罩底部端面的距离）进行测量，以判断锥形罩的内高度是否在运行的范围之内。在现有技术中，各种通用深度量具包括游标卡尺和深度量具等，测量薄壁锥形罩内高度时，由于薄壁锥形罩内部顶面为圆弧面，因此不能准确地找到薄壁锥形罩的内部最高点，也不方便以锥形罩底部端面定位，所以不方便找到测量基准，内高度测量不准确。

发明内容

现有的深度量具不能准确地找到薄壁锥形罩的内部最高点，也不方便以锥形罩底部端面定位，因此不方便找到测量基准，内高度测量不准确。本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种锥形罩内高度测量装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种锥形罩内高度测量装置，包括支座、位移传递及放大机构、位移指示机构，所述支座上设有可竖直升降的量杆，所述量杆的外部套设定位锥和第一弹簧，第一弹簧的底端固定，第一弹簧的顶端与定位锥的底面接触，定位锥的侧面为锥面，定位锥的锥面与被测锥形罩的内锥面锥度相同，定位锥与量杆同轴；支座上还设有与被测锥形罩底部的端面相接触的上表面为平面的定位板；所述位移传递及放大机构的输入端与量杆的下段相接，位移传递及放大机构的输出端与位移指示机构的输入端相接。

测量时将被测锥形罩放在定位锥上，被测锥形罩底部的端面和定位板的上表面相接触。第一弹簧对定位锥产生推力，使得定位锥的锥面和被测量锥形罩的内锥面良好接触。由于定位锥的锥面与被测锥形罩的内锥面锥度相同，定位锥与量杆同轴，因此测量时定位锥的锥面对被测锥形罩进行定心，使得锥形罩的轴线和量杆的轴线重合，从而量杆顶端与被测锥形罩内部的最高点相接触。量杆的位置变化通过位移传递及放大机构传递到位移指示机构，通过位移指示结构显示出来，从而可以得到锥形罩内部高度的变化。

作为一种优选方式，还包括旋转轴，所述位移传递及放大机构包括杠杆和固定在支座上的杠杆座，所述杠杆上设有旋转孔，所述旋转轴穿过该旋转孔并将杠杆固定在杠杆座上，该旋转孔将所述杠杆分为杠杆长端和杠杆短端，杠杆长端的长度大于杠杆短端的长度，杠杆短端的上表面与量杆的下段相接，杠杆长端的上表面与位移指示机构的输入端相接。

杠杆设计为长短不一致的杠杆长端和杠杆短端，从而可以进行位移传递及放大。

作为一种优选方式，所述位移指示机构包括千分表，所述千分表的测量轴与位移传递及放大机构的输出端相接。

借由上述结构，本实用新型的测量精度为千分表的精度，即0.001。

作为一种优选方式，所述位移指示机构包括千分表，所述千分表的测量轴与杠杆长端的上表面相接。

作为一种优选方式，所述量杆下段开有弧面孔，该弧面孔的上下面为半径相同的弧面，上下弧面最近法向距离m等于杠杆短端的高度n，弧面孔的两侧面均为平面，两平面的距离等于杠杆的宽度n＇，杠杆短端穿入弧面孔，弧面孔的上弧面始终和杠杆短端的上表面接触。

作为一种优选方式，所述测量轴的下表面为始终和杠杆长端的上表面相接触的弧面。

量杆和杠杆之间的位移传递，采用弧面和平面的接触，同时千分表测量轴和杠杆之间也采用弧面和平面的接触，位移传递的运动副类型均为高副，使得位移传递精确可靠。

进一步地，所述杠杆上还连有使杠杆恢复水平位置的复位装置。

作为一种优选方式，测量轴的轴线到旋转孔的中心之间的距离为a，量杆的轴线到旋转孔的中心之间的距离为b，Z=a÷b，Z为0.5的整数倍。

为便于计算以及生产，将放大倍数Z设计为0.5的整数倍。

作为一种优选方式，Z为2、2.5或3。

若Z过大，则杠杆太长，支座也相应变大，整个装置体积过大，提高了生产及运输成本；若Z过小，则位移放大不明显，不便于观察，测量结果可靠性低。当Z为2、2.5或3时，尺寸比较协调。

作为一种优选方式，所述量杆的顶面为球面。

量杆的顶面为球面，使得测量时，量杆和被测锥形罩的接触部位为一个点，提高测量精度。

本实用新型巧妙利用定位锥的锥面定位找准轴线，使得测量时能够准确找到被测锥形罩内部的最高点，定位准确，测量精度高；位移传递的运动副类型均为高副，使得位移传递精确可靠；操作方便，测量可靠。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图1中量杆的主视图。

图4为图3的左视图。

图5为图1中杠杆的主视图。

图6为图5的俯视图。

图7为图1中表座的结构示意图。

图8为图1中支座的结构示意图。

图9为图1中杠杆座的主视图。

图10为图1中杠杆座的俯视图。

图11为图1中杠杆座的左视图。

图12为图1中套筒的结构示意图。

图13为图1中定位锥的结构示意图。

图14为标准体的结构示意图。

其中，1为被测锥形罩，2为支座，3为第一螺钉，4为第一弹簧，5为套筒，6为螺母，7为量杆，8为杠杆座，9为第三螺钉，10为旋转轴，11为杠杆，12为限位销，13为定位锥，14为定位板，15为第二弹簧，16为第二螺钉，17为表座，18为定位柱，19为锁紧螺钉，20为测量轴，21为弹簧套，22为标准体，23为千分表，24为环形槽，25为螺纹段，26为弧面孔，27为上弧面，28为第一腰形孔，29为销孔，30为杠杆短端，31为杠杆长端，32为旋转孔，33为第五孔，34为第四孔，35为第六孔，36为空腔，37为通孔，38为圆柱段，39为第一孔，40为平面，41为第一螺纹孔，42为第一中心孔，43为第二中心孔，44为第二孔，45为第二螺纹孔，46为第三孔，47为第二腰形孔，48为第三中心孔。

具体实施方式

如图1至图13所示，本实用新型的一实施例包括支座2、位移传递及放大机构、位移指示机构，所述支座2上设有可竖直升降的量杆7，本体上开有第一中心孔42，第一中心孔42内装有套筒5，第一中心孔42和套筒5过渡配合。套筒5上开设第二中心孔43，量杆7套装在第二中心孔43内，所述量杆7的外部套设定位锥13和第一弹簧4，第一弹簧4下段套设在套筒5外。定位锥13上开设第三中心孔48，第三中心孔48和量杆7间隙配合，从而定位锥13可以在量杆7上自由滑动，竖直升降。第二中心孔43和量杆7间隙配合，量杆7可以在第二中心孔43内自由滑动，竖直升降。第一弹簧4的底端固定，第一弹簧4的顶端与定位锥13的底面接触。定位锥13的底面开设可以容纳第一弹簧4的环形槽24，使得第一弹簧4和定位锥13接触良好。定位锥13的侧面为锥面，定位锥13的锥面与被测锥形罩1的内锥面锥度相同，定位锥13的锥面和定位锥13的第三中心孔48的同轴度误差小于等于0.02。定位锥13与量杆7同轴；支座2上还设有与被测锥形罩1底部的端面相接触的上表面为平面的定位板14；通过第一螺钉3穿过支座2上的第一螺纹孔41并将定位板14安装固定在支座2上端面，所述位移传递及放大机构的输入端与量杆7的下段相接，位移传递及放大机构的输出端与位移指示机构的输入端相接。

所述套筒5的下段为螺纹段25，安装后用螺母6锁紧在支座2上；套筒5的中段为圆柱段38，圆柱段38开有第一腰形孔28。

本实用新型还包括旋转轴10，所述位移传递及放大机构包括杠杆11和固定在支座2上的杠杆座8，所述杠杆11上设有旋转孔32，所述旋转轴10穿过该旋转孔32并将杠杆11固定在杠杆座8上，该旋转孔32将所述杠杆11分为杠杆长端31和杠杆短端30，杠杆长端31的长度大于杠杆短端30的长度，杠杆短端30的上表面与量杆7的下段相接；所述位移指示机构包括千分表23，所述千分表23的测量轴20与杠杆长端31的上表面相接。所述测量轴20的下表面为始终和杠杆长端31的上表面相接触的弧面。杠杆11绕旋转轴10转动，使千分表23显示读数。安装后要保证第一腰形孔28的轴线位于杠杆11的旋转平面内。

所述支座2上用于容纳杠杆11和杠杆座8的部分的高度P大于5倍以上杠杆11高度n，即P≥5n；以使杠杆11旋转时不至于和本体任何部位干涉。支座2上有平面40，在该平面40上开设第一孔39来安装杠杆座8。

杠杆11通过旋转轴10安装在杠杆座8的第二孔44内；杠杆座8上设有第三孔46以及用于容纳杠杆11的第二腰形孔47，第三螺钉9穿过第三孔46并将杠杆座8固定安装在支座2上。第三孔46位于第二腰形孔47的长度L的中点处。杠杆座8上第二孔44的后方设有第二螺纹孔45，旋转轴10穿过第二孔44并与第二螺纹孔45配合。第二腰形孔47的宽度大于杠杆11的宽度n＇1mm。杠杆11所能转过的最大角度为α，则tanα=D/L；α的取值范围为±15°；则可以α的最大值确定D和L的大小；D大于杠杆11旋转孔32外圆D＇3～5mm。

支座2上设有表座17，表座17上设有四个通孔37，第二螺钉16穿过通孔37将表座17固定在支座2上。表座17上开有第四孔34、第五孔33和第六孔35。测量轴20外部套有弹簧套21，弹簧套21和测量轴20都安装在第四孔34内；锁紧螺钉19穿过第六孔35，将弹簧套21和测量轴20固定锁紧在支座2上。所述杠杆11上还连有使杠杆11恢复水平位置的复位装置。所述复位装置包括定位柱18以及第二弹簧15，定位柱18的上段安装在第五孔33内，定位柱18的下段套在第二弹簧15内。测量时，第二弹簧15被压缩，发生形变；当测量结束，第二弹簧15恢复原状，对杠杆长端31施加一个压力，使得杠杆11恢复水平位置。支座2上还设有用于容纳杠杆11的空腔36。

所述量杆7下段开有弧面孔26，该弧面孔26的上下面为半径相同的弧面，上下弧面最近法向距离m等于杠杆短端30的高度n，弧面孔26的两侧面均为平面，两平面的距离等于杠杆11的宽度n＇，杠杆短端30穿入弧面孔26，弧面孔26的上弧面27始终和杠杆短端30的上表面接触。量杆7带动杠杆11绕旋转轴10转动，杠杆长端31和千分表23的测量轴20接触，将高度变化传递给测量轴20，从而千分表23显示一定的读数。

测量轴20的轴线到旋转孔32的中心之间的距离为a，量杆7的轴线到旋转孔32的中心之间的距离为b，Z=a÷b，Z为0.5的整数倍。Z为2、2.5或3。

所述量杆7的顶面为球面。量杆7上段开有销孔29，所述销孔29内装有限位销12。限位销12可以防止定位锥13从量杆7顶端脱出。当需要测量的被测锥形罩1的内锥面的锥度各不相同时，只需拔掉限位销12，更换相应锥度的定位锥13即可。

测量前，首先制作两个如图14所示结构的标准体22。两个标准体22的内高度H分别为被测锥形罩1理论高度的最大实体尺寸和最小实体尺寸。测量时先用最小实体尺寸的标准体22调零千分表23，再测量最大实体尺寸的标准体22，记录下千分表23的读数x，则被测锥形罩1内高度尺寸的合格范围为0～x。

测量产品时将被测锥形罩1放在定位锥13上，被测锥形罩1底部的端面和定位板14接触。此时量杆7接触到被测锥形罩1内部最高点，量杆7的位置变化通过杠杆11传递到千分表23，此时千分表23显示出一定的读数y。比较y和x大小，若y≤x则合格。

本实用新型采用比较法测量，既被测锥形罩1实际测量值和标准高度测量值相比较，标准高度为被测锥形罩1理论高度的最大实体尺寸和最小实体尺寸，其差值便为测量尺寸的公差T范围。通过杠杆11传递放大千分表23的显示数值，测量结果在公差范围内为合格，超出测量值范围为不合格。

Claims (10)

1. 一种锥形罩内高度测量装置，其特征在于，包括支座（2）、位移传递及放大机构、位移指示机构，所述支座（2）上设有可竖直升降的量杆（7），所述量杆（7）的外部套设定位锥（13）和第一弹簧（4），第一弹簧（4）的底端固定，第一弹簧（4）的顶端与定位锥（13）的底面接触，定位锥（13）的侧面为锥面，定位锥（13）的锥面与被测锥形罩（1）的内锥面锥度相同，定位锥（13）与量杆（7）同轴；支座（2）上还设有与被测锥形罩（1）底部的端面相接触的上表面为平面的定位板（14）；所述位移传递及放大机构的输入端与量杆（7）的下段相接，位移传递及放大机构的输出端与位移指示机构的输入端相接。

2. 如权利要求1所述的锥形罩内高度测量装置，其特征在于，还包括旋转轴（10），所述位移传递及放大机构包括杠杆（11）和固定在支座（2）上的杠杆座（8），所述杠杆（11）上设有旋转孔（32），所述旋转轴（10）穿过该旋转孔（32）并将杠杆（11）固定在杠杆座（8）上，该旋转孔（32）将所述杠杆（11）分为杠杆长端（31）和杠杆短端（30），杠杆长端（31）的长度大于杠杆短端（30）的长度，杠杆短端（30）的上表面与量杆（7）的下段相接，杠杆长端（31）的上表面与位移指示机构的输入端相接。

3. 如权利要求1所述的锥形罩内高度测量装置，其特征在于，所述位移指示机构包括千分表（23），所述千分表（23）的测量轴（20）与位移传递及放大机构的输出端相接。

4. 如权利要求2所述的锥形罩内高度测量装置，其特征在于，所述位移指示机构包括千分表（23），所述千分表（23）的测量轴（20）与杠杆长端（31）的上表面相接。

5. 如权利要求4所述的锥形罩内高度测量装置，其特征在于，所述量杆（7）下段开有弧面孔（26），该弧面孔（26）的上下面为半径相同的弧面，上下弧面最近法向距离m等于杠杆短端（30）的高度n，弧面孔（26）的两侧面均为平面，两平面的距离等于杠杆（11）的宽度n＇，杠杆短端（30）穿入弧面孔（26），弧面孔（26）的上弧面（27）始终和杠杆短端（30）的上表面接触。

6. 如权利要求4所述的锥形罩内高度测量装置，其特征在于，所述测量轴（20）的下表面为始终和杠杆长端（31）的上表面相接触的弧面。

7. 如权利要求4所述的锥形罩内高度测量装置，其特征在于，所述杠杆（11）上还连有使杠杆（11）恢复水平位置的复位装置。

8. 如权利要求4所述的锥形罩内高度测量装置，其特征在于，测量轴（20）的轴线到旋转孔（32）的中心之间的距离为a，量杆（7）的轴线到旋转孔（32）的中心之间的距离为b，Z=a÷b，Z为0.5的整数倍。

9. 如权利要求8所述的锥形罩内高度测量装置，其特征在于，Z为2、2.5或3。

10. 如权利要求1至9任一项所述的锥形罩内高度测量装置，其特征在于，所述量杆（7）的顶面为球面。