CN218270611U - 直径测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工件测量技术领域，尤其涉及一种直径测量装置，包括连接座、旋转驱动机构和测头机构，测头机构设置为两组，沿第一方向间隔设置在连接座上，包括安装在连接座上的安装座、第一弹性件和浮动测头组件，第一弹性件弹性抵接于安装座和浮动测头组件之间，使浮动测头组件能够保持与工件的外轮廓或孔的内壁抵接的趋势，从而测得直径，在旋转驱动机构驱动下，安装在连接座上的测头机构能够随连接座旋转，对工件或开孔的全方位直径进行测量，从而提高测量精度。

Description

直径测量装置

技术领域

本实用新型涉及工件测量技术领域，尤其涉及一种直径测量装置。

背景技术

工件检测工序中常需要对其本身圆度或其上的孔径(包括槽径)进行检测，而一般的直径检测工具只能测量一个或有限几个方向的直径，例如内径千分尺，对于一些圆度变化比较大的工件或孔，测量出来的直径误差较大，难以满足对工件高精度的测量需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种直径测量装置，能够测量工件或孔的各周向的全部直径，提高检测精度。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

直径测量装置，包括连接座、旋转驱动机构、测头机构和直线驱动机构，所述旋转驱动机构与所述连接座连接，被配置为驱动所述连接座旋转，所述测头机构设置为两组，沿第一方向间隔设置，分别与所述旋转驱动机构距离相同，所述测头机构包括安装座、第一弹性件和浮动测头组件，所述浮动测头组件沿第一方向滑动安装于所述安装座上，所述第一弹性件沿第一方向抵接在所述浮动测头组件和所述安装座之间，使浮动测头组件能够保持与工件的外轮廓或孔的内壁抵接的趋势。

可选地，所述直径测量装置还包括直线驱动机构，所述直线驱动机构被配置为能够驱动两个所述测头机构做相互远离或相互靠近的运动。

可选地，所述直线驱动机构包括双头螺杆、第一驱动件和丝杠螺母，所述双头螺杆沿所述第一方向安装在所述连接座上，两个所述丝杠螺母分别套设在所述双头螺杆螺纹相反的两端并与所述测头机构连接，所述第一驱动件与所述双头螺杆传动连接。

可选地，所述浮动测头组件包括块规、测杆和测头，其中所述测杆沿第一方向位置可调地连接于所述块规上，所述测头设置在所述测杆远离所述块规的一端，所述块规滑动安装在所述安装座上，所述第一弹性件沿所述第一方向弹性抵接在所述块规和所述安装座之间。

可选地，所述安装座包括安装板，所述安装板上开设有凹槽，所述块规呈T 形，其垂直于所述第一方向的一端滑动套设在所述凹槽内的滑杆上，所述滑杆沿所述第一方向延伸的两端分别与所述凹槽内壁连接，所述第一弹性件抵接于所述块规与所述凹槽内壁之间。

可选地，所述测头机构还包括第二弹性件，所述第二弹性件设置有两个，分别套设在滑杆两端，其一端与所述块规抵接，另一端与所述凹槽内壁连接。

可选地，所述测头机构还包括第二驱动件，所述第二驱动件安装在所述安装座上，被配置为驱动所述浮动测头组件沿第一方向移动。

可选地，所述连接座上沿所述第一方向设置有光栅尺，所述安装座面向所述连接座的一侧设置有与光栅尺配合的读数头。

可选地，所述测头机构还包括第二锁止件，所述第二锁止件安装在所述安装座上并能够与所述连接座抵接。

可选地，所述旋转驱动机构包括旋转底板、旋转平台和第三驱动件，所述旋转底板安装在所述旋转平台的转盘上并与所述连接座固连，所述第三驱动件被配置为驱动所述旋转平台旋转。

本实用新型的有益效果为：通过与旋转驱动机构连接的连接座带动两个测头机构旋转，实现了对孔或工件整个方位的直径的测量，提高了测量精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述直径测量装置的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述直径测量装置的正视图；

图3是图2沿A-A向的剖视图；

图4是本实用新型实施例所述直径测量装置的俯视图；

图5是本实用新型实施例所述直径测量装置的侧视图；

图6是图5沿H-H向的剖视图；

图7是图6中C处的放大示意图。

图中：1、连接座；2、直线驱动机构；21、双头螺杆；22、第一驱动件； 23、丝杠螺母；24、固定侧固定板；3、测头机构；31、安装座；311、固定底板；312、滑动侧板；313、滑动顶板；314、安装板；32、第一弹性件；33、浮动测头组件；331、块规；332、测杆；333、测头；334、外壳；335、第一锁止件；34、第二弹性件；35、滑杆；36、第二锁止件；37、第二驱动件；38、接近开关；39、感应片；4、旋转驱动机构；41、旋转底板；42、旋转平台；43、第三驱动件；5、连杆；6、光栅尺；7、读数头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-图7所示，本实施例提供一种直径测量装置，可以对工件或孔的直径进行全方位测量，图中X表示第一方向、Y表示第二方向、Z表示第三方向，第一方向、第二方向、第三方向两两互相垂直，直径测量机构包括连接座1、测头机构3和旋转驱动机构4，其中旋转驱动机构4通过连杆5与连接座1连接，连杆5的数量为两个，沿第一方向(连接座1的长度方向)间隔设置，旋转驱动机构4能够驱动连接座1旋转，测头机构3设置有两组，沿第一方向间隔设置在连接座1上，能够分别与工件的外轮廓或孔的内壁相对两侧抵接，用于测量工件或孔的直径。

通过设置旋转驱动机构4，连接座1可以带动测头机构3以旋转驱动机构4 为轴旋转，对工件或孔的直径进行全方位的测量，减少测量误差。

测头机构3包括安装座31、第一弹性件32和浮动测头组件33，其中安装座31与连接座1连接，浮动测头组件33沿第一方向滑动安装于安装座31上，第一弹性件32沿第一方向抵接在浮动测头组件33和安装座31之间，使浮动测头组件33能够保持与工件的外轮廓或孔的内壁抵接的趋势，以获取工件或孔的直径。

直径测量装置还包括直线驱动机构2，直线驱动机构2安装在连接座1上，能够驱动两个测头机构3做相互靠近或远离的运动，在实际测量前可通过直线驱动机构2对测头机构3的位置进行粗调，使两个测头机构3之间的距离接近工件或孔的直径(即使测头机构3处于粗调位置)，以用于测量直径跨度较大的工件或孔，减少实际测量过程中浮动测头组件33的移动距离，进一步提高测量效率。

所述连接座1上沿第一方向设置有光栅尺6，安装座31面向连接座1的一侧设置有与光栅尺6配合的读数头7，用于控制直线驱动机构2的移动距离，以保证直线驱动机构2粗调测头机构3距离的准确性。

可选地，浮动测头组件33包括块规331、测杆332、测头333和外壳334，其中测杆332位置可调地连接于块规331上，测头333设置在测杆332远离块规331的一端，测杆332可以将测头333探入孔中对孔径进行测量，块规331 滑动安装在安装座31上，第一弹性件32沿第一方向弹性抵接在块规331和安装座31之间，外壳334罩于测杆332和测头333外侧用于保护测杆332和测头 333避免与外界环境发生碰撞，测头333可以从外壳334内伸出对直径进行检测，例如，外壳334可以设置为U形。

测杆332为L形，测杆332或块规331中的一个沿第一方向贯通开设有燕尾形槽，另一个设置有燕尾连接块，燕尾连接块能够在燕尾形槽内滑动以调整测头333的初始位置，使两个测头333之间的距离与两个读数头7之间的距离相同，保证直线驱动机构2粗调时的准确性；调整完成后通过测杆332上的第一锁止件335固定测杆332，保证测杆332相对于块规331的位置不变，第一锁止件335可以是锁紧螺杆，锁紧螺杆贯穿燕尾形槽与燕尾连接块抵接。

安装座31包括固定底板311、滑动侧板312、滑动顶板313和安装板314，其中固定底板311、滑动侧板312和滑动顶板313围合在连接座1外周，安装板 314设置于固定底板311的下方且与浮动测头组件33连接，固定底板311与丝杠螺母23固连，滑动侧板312的数量为两块，分别安装在固定底板311沿第二方向延伸的两端，其内侧设置有滑块，与连接座1侧面设置的滑轨滑动配合，滑轨沿第一方向延伸，通过滑轨、滑块的配合，能够使安装座31行走的更加稳定。

块规331可以设置成T形以方便与第一弹性件32连接，具体的，安装板314 上开设有凹槽，块规331包括沿第一方向延伸的一端和沿第三方向延伸的一端，其沿第三方向延伸的一端滑动套设在凹槽内的滑杆35上，滑杆35沿第一方向延伸的两端分别与凹槽内壁连接，块规331沿第三方向延伸的一端还连接有沿第一方向延伸的导向杆，安装板314上对应导向杆的位置开设有供导向杆插入的导向孔，第一弹性件32套设在导向杆上，其一端与块规331连接，另一端探入导向孔内与导向孔壁连接。

可以理解的是，当直径测量装置用于测量工件的外轮廓直径时，两个测头机构3中的测头333保持相对设置，当直径测量装置用于测量孔的内径时，两个测头机构3中的测头333保持背向设置。

当测头333用于测量孔径时，第一弹性件32处于收缩状态，能够向块规331 施加相互远离运动的力，使测头333抵接在孔的内壁上；当测头333用于测量工件外轮廓时，第一弹性件32处于伸长状态，能够向块规331施加相互靠近运动的力，使测头333抵接在工件的外轮廓上。

测头机构3还包括第二驱动件37，第二驱动件37用于驱动浮动测头组件 33，使两个测头333测量孔径时，两者之间的距离小于孔径，或者测量工件外轮廓时，两者之间的距离大于工件直径。本实施例中，第二驱动件37可以是气缸，气缸设置于两个安装板314背向的一侧，其一端固定在安装板314上，另一端沿第一方向插入凹槽内与块规331连接，若测量孔径时，气缸伸长带动两个浮动测头组件33做相互靠近的运动，使两个测头333之间的距离小于孔径，若测量工件的外轮廓直径，气缸收缩带动两个浮动测头组件33做相互远离的运动，使两个测头333之间的距离大于工件的外轮廓直径，以保证测量的顺利进行，待测头333进入孔内或者测头333位于工件相对两侧时，气缸反向收缩或伸长，为浮动测头组件33的移动提供避让空间。

测头机构3还包括为浮动测头组件33提供缓冲的第二弹性件34，第二弹性件34设置有两个，分别套设在沿第一方向设置的滑杆35两端，第二弹性件34 一端与滑杆35连接，另一端与块规331抵接，滑杆35位于凹槽内，其两端插入凹槽侧壁，第二弹性件34的设置可以使测头333与工件缓慢抵接，避免测头333与工件碰撞，对测头333或工件造成损坏。

第一弹性件32和第二弹性件34的结构可以相同，也可以不同，例如，第一弹性件32可以是弹簧，第二弹性件34可以是波纹管。

测头机构3还包括第二锁止件36，第二锁止件36沿第三方向插入滑动底板并与连接座1上设置的顶块抵接，能够在安装座31停止移动时对安装座31进行限位，避免测头机构3在测头333测量直径过程中发生移位，提高测量准确性。

更进一步的，测头机构3还包括用于控制第二驱动件37启闭的接近开关38 及与之配合的感应片39，接近开关38安装于安装座31或连接座1中的一个，感应片39安装于安装座31或连接座1中的另一个，当接近开关38感应到感应片39时，第一驱动件22自动开启，此时测头机构3已经在直线驱动机构2驱动下移动到粗调位置，接近开关38可以设置多个，分别对应测头机构3的多个粗调位置。

直线驱动机构2安装在连接座1上，能够驱动测头机构3做相互靠近或相互远离的运动，两组测头机构3与旋转驱动机构4之间的直线距离保持相同。

具体地，直线驱动机构2包括双头螺杆21、第一驱动件22和丝杠螺母23，双头螺杆21两端分别通过固定侧固定板24沿第一方向安装在连接座1两端，两个丝杠螺母23分别套设在双头螺杆21螺纹相反的两端并与测头机构3连接，第一驱动件22安装在其中一个固定侧固定板24上并通过联轴器与双头螺杆21 传动连接，能够带动丝杠螺母23上的测头机构3做相互靠近或远离的运动，相较于其他驱动结构，双头螺杆21能够实现两个测头机构3的同步运动，减少能源消耗。

旋转驱动机构4包括旋转底板41、旋转平台42和第三驱动件43，旋转平台42包括壳体和转盘，第三驱动件43与转盘传动连接以驱动转盘旋转，旋转底板41通过过渡法兰安装于转盘上并与连杆5连接，壳体和旋转底板41中的一个安装有光电传感器，另一个安装有定位片，定位片可随转盘旋转并穿过电光电感器的检测口，与光电传感器配合进行定位检测，旋转平台42属于现有技术，可以搭配任意伺服马达或步进马达做任意角度分割，既可满足分割器无法达到之数位控制，定位精度又可媲美直驱马达，提高了检测精度，即第三驱动件43可以是伺服马达或步进马达。

测量工件的外轮廓直径或孔径时，首先利用直线驱动机构2对两个测头机构3进行粗调，使之处于粗调位置，测头333被第二驱动件37驱动，伸缩在孔内或扩张在工件外，测杆332下降到位后，第二驱动件37松开测头333，旋转驱动组件驱动连接座1带动测头机构3旋转，测量整个工件或孔的直径。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.直径测量装置，其特征在于，包括：

连接座(1)；

旋转驱动机构(4)，与所述连接座(1)连接，被配置为驱动所述连接座(1)旋转；

测头机构(3)，设置为两组，沿第一方向间隔设置，分别与所述旋转驱动机构(4)距离相同，所述测头机构(3)包括安装座(31)、第一弹性件(32)和浮动测头组件(33)，所述安装座(31)设置在所述连接座(1)上，所述浮动测头组件(33)沿第一方向滑动安装于所述安装座(31)上，所述第一弹性件(32)沿第一方向抵接在所述浮动测头组件(33)和所述安装座(31)之间，使浮动测头组件(33)能够保持与工件的外轮廓或孔的内壁抵接的趋势。

2.根据权利要求1所述的直径测量装置，其特征在于，还包括直线驱动机构(2)，所述直线驱动机构(2)被配置为驱动两个所述测头机构(3)做相互远离或相互靠近的运动。

3.根据权利要求2所述的直径测量装置，其特征在于，所述直线驱动机构(2)包括双头螺杆(21)、第一驱动件(22)和丝杠螺母(23)，所述双头螺杆(21)沿第一方向安装在所述连接座(1)上，两个所述丝杠螺母(23)分别套设在所述双头螺杆(21)螺纹相反的两端并与所述测头机构(3)连接，所述第一驱动件(22)与所述双头螺杆(21)传动连接。

4.根据权利要求1所述的直径测量装置，其特征在于，所述浮动测头组件(33)包括块规(331)、测杆(332)和测头(333)，其中所述测杆(332)沿所述第一方向位置可调地连接于所述块规(331)上，所述测头(333)设置在所述测杆(332)远离所述块规(331)的一端，所述块规(331)滑动安装在所述安装座(31)上，所述第一弹性件(32)沿所述第一方向弹性抵接在所述块规(331)和所述安装座(31)之间。

5.根据权利要求4所述的直径测量装置，其特征在于，所述安装座(31)包括安装板(314)，所述安装板(314)上开设有凹槽，所述块规(331)呈T形，其垂直于所述第一方向的一端滑动套设在所述凹槽内的滑杆(35)上，所述滑杆(35)沿所述第一方向延伸的两端分别与所述凹槽内壁连接，所述第一弹性件(32)抵接于所述块规(331)与所述凹槽内壁之间。

6.根据权利要求5所述的直径测量装置，其特征在于，所述测头机构(3)还包括第二弹性件(34)，所述第二弹性件(34)设置有两个，分别套设在滑杆(35)两端，其一端与所述块规(331)抵接，另一端与所述凹槽内壁连接。

7.根据权利要求1所述的直径测量装置，其特征在于，所述测头机构(3)还包括第二驱动件(37)，所述第二驱动件(37)安装在所述安装座(31)上，被配置为驱动所述浮动测头组件(33)沿第一方向移动。

8.根据权利要求1所述的直径测量装置，其特征在于，所述连接座(1)上沿所述第一方向设置有光栅尺(6)，所述安装座(31)面向所述连接座(1)的一侧设置有与光栅尺(6)配合的读数头(7)。

9.根据权利要求1所述的直径测量装置，其特征在于，所述测头机构(3)还包括第二锁止件(36)，所述第二锁止件(36)安装在所述安装座(31)上并能够与所述连接座(1)抵接。

10.根据权利要求1所述的直径测量装置，其特征在于，所述旋转驱动机构(4)包括旋转底板(41)、旋转平台(42)和第三驱动件(43)，所述旋转底板(41)安装在所述旋转平台(42)的转盘上并与所述连接座(1)固连，所述第三驱动件(43)被配置为驱动所述旋转平台(42)旋转。

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