CN209431984U - 一种基于旋转磁场位移测量的千分尺 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及千分尺领域，具体涉及基于旋转磁场位移测量的千分尺，其包括：尺架，尺架上设置有用于夹持测量对象并进行尺寸测量的夹持部；操作部，操作部通过螺杆传动机构和夹持部连接，操作部设置在尺架上且用于通过螺杆传动机构控制夹持部的开合；磁场检测装置，磁场检测装置安装于尺架上；所述螺杆传动机构中的螺杆旋转自由度被限制，仅能够轴向移动，所述螺杆的螺纹上配合有旋转传动部件，所述旋转传动部件配合有磁场产生部件，所述磁场检测装置能够检测所述磁场产生部件的磁场方位角及其变化数据，得到对应的测量尺寸；本实用新型的发明目的在于提供一种测量结果稳定、误差较小、成本更低的基于旋转磁场位移测量的千分尺。

Description

一种基于旋转磁场位移测量的千分尺

技术领域

本实用新型涉及千分尺领域，具体涉及基于旋转磁场位移测量的千分尺。

背景技术

螺旋测微器又称千分尺、螺旋测微仪或分厘卡，是比游标卡尺更精密的测量长度的工具，用它测长度可以准确到0.004mm。

螺旋测微器分为机械式千分尺和电子千分尺两类。

一是机械式千分尺。如标准外径千分尺，简称千分尺，是利用精密螺纹副原理测长的手携式通用长度测量工具；千分尺的品种很多，改变千分尺测量面形状和尺架等就可以制成不同用途的千分尺，如用于测量内径、螺纹中径、齿轮公法线或深度等的千分尺。

二是电子千分尺。如数显外径千分尺，也叫数显千分尺，测量系统中应用了光栅测长、容栅测长技术和集成电路等。电子千分尺是20世纪70年代中期出现的，用于外径测量。

第一种方式误差较大，第二种方式中采用光栅测长时，装配难度高，成本高，且两种方式都涉及到螺杆的旋转，旋转+轴向移动的方式也会存在测量结果不稳定的情况。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的发明目的在于提供一种测量结果稳定、误差较小、成本更低、装配难度高的基于旋转磁场位移测量的千分尺。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于旋转磁场位移测量的千分尺，其包括：

尺架，所述尺架上设置有用于夹持测量对象并进行尺寸测量的夹持部；

操作部，所述操作部通过螺杆传动机构和夹持部连接，所述操作部设置在所述尺架上且用于通过所述螺杆传动机构控制所述夹持部的开合；

磁场检测装置，所述磁场检测装置安装于所述尺架上；

所述螺杆传动机构中的螺杆旋转自由度被限制，仅能够轴向移动，所述螺杆的螺纹上配合有旋转传动部件，所述旋转传动部件配合有磁场产生部件，且被配置为：所述旋转传动部件被所述操作部控制旋转从而带动所述螺杆轴向移动，所述磁场产生部件也被旋转传动部件带动旋转，所述磁场检测装置能够检测所述磁场产生部件的磁场方位角及其变化数据，得到对应的测量尺寸。

该方案改变了螺杆传动机构的结构，使螺杆只进行轴向的移动，在移动同时不再进行转动，测量结果更稳定(比现在的电子千分尺的光栅测量更稳定，装配难度更小，成本更低)，磁场检测装置和磁场产生部件不需要硬连接，减少了接触产生的摩擦造成材料损失，寿命更长。

作为本实用新型的优选方案，所述磁场检测装置与所述磁场产生部件相对设置，测量结果更准确和稳定。

作为本实用新型的优选方案，所述螺杆上在圆周面沿轴向设置有一滑槽，所述尺架上设置有与所述滑槽配合的防转销，实现螺杆的旋转自由度限制，同时不干涉螺杆的轴向移动，结构更优，加工和装配成本更低，同时也便于后期的维修和更换。

作为本实用新型的优选方案，所述磁场检测装置为带有角度编码器和/或霍尔元件的集成电路，两者可单独使用，也可组合使用，霍尔元件相对角度编码器更节能，可以用霍尔元件检测磁场的旋转圈数，用角度编码检测最后一圈的磁场旋转角度，使检测结果更准确，同时更节能。

作为本实用新型的优选方案，所述旋转传动部件为齿轮螺母，所述齿轮螺母具备内螺纹和外齿，所述内螺纹配合所述螺杆，所述外齿配合所述磁场产生部件，结构更优，更方便加工，制造成本更低，同时也便于设计零件周围的结构。

作为本实用新型的优选方案，所述磁场产生部件为磁钢，成本低，磁性稳定。

作为本实用新型的优选方案，所述螺母的轴向自由度被限制，仅能够旋转，防止了螺母的移动+旋转动作，和螺杆的原理一样，测量结果更稳定。

作为本实用新型的优选方案，所述磁场检测装置和磁场产生部件周围设置有隔热外壳，所述隔热外壳材料的导热系数小于金属的导热系数，因为千分尺的精度要求非常高，如果外部的热量(比如人体的)传入设备内部，会使零部件发生膨胀，影响测量精度。

作为本实用新型的优选方案，所述磁场检测装置和磁场产生部件周围设置有屏蔽外壳，所述屏蔽外壳由导磁材料构成，防止磁场受到干扰，使磁场检测装置对磁场的检测更准确。

作为本实用新型的优选方案，所述尺架外部设置有显示装置，所述显示装置连接所述磁场检测装置且能够显示所述测量尺寸，便于操作者使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中标记：1-显示装置，2-磁场检测装置，3-磁场产生部件，4-齿轮，5-操作部，6-螺杆，7-旋转传动部件，8-滑槽，9-隔热外壳，10-防转销，11-尺架，12-夹持部。

具体实施方式

下面结合实施例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型的发明内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

实施例1

如图1，一种基于旋转磁场位移测量的千分尺，其包括：

尺架11(本实施例中所述尺架11为弓形尺架)，所述尺架11上设置有用于夹持测量对象并进行尺寸测量的夹持部12；

操作部5，所述操作部5通过螺杆6传动机构和夹持部12连接，所述操作部5设置在所述尺架11上且用于通过所述螺杆6传动机构控制所述夹持部12的开合；

磁场检测装置2，所述磁场检测装置2安装于所述尺架11上；

所述螺杆6传动机构中的螺杆6旋转自由度被限制，仅能够轴向移动，所述螺杆6的螺纹上配合有旋转传动部件7，所述旋转传动部件7配合有磁场产生部件3，且被配置为：所述旋转传动部件7被所述操作部5控制旋转从而带动所述螺杆6轴向移动，所述磁场产生部件3也被旋转传动部件7带动旋转，所述磁场检测装置2能够检测所述磁场产生部件3的磁场方位角及其变化数据(相对磁场检测装置2)，得到对应的测量尺寸，所述尺架11外部设置有显示装置1，所述显示装置1连接所述磁场检测装置2且能够显示所述测量尺寸；

在本实施例中，所述磁场检测装置2为带有角度编码器和/或霍尔元件的集成电路，所述磁场产生部件3为磁钢，集成电路中设置有数据处理电路板和存储芯片，角度编码器和/或霍尔元件检测到具体的磁场的方位角及其变化数据后(转了多少圈以及最后一圈转了多少度)，数据处理电路板对该数据进行计算(螺距以及齿的模数对应的磁场转动角度预先都是知晓的)，得到对应的测量尺寸数据，在所述显示装置1上显示，显示装置1具体为液晶显示器。

作为本实施例的优选方案，所述磁场检测装置2与所述磁场产生部件3相对设置；同时，所述螺杆6的螺纹上配合有旋转传动部件7，所述旋转传动部件7连接所述磁场产生部件3，所述螺杆6上在圆周面沿轴向设置有一滑槽8，所述尺架11上设置有与所述滑槽8配合的防转销10，实现螺杆6的旋转自由度限制，同时不干涉螺杆6的轴向移动。

具体的，所述旋转传动部件7为齿轮螺母，所述齿轮螺母具备内螺纹和外齿，所述内螺纹配合所述螺杆6，所述外齿配合所述磁场产生部件3，所述螺母的轴向自由度被限制，仅能够旋转，所述磁场产生部件3(即所述磁钢)安装于一旋转底座上，旋转底座同轴安装有有一同步旋转的齿轮4，所述齿轮4与螺母的外齿配合。

以及，所述磁场检测装置2和磁场产生部件3周围设置有隔热外壳9，所述隔热外壳9材料的导热系数小于金属的导热系数，同时，所述磁场检测装置2和磁场产生部件3周围还能够设置有屏蔽外壳(也可以是一个隔热外壳9上的涂层，方案有很多种)，所述屏蔽外壳由导磁材料构成。

Claims (9)

1.一种基于旋转磁场位移测量的千分尺，其包括：

尺架，所述尺架上设置有用于夹持测量对象并进行尺寸测量的夹持部；

操作部，所述操作部通过螺杆传动机构和夹持部连接，所述操作部设置在所述尺架上且用于通过所述螺杆传动机构控制所述夹持部的开合；

其特征在于，还包括磁场检测装置，所述磁场检测装置安装于所述尺架上；

所述螺杆传动机构中的螺杆旋转自由度被限制，仅能够轴向移动，所述螺杆的螺纹上配合有旋转传动部件，所述旋转传动部件配合有磁场产生部件，且被配置为：所述旋转传动部件被所述操作部控制旋转从而带动所述螺杆轴向移动，所述磁场产生部件也被旋转传动部件带动旋转，所述磁场检测装置能够检测所述磁场产生部件的磁场方位角及其变化数据，得到对应的测量尺寸。

2.根据权利要求1所述的基于旋转磁场位移测量的千分尺，其特征在于，所述磁场检测装置与所述磁场产生部件相对设置。

3.根据权利要求1所述的基于旋转磁场位移测量的千分尺，其特征在于，所述螺杆上在圆周面沿轴向设置有一滑槽，所述尺架上设置有与所述滑槽配合的防转销，实现螺杆的旋转自由度限制，同时不干涉螺杆的轴向移动。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的基于旋转磁场位移测量的千分尺，其特征在于，所述磁场检测装置为带有角度编码器和/或霍尔元件的集成电路。

5.根据权利要求4所述的基于旋转磁场位移测量的千分尺，其特征在于，所述旋转传动部件为齿轮螺母，所述齿轮螺母具备内螺纹和外齿，所述内螺纹配合所述螺杆，所述外齿配合所述磁场产生部件。

6.根据权利要求5所述的基于旋转磁场位移测量的千分尺，其特征在于，所述磁场产生部件为磁钢。

7.根据权利要求6所述的基于旋转磁场位移测量的千分尺，其特征在于，所述螺母的轴向自由度被限制，仅能够旋转。

8.根据权利要求1所述的基于旋转磁场位移测量的千分尺，其特征在于，所述磁场检测装置和磁场产生部件周围设置有隔热外壳，所述隔热外壳材料的导热系数小于金属的导热系数。

9.根据权利要求1所述的基于旋转磁场位移测量的千分尺，其特征在于，所述磁场检测装置和磁场产生部件周围设置有屏蔽外壳，所述屏蔽外壳由导磁材料构成。