CN207585461U - 长度测量装置以及千分尺 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种长度测量装置以及千分尺，所述长度测量装置适用于一工件，所述工件具有测量面和非测量面；所述长度测量装置或千分尺包括主体以及与主体连接的测量头；所述测量头包括第一测头和第二测头，所述第一测头能够在主体的驱动下相对于第二测头作靠近或远离的运动；所述第一测头和第二测头各自被配置为与工件的一个测量面接触时形成面接触，以获取两个测量面的间距；所述第一测头和第二测头上包括避位槽，所述工件放置于避位槽中。本实用新型可以降低工件长度的测量误差，提高测量精度。

Description

长度测量装置以及千分尺

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，特别涉及一种用于测量轴类台阶尺寸的长度测量装置以及千分尺。

背景技术

轴类零件一般含有轴肩、轴颈类台阶部位，这类轴类台阶长度尺寸常要求公差在较小的范围内，因此精确测量和控制台阶尺寸成为了一大难点。

现有测量轴类台阶尺寸的精密测量方法有如下两大类：

1、采用塞规、内径千分尺等进行测量；然而，塞规只能检测台阶尺寸是否符合图纸要求，无法获得台阶尺寸的数值；内径千分尺虽可以获得具体数值，但常以线接触的方式实现测量，由于线接触测量时难以摆正被测物，且测量的接触面积小，测量误差大，测量精度低；

2、使用投影仪实现间接测量；然而，投影仪测量周期较长，测量效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种长度测量装置以及千分尺，适用于测量轴类台阶尺寸，不仅测量的接触面积大，而且在测量时方便摆正工件，还能够测量不同规格的工件，因此，测量误差小，测量精度高，适用性好。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种长度测量装置，适用于一工件，所述工件具有测量面和非测量面，所述长度测量装置包括主体以及与所述主体连接的测量头；所述测量头包括第一测头和第二测头，所述第一测头能够在所述主体的驱动下相对于所述第二测头作靠近或远离的运动；其中，所述第一测头和所述第二测头各自被配置为与所述工件的一个所述测量面接触时形成面接触，以获取两个所述测量面的间距。

优选地，本实用新型所提供的长度测量装置，尤其适用于具有至少一个台阶的工件，所述工件的测量面面积大于所述非测量面面积。

优选地，所述第一测头和所述第二测头上包括避位槽，所述工件放置于所述避位槽中。具体地，所述工件上具有所述非测量面的区域能够插入所述避位槽中放置。

优选地，所述避位槽的容置空间的大小可调。

优选地，所述第一测头和所述第二测头各自连接一个调节机构，每个所述调节机构用于调整对应测头上避位槽的容置空间大小。

优选地，任意一个所述测头包括两个可相对活动的子测头，任意一个所述测头的两个子测头连接同一根丝杆，所述丝杆上设置有旋向相反的两段螺纹，任意一个所述测头的两个子测头分别与所述丝杆的两段螺纹连接，以形成旋向相反的两个螺纹副。

优选地，所述主体包括尺架、传动轴和活动部件；所述传动轴穿过所述尺架，且一端与所述第一测头连接，另一端与所述活动部件连接；所述第二测头固定于所述尺架上；所述活动部件能够驱动所述传动轴作前进或后退的运动。

优选地，所述主体还包括一读数部分，所述读数部分用于根据所述传动轴的运动状态记录所述工件上目标区域的长度。

优选地，所述活动部件包括与所述传动轴连接的微分套筒，所述主体还包括与所述尺架和所述传动轴连接的支撑套筒，所述读数部分包括固定刻度以及活动刻度，所述固定刻度设置在所述支撑套筒上，所述活动刻度设置在所述微分套筒上。

优选地，所述读数部分包括检测器以及与所述检测器连接的显示屏，所述检测器用于根据所述传动轴的运动状态获取该传动轴的轴向位移量，进而所述显示屏用于以数字形式显示所述传动轴的轴向位移量。

此外，为实现上述目的，本实用新型另提供了一种千分尺，包括主体以及与所述主体连接的测量头；所述测量头包括第一测头和第二测头，所述第一测头能够在所述主体的驱动下相对于所述第二测头作靠近或远离的运动；

其中，所述第一测头和所述第二测头各自被配置为与所述工件的一个测量面接触时形成面接触，以获取两个所述测量面的间距；且所述第一测头和所述第二测头上包括避位槽，所述工件放置于所述避位槽中。

综上所述，本实用新型提供的长度测量装置与千分尺具有如下有益效果：

1、在本实用新型的技术方案中，所述第一测头和第二测头各自被配置为与工件的一个测量面接触时形成面接触，从而可以获取两个测量面的间距，相比于测头与工件的测量面形成线接触，面接触的接触面积更大，从而可以降低测量误差，提高测量精度；

2、每个测头上优选设置有一个避位槽，实际测量时，可以将工件具有非测量面的区域插入避位槽中放置，这样的测量方式，不仅便于工件的摆正，而且还便于增大测头与测量面的接触面积，从更进一步降低测量误差，提高测量精度；

3、每个避位槽的容置空间大小还优选可以调节，使得两个测头能够测量不同规格的工件，适用性好，可以降低测量成本。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的长度测量装置的示意图；

图2是本实用新型另一实施例的长度测量装置于测量工件时的示意图；

图3是本实用新型一实施例的长度测量装置的局部放大图；

图4是本实用新型一实施例的工件的示意图；

图5是本实用新型另一实施例的工件的示意图；

图6是本实用新型其他实施例的工件的示意图；

图7是本实用新型其他实施例的工件的示意图。

附图标记说明如下：

10-长度测量装置，110-主体，111-尺架，112-传动轴，113-活动部件，113a-调节部，113b-测力机构，113c–微分套筒，113d-棘轮测力机构，114、116-显示屏，115-支撑套筒，120-测量头，1-第一测头，2-第二测头，3-避位槽，4-调节机构，130-读数部分；

20、30、40、50-工件，21、31-端部，22、32-中间部分，41、51-小径段，42、52-大径段。

具体实施方式

以下结合附图1～7对本实用新型提出的长度测量装置以及千分尺作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

图1是本实用新型一实施例的长度测量装置的示意图，图2是本实用新型另一实施例的长度测量装置于测量工件时的示意图。如图1和图2所示，一种长度测量装置10包括主体110和测量头120，所述测量头120连接主体110。所述测量头120包括第一测头1和第二测头2，可选的，所述第一测头1和第二测头2平行设置。其中，所述第一测头1能够在主体110的驱动下相对于第二测头2作靠近或远离的运动。优选地，所述第一测头1是动测头，所述第二测头2是静测头。在另一种实施方式中，测量头的两个测头均可移动。

实际测量时(可参阅图2)，所述第一测头1和第二测头2各自与工件20的一个测量面(即台阶面)接触，从而获取工件20上两个测量面的间距。但是，本实用新型为了增大各个测头与工件之测量面的接触面积，将第一测头1和第二测头2配置为与工件20的测量面相接触时形成面接触。相比于线接触，面接触可以有效的增大测量的接触面积，从而降低测量误差，提高测量精度。

特别的，前述工件20以及下述举例的工件30、40、50，均还具有至少一个非测量面，且非测量面面积小于测量面面积，显然，本实施例的工件20、30、40、50为台阶结构。此外，需要说明的是，与第一测头1和第二测头2接触的测量面的面积可以相同，也可以不相同，不作特别的限定，同样的，工件可以具有多个非测量面，多个非测量面的面积也可以相同或不同，具体由工件的结构来确定。

进而，所述第一测头1和第二测头2均优选具有与工件20的测量面相匹配的基准面(基准面与测量面相接触)，例如所述工件20、30、40、50的测量面为平面，则所述第一测头1和第二测头2亦具有为平面结构的基准面，或者是，所述工件20、30、40、50的测量面为凹面，则所述第一测头1和第二测头2具有与该凹面相匹配的凸面(即基准面)，又或者是，所述工件20、30、40、50的测量面为凸面，则所述第一测头1和第二测头2具有与该凸面相匹配的凹面(即基准面)。然而，本实用新型不限于测头的基准面必须与工件的测量面在形状上相匹配，只要两者能够形成面接触即可。

还需要补充的是，本实施例的第一测头1和第二测头2可以测量两个相邻台阶的间距，还可以测量一个台阶的长度，也可以测量多个台阶的总长度。

如图4和图5所示，两个工件20、30均为“工字型”。其中，针对工件20来说，其连接两个端部21的中间部分22的长度L可以被测量获取。不过，该工件20为圆形结构，然而，另一个工件30却可以为方形等非圆形结构。测量时，所述第一测头1的基准面与其中一个端部21(31)靠近中间部分22的表面形成面接触，同时所述第二测头2的基准面与另一个端部21(31)靠近中间部分22的表面也形成面接触，那么，根据第一测头1相对于第二测头2的轴向移动距离便可获得所述中间部分22(32)的长度L。

如图6所示，另有一个工件40，其“两端小中间粗大”，则连接两个小径段41的大径段42的长度L可以被测量获取，小径段41的外径小于大径段42的外径。但与前述工件20、30所不同的是，所述大径段42的两个端面分别与第一测头1和第二测头2形成面接触，以此即可获取大径段42的长度L。

或者，如图7所示，再有一个工件50，呈现“两端小中间呈多区段粗大”的结构状态。显然，与工件40所区别的是，在工件50的两个小径段51之间设置有多个大径段52，如2个，则两个大径段52的总长L可以被测量获取。具体来说，其中一个大径段52远离另一个大径段52的端面与第一测头1面接触，而另一个大径段52远离其中一个大径段52的端面与第二测头2面接触，便可得到两个大径段52的总长度L。

由上述方式可见，对于任意一个测头来说，其至少具有一个与工件的测量面相接触的基准面。为了方便描述，本文中，定义第一测头1与工件的测量面接触的基准面为第一基准面，而第二测头2与工件的测量面接触的基准面为第二基准面，且第一基准面的数量与第二基准面的数量相一致。

那么，当所述第一基准面和第二基准面均为一个时，两者既可以相向设置，也可以背向设置；当所述第一基准面和第二基准面相向设置时，该两个测头可以测量一个或多个台阶的长度(参阅图6和图7)；当所述第一基准面和第二基准面背向设置时，该两个测头可以测量两个相邻台阶的间距(参阅图4和图5)。当所述第一基准面和第二基准面均为两个时，两个第一基准面相对设置，两个第二基准面亦相对设置，此时不仅可以测量一个或多个台阶的长度，还可以测量两个相邻台阶的间距。

进而，在一个优选的操作中，如图3所示，所述第一测头1和第二测头2上各自设置有一个避位槽3。以图4所示的工件20作为示意，实际测量时，该工件20具有非测量面的区域(即中间部分22)直接插入该两个避位槽3中固定，这样便于工件的摆正，而且还便于增大测头与测量面的接触面积，从更进一步降低测量误差，提高测量精度。然而，避位槽3的形状可以是U形，也可以是V形，还可以是弧形，优选与工件具有非测量面的区域的轮廓相匹配。

进一步，每个避位槽3的容置空间的大小优选可以调节，从而能够令不同规格的工件能够插入避位槽3中放置，使得长度测量装置10能够测量多种工件，以此降低测量成本。具体的，所述容置空间具有一个大小可调节的宽度，该宽度垂直于工件的轴线方向。

更进一步，所述长度测量装置10还包括调节机构4，所述第一测头1和第二测头2各自连接一个调节机构4，每个调节机构4用于调整对应测头上的避位槽3的宽度，较佳的，通过调整两个子测头之间的距离来改变避位槽3的宽度。

例如，所述第一测头1包括两个可相对活动的子测头(该两个子测头在垂直于工件的轴线方向上相对设置)，且该两个子测头连接同一根丝杆，且所述一根丝杆上设有旋向相反的两段螺纹。所述第一测头1的两个子测头分别与同一根丝杆上的两段螺纹连接，以形成旋向相反的两个螺纹副，从而实现第一测头1的两个子测头的相互靠近或远离。

基于同样的原理，所述第二测头2亦包括另两个可相对活动的子测头(该两个子测头在垂直于工件的轴线方向上相对设置)，该两个子测头连接同一根丝杆，且该丝杆上同样设有旋向相反的两段螺纹，所述第二测头2的两个子测头分别与该丝杆的两段螺纹连接，以形成旋向相反的两个螺纹副，从而实现第二测头2的两个子测头的相互靠近或远离。

对应于一个测头，每个子测头上设有一个缺口，两个子测头上的两个缺口组合形成一个避位槽3，因此，该测头的两个子测头的相互靠近或远离，可以直接调整避位槽3的宽度。

本实用新型的调节机构4在转动丝杆时，丝杆与两个子测头形成的两个反向的螺旋副能够使子测头同时相对或相背移动同样的距离，结构极大的节省成本，而且使用稳定可靠，两个子测头动作统一，调试方便。

本实施例中，每个测头通过一个底座与对应的部件连接，如第一测头1通过底座5与主体110连接(具体与主体110的传动轴112连接)，第二测头2通过另一个底座6与主体110连接(具体与主体110的尺架111连接)。

那么，与第一测头1的两个子测头连接的丝杆插入底座5放置，与第二测头2的两个子测头连接的另一根丝杆插入底座6放置，从而通过底座来支撑丝杆和测头。优选的，所述长度测量装置10还包括一根导向轴7，该导向轴7的一端固连底座6，另一端以可活动的方式插入底座5中，从而使得第一测头1沿着导向轴7的延伸方向相对于第二测头2运动。

接着，所述主体110优选包括尺架111、传动轴112和活动部件113。所述传动轴112穿过尺架111，且一端与第一测头1连接，另一端与活动部件113连接。所述第二测头2固定于尺架111上，所述活动部件113能够驱动传动轴112作前进或后退的运动，从而所述传动轴112连带驱动第一测头1相对于第二测头2作靠近或远离的运动。

在一个实施例中，如图1所示，所述主体110被构造成一个千分尺，详细说，所述活动部件113包括调节部113a和测力机构113b，同时所述传动轴112被构造成一个测微螺杆。所述调节部113a与传动轴112通过螺纹结合，以通过旋转调节传动轴112的进退。所述测力机构113b与调节部113a也通过螺纹结合。优选的，所述主体110还包括一个检测器和一个显示屏114，所述检测器和所述显示屏114构成本实施例的读数部分130，该读数部分130用于根据传动轴112的运动状态记录工件上目标区域的长度。其中，所述检测器与显示屏114连接，并用于根据传动轴112的转动状态获取该传动轴112的轴向位移量，进而所述显示屏114用于以数字形式显示传动轴112的轴向位移量。

在另一个实施例中，如图2所示，所述主体110被构造成另一个千分尺，具体来说，该主体110的活动部件113包括与传动轴112连接的微分套筒113c，且所述主体110还包括与尺架111和传动轴112连接的支撑套筒115，其中，所述微分套筒113c上设有一圈活动刻度，所述支撑套筒115上沿轴向设有固定刻度，所述微分套筒113c能够相对于支撑套筒115旋转和移动，如此，通过读取固定刻度与活动刻度的数值，即可获知传动轴112的轴向位移量，此时，固定刻度与活动刻度的组合便构成本实施例的读数部分130。此外，所述活动部件113还包括与传动轴112连接的棘轮测力机构113d。

在此，本申请公开的主体110可以选用已有的千分尺，本领域技术人员在本申请公开的内容基础上，应当知晓如何实现尺架111、传动轴112、微分套筒113c、棘轮测力机构113d和支撑套筒115的连接及使用。特别的，针对图2所示的主体110，优选还具有一个显示屏116，亦用以数字形式显示传动轴112的轴向位移量。

在上述以数字形式显示检测结果的显示屏114、116中，优选这些显示屏具备USB端口，该USB端口能够向其他设备传输数据。此外，上述实施例的主体110还包括锁紧机构(未图示)，通过旋转该锁紧结构能够使上述传动轴112锁紧或松开。

上述实施例对本实用新型的主体的实现形式，进行了举例说明，当然，本实用新型包括但不局限于上述实施中所列举的方式，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本实用新型所保护的范围。另外，所述第一测头1和第二测头2两者的摆放位置不限于图中的形式，还可以是第二测头2相比于第一测头1更远离活动部件113，总而言之，只要使得其中一个测头能够相对于另一个测头作靠近或远离的运动便可。

本实施例的长度测量装置可以在已有的内径千分尺上作改进而得到，但是本领域普通技术人员可以根据现有的知识将本长度测量装置应用到其他的测量仪器中。

综上，在本实用新型提供的长度测量装置中，所述第一测头和第二测头各自被配置为与工件的一个测量面接触时形成面接触，从而可以获取两个测量面的间距，相比于测头与工件的测量面形成线接触，面接触的接触面积更大，从而可以降低测量误差，提高测量精度。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种长度测量装置，适用于一工件，所述工件具有测量面和非测量面，其特征在于，所述长度测量装置包括主体以及与所述主体连接的测量头；所述测量头包括第一测头和第二测头，所述第一测头能够在所述主体的驱动下相对于所述第二测头作靠近或远离的运动；其中，

所述第一测头和所述第二测头各自被配置为与所述工件的一个所述测量面接触时形成面接触，以获取两个所述测量面的间距；所述第一测头和所述第二测头上包括避位槽，所述工件放置于所述避位槽中。

2.如权利要求1所述的长度测量装置，其特征在于，所述避位槽的容置空间的大小可调。

3.如权利要求2所述的长度测量装置，其特征在于，所述第一测头和所述第二测头各自连接一个调节机构，每个所述调节机构用于调整对应测头上避位槽的容置空间大小。

4.如权利要求3所述的长度测量装置，其特征在于，任意一个所述测头包括两个可相对活动的子测头，任意一个所述测头的两个子测头连接同一根丝杆，所述丝杆上设置有旋向相反的两段螺纹，任意一个所述测头的两个子测头分别与所述丝杆的两段螺纹连接，以形成旋向相反的两个螺纹副。

5.如权利要求1所述的长度测量装置，其特征在于，所述主体包括尺架、传动轴和活动部件；所述传动轴穿过所述尺架，且一端与所述第一测头连接，另一端与所述活动部件连接；所述第二测头固定于所述尺架上；所述活动部件能够驱动所述传动轴作前进或后退的运动。

6.如权利要求5所述的长度测量装置，其特征在于，所述主体还包括一读数部分，所述读数部分用于根据所述传动轴的运动状态记录所述工件上目标区域的长度。

7.如权利要求6所述的长度测量装置，其特征在于，所述活动部件包括与所述传动轴连接的微分套筒，所述主体还包括与所述尺架和所述传动轴连接的支撑套筒，所述读数部分包括固定刻度以及活动刻度，所述固定刻度设置在所述支撑套筒上，所述活动刻度设置在所述微分套筒上。

8.如权利要求6所述的长度测量装置，其特征在于，所述读数部分包括检测器以及与所述检测器连接的显示屏，所述检测器用于根据所述传动轴的运动状态获取该传动轴的轴向位移量，进而所述显示屏用于以数字形式显示所述传动轴的轴向位移量。

9.一种千分尺，其特征在于，包括主体以及与所述主体连接的测量头；所述测量头包括第一测头和第二测头，所述第一测头能够在所述主体的驱动下相对于所述第二测头作靠近或远离的运动；

其中，所述第一测头和所述第二测头各自被配置为与一工件的一个测量面接触时形成面接触，以获取两个所述测量面的间距；且所述第一测头和所述第二测头上包括避位槽，所述工件放置于所述避位槽中。

10.如权利要求9所述的千分尺，其特征在于，所述避位槽的容置空间的大小可调。