CN207703178U - 一种六球样板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种六球样板，包括基板、六个标准球，所述六个标准球分为两组，每组包含三个标准球，每组中的三个标准球围在一起，使得测球可以与三个标准球同时相切，所述两组标准球分别固定在基板的两个方向；在标定过程中，通过测头与六球样板中的三个标准球进行接触测量，三个标准球更容易限制测头的滑动，定位精度高，能够有效地避免传统齿距与齿厚标定中测头容易滑动的弊端，从而有效地提高齿距与齿厚标定的精度。

Description

一种六球样板

技术领域

本实用新型涉及测量仪器标定技术领域，具体涉及一种六球样板。

背景技术

测量仪器是进行科学研究、教育教学、工程测量等领域的必需工具，随着科技的发展和时代的进步，各类测量仪器得到了大力的发展，在社会生活中的应用范围越来越广泛，而高精度、高可靠性的测量仪器，一直是该领域科研人员研究与探索重点。

测量仪器通常设置有测头，测头作为传感器用于采集被测对象相关参数，测头的发展水平直接影响着测量仪器的测量精度与测量效率。精密测头通常分为接触式测头与非接触式测头两种，其中接触式测头又分为机械式测头、触发式测头和扫描式测头；非接触式测头分为激光测头和光学视频测头。

机械式测头是精密量仪使用较早的一种测头；该测头通过测头测端与被测对象直接接触进行测量，主要用于手动测量；该类测头结构简单、操作方便，其缺点在于精度不高，测量效率低，目前很少用于工业测量领域。触发式测头及扫描式测头在工业领域中的应用最为广泛；触发式测头及扫描式测头通常包括测针与测球，在测量过程中，利用测球与被测对象接触，实现相关参数的采集；其中，触发式测头具有结构简单、使用方便、及较高触发精度等优点，相比与触发式测头，扫描式测头的精度更高、功能更强、适应性更广，且同时具备单点测量和连续扫描测量的功能。

齿轮测量中有一重要参数为齿距与齿厚，该参数通常采用标准齿轮来实现齿距与齿厚的标定，即通过测量仪器在标准齿轮分度圆上进行测量。但由于测量仪器定位精度以及测头在与齿面接触时存在测头滑动问题，齿距与齿厚标定值通常会存在一定偏差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种六球样板，在标定过程中，通过测头与六球样板中的三个标准球进行接触测量，三个标准球更容易限制测头的滑动，定位精度高，能够有效地避免传统齿距与齿厚标定中测头容易滑动的弊端，从而有效地提高齿距与齿厚标定的精度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种六球样板，包括基板、六个标准球，所述六个标准球分为两组，每组包含三个标准球，每组中的三个标准球围在一起，使得测球可以与三个标准球同时相切，所述两组标准球分别固定在基板的两个方向。

所述六球样板中，有两组标准球，每组分别包含三个标准球，三个标准球分别设置在基板上，并围在一起，三个标准球之间可以相切，也可以相离，相离时只需平衡好标准球的直径与两球之间的中心距，保证测头的测球能同时与三个标准球相切即可；测量仪器在进行齿距与齿厚标定时，测头的测球能同时与一组中的三个测球相接触，形成三个接触点，三个接触点对测球形成三点支撑，从而更容易限制测量过程中测球的滑动，提高定位精度，进而有效地提高齿距与齿厚标定的精度。

优选地，所述基板为平板。所述基板为平板时，既便于基板设置或固定在测量仪器上，以进行齿距与齿厚标定；又便于使用标准测量仪器测定两组标准球之间的间距。

优选地，每组中的三个标准球两两相切。各标准球均是固定在基板上的，每组中的三个标准球以两两相切的位置关系设置在基板上，在六球样板的生产制造过程中，可以便捷地将三个标准球分为一组，并固定在合适的位置上，从而有利于缩短加工时间；此外，每组中的三个标准球两两相切的设置在基板上后，还便于后期齿距与齿厚标定过程中对每个球进行定位，从而简化计算测头与每组中的三个标准球同时接触时的理论位置的过程，使得计算更简洁、方便。

优选地，所述六个标准球的直径相同。六球样板中各标准球的直径相同，有利于简化生产和制造过程，同时也方便后期齿距与齿厚标定过程中，测头上的测球与每组中的三个标准球同时接触，还可以简化计算测头与每组中的三个标准球同时接触时的理论位置的过程。

优选地，所述标准球的精度不低于测头上测球的精度。六球样板中的标准球是测量仪器进行齿距与齿厚标定时的参考球，其精度对于齿距与齿厚标定的精度有很大的影响，所以在六球样板的设计之初就需要尽量降低或排除这种影响，只要当标准球的精度不低于测球本身的制造精度时，标准球作为参考球对于齿距与齿厚标定精度的影响才会降到最低，可以忽略不计。

优选地，所述标准球的精度高于测头上测球的精度一个等级。标准球的精度越高，其制造过程越麻烦、周期越长、成本越高；当标准球的精度高于测球的精度一个等级时，标准球的精度对齿距与齿厚标定的误差影响较小，同时也能很好的平衡六球样板的制作成本。

优选地，所述标准球采用红宝石或陶瓷或玻璃或碳化钨材料制成。由于对标准球的精度要求非常高，所以标准球还必须要有高硬度、高耐磨性、防静电、防磁、绝缘性能好、热传导率低、防酸碱性好、极低的表面粗糙度等各项特性，从而可以防止因为环境因素对六球样板中的标准球产生影响，进而影响到齿距与齿厚标定的精度；而在常用的材料中，红宝石、陶瓷、玻璃、碳化钨等材料都具有以上特性，满足标准球的要求。

优选地，所述基板上标注有标准球的半径或直径参数以及两组标准球之间的标准间距参数。所述标准球的半径或直径参数以及两组标准球之间的标准间距参数均是在六球样板制作完成之后，采用标准测量仪器测量出来的数据，数据可靠、精度高，便于使用该六球样板时参考。

与现有技术相比，使用本实用新型提供的一种六球样板，在标定过程中，通过测头与六球样板中的三个标准球进行接触测量，三个标准球更容易限制测头的滑动，定位精度高，能够有效地避免传统齿距与齿厚标定中测头容易滑动的弊端，从而有效地提高齿距与齿厚标定的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型提供的测量仪器中常用的测头的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1中提供的一种六球样板的等轴侧图。

图3为本实用新型实施例1中提供的一种六球样板的俯视图。

图4为本实用新型实施例1中提供的测球同时与六球样板中的三个标准球接触时的示意图。

图中标记说明

第一标准球1；第二标准球2；第三标准球3；第四标准球4；第五标准球5；第六标准球6；基板7；测头8；测针9；测头10；标注信息11。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

背景技术中介绍的测量仪器中，常用的测头结构，如图1所示，图中标记8为测头，标记9为测针，标记10为测球。

实施例1

请参阅图2以及图3，本实施例中提供了一种六球样板，包括基板7、六个标准球，六个标准球分为两组，每组包含三个标准球，每组中的三个标准球围在一起，使得测球10可以与三个标准球同时相切，所述两组标准球分别固定在基板7的两个方向。

在本实施例中，每组中的三个标准球两两相切，如图2中的第一标准球1、第二标准球2以及第三标准球3是两两相切的，第四标准球4、第五标准球5以及第六标准球6是两两相切的；各标准球均是固定在基板7上的，每组中的三个标准球以两两相切的位置关系设置在基板7上，测量仪器在进行齿距与齿厚标定时，测头8的测球10能同时与一组中的三个测球10相接触，如图4所示，形成三个接触点，三个接触点对测球10形成三点支撑，从而更容易限制测量过程中测球10的滑动，提高定位精度，进而有效地提高齿距与齿厚标定的精度；此外，每组中的三个标准球两两相切的设置在基板7上后，还便于后期齿距与齿厚标定过程中对每个球进行定位，从而简化计算测头8与每组中的三个标准球同时接触时的理论位置的过程，使得计算更简洁、方便。

在进一步地方案中，六球样板中的六个标准球的直径是相同的；这样，一方面，有利于简化生产和制造过程；另一方面，也方便后期齿距与齿厚标定过程中，测头8上的测球10与每组中的三个标准球同时接触，还可以简化计算测头8与每组中的三个标准球同时接触时的理论位置的过程。

在本实施例中，基板7采用的是平板；因为当基板7为平板时，既便于基板7设置或固定在测量仪器上，以进行齿距与齿厚标定；又便于使用标准测量仪器测定两组标准球之间的间距。

标准球的精度不低于测头8上测球10的精度；六球样板中的标准球是测量仪器进行齿距与齿厚标定时的参考球，其精度对于齿距与齿厚标定的精度有很大的影响，所以在六球样板的设计之初就需要尽量降低或排除这种影响，只要当标准球的精度不低于测球10本身的制造精度时，标准球作为参考球对于齿距与齿厚标定精度的影响才会降到最低，可以忽略不计。

具体而言，在本实施例中，标准球的精度高于测头8上测球10的精度一个等级。标准球的精度越高，其制造过程越麻烦、周期越长、成本越高；当标准球的精度高于测球10的精度一个等级时，标准球的精度对齿距与齿厚标定的误差影响较小，同时也能很好的平衡六球样板的制作成本。

由于对标准球的精度要求非常高，所以标准球还必须要有高硬度、高耐磨性、防静电、防磁、绝缘性能好、热传导率低、防酸碱性好、极低的表面粗糙度等各项特性，从而可以防止因为环境因素对六球样板中的标准球产生影响，进而影响到齿距与齿厚标定的精度；而在常用的材料中，红宝石、陶瓷、玻璃、碳化钨等材料都具有以上特性，满足标准球的要求，因而可以优先采用红宝石或陶瓷或玻璃或碳化钨等材料来制作标准球；在本实施例中，标准球采用的是陶瓷材料，具体而言，是陶瓷材料中的氮化硅材料；氮化硅是一种非常坚硬耐磨的陶瓷材料，可加工成精度很高的球体，也可抛光到极为光滑的表面光洁度，从而尽可能的提高标准球的精度，降低标准球的精度对齿距与齿厚标定精度的影响。

在更进一步地方案中，基板7上还标注有标准球的直径参数(或半径参数)以及两组标准球之间的标准间距参数，如图2或图3所示；其中，标准球的半径或直径参数以及两组标准球之间的标准间距参数均是在六球样板制作完成之后，采用标准测量仪器测量出来的数据，数据可靠、精度高，便于使用该六球样板时参考。

实施例2

本实施例2与上述实施例1的主要区别在于，在本实施例中，所述六球样板中每组中的三个标准球可以是相离的，即三个标准球不一定相切；但三个标准球是设置在基板上，并围在一起的，此时需要平衡好标准球的直径与两球之间的中心距，才能保证测头的测球能同时与三个标准球相切；以便测量仪器在进行齿距与齿厚标定时，测头的测球能同时与一组中的三个测球相接触，形成三个接触点，三个接触点对测球形成三点支撑，从而更容易限制测量过程中测球的滑动，提高定位精度，进而有效地提高齿距与齿厚标定的精度。

实施例3

本实施例3与上述实施例1的主要区别在于，在本实施例中，所述六球样板中的六个个标准球的直径不一定全相等；但三个标准球是设置在基板上，并围在一起的，此时需要平衡好标准球的直径与两球之间的中心距，保证测头的测球能同时与三个标准球相切即可；以便测量仪器在进行齿距与齿厚标定时，测头的测球能同时与一组中的三个测球相接触，形成三个接触点，三个接触点对测球形成三点支撑，从而更容易限制测量过程中测球的滑动，提高定位精度，进而有效地提高齿距与齿厚标定的精度。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种六球样板，其特征在于，包括基板、六个标准球，所述六个标准球分为两组，每组包含三个标准球，每组中的三个标准球围在一起，使得测球可以与三个标准球同时相切，所述两组标准球分别固定在基板的两个方向。

2.根据权利要求1所述的六球样板，其特征在于，所述基板为平板。

3.根据权利要求1所述的六球样板，其特征在于，每组中的三个标准球两两相切。

4.根据权利要求1所述的六球样板，其特征在于，所述六个标准球的直径相同。

5.根据权利要求1-4任一所述的六球样板，其特征在于，所述标准球的精度不低于测头上测球的精度。

6.根据权利要求5所述的六球样板，其特征在于，所述标准球的精度高于测头上测球的精度一个等级。

7.根据权利要求6所述的六球样板，其特征在于，所述标准球采用红宝石或陶瓷或玻璃或碳化钨材料制成。

8.根据权利要求7所述的六球样板，其特征在于，所述基板上标注有标准球的半径或直径参数以及两组标准球之间的标准间距参数。