CN2669136Y - 孔轴角偏差测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种准直装置。孔轴角偏差测量装置，由准直仪(2)、反射镜(3)和测量架构成，准直仪(2)由发射器、接受器(35)、分光棱镜(32)组合而成，其特征是：测量架为L形底架(1)，准直仪(2)、反射镜(3)分别固定在2个L形底架(1)外侧的梯形燕尾槽(4)上，且准直仪(2)的光轴平行于L形底架(1)的底座，反射镜(31)垂直于L形底架(1)的底座；L形底架(1)的底座顶端(42)处开有倒V型燕尾槽(11)，测量轴时，轴(47)与L形底架(1)的底座顶端的倒V型燕尾槽(11)相接触，测量孔时，L形底架(1)的底座与孔的内壁(28)相接触。它可以测量孔和轴的孔轴角偏差，切换方便，测量架可同步旋转。

Description

孔轴角偏差测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种准直装置，尤其是适用孔轴两种情况的角偏差测量装置。

背景技术

目前，德国Moller-Wedel Optical GmbH公司生产的ELCOMAT装置可以测量孔和轴的角偏差，但是结构比较松散，在孔和轴的切换过程复杂，美国专利US.5,717,491专门设计了一种针对孔的准直装置，但是对于准直架同步旋转还是存在一定的困难。

发明内容

针对上述不足，本实用新型的主要目的在于提供一种可以测量孔和轴的孔轴角偏差测量装置，可以从计算机上屏幕上看到轴偏转方向；其次要目的在于切换方便；测量架可同步旋转。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：孔轴角偏差测量装置，由准直仪2、反射镜3和测量架构成，准直仪2由发射器、接受器35、分光棱镜32组合而成，发射器的光源33、挡光板40的小孔37、分光棱镜32、镜头58依次在同一光轴上，分光棱镜32下安置一接受器35，接受器35与计算机36之间由信号线24连接，从接受器获取的光斑，光斑的坐标可以中计算机的屏幕上观察到，一个轴相对另一个轴的偏离的方向，可以从屏幕观察到，一个轴相对另一个轴的偏离的方向是原点到光斑的所指的方向，轴的偏离的方向为ω＝arctg(x/y)(如图31所示)。其中，坐标的原点是指在接受器和发射器在一个轴上时，所观察到斑点的位置；接受器35主要是对激光的光斑位置数据采集，位置检测器件可以采用PSD，CCD，MOS等电路采集激光光光斑的位置，其原理是利用光照情况下光电二极管表面阻抗的变化来检测光斑的位置。准直仪2、反射镜3分别固定在2个测量架上，反射镜31在光轴上；其特征是：测量架为L形底架1，准直仪2、反射镜3分别固定在2个L形底架1外侧的梯形燕尾槽4上，且准直仪2的光轴平行于L形底架1的底座，反射镜31垂直于L形底架1的底座；L形底架1的底座顶端42处开有倒V型燕尾槽11，测量轴时，轴47与L形底架1的底座顶端的倒V型燕尾槽11相接触，测量孔时，L形底架1的底座与孔的内壁28相接触。

所述的L形底架1由侧部和底座构成，侧部的外侧开有梯形燕尾槽4，在梯形燕尾槽4的底部开有圆弧状长形的开口5，内侧开有沉孔槽6，紧固螺钉7位于沉孔槽6内，底座12由紧固螺钉7紧固在梯形燕尾槽4中；侧部与底座的拐角处开有前视观察孔20、拐角底部的俯视观察孔41，前视观察孔20内装有透明的中心刻线窗21；底架上方刻有中心线18，底座的底座顶端42处开有倒V型燕尾槽11，倒V型燕尾槽11的底部开有一个弹片小槽15，长方矩形的弹片16由螺钉53固定在弹片小槽15的螺孔54中，弹片16的两端刻有刻线45，刻线45与底架上方的中心线18在正视的时重叠，L形底架1的底座尾部开有观察槽8。

测量孔时，在L形底架1的梯形燕尾槽4的拐角处或侧部上端梯形燕尾槽中插一个梯形截面长条22；挡块23与倒V型燕尾槽11、弹片小槽15相吻合，挡块23上开有燕尾槽56，燕尾槽56与梯形燕尾槽4大小相应，梯形截面长条22的上端梯形销插入燕尾槽56中，挡块23由螺钉55穿过螺母沉孔57和挡块螺母孔44固定在梯形截面长条22的梯形销上；梯形截面长条22的截面大小与梯形燕尾槽4大小相应，梯形截面长条22的中心线上开有一个矩形槽27，矩形长条13的厚度与矩形槽27的厚度相应；顶珠座25上开有梯形孔48，梯形孔48的形状大小与梯形截面长条22形状大小相应，顶珠座25由梯形孔48套在梯形截面长条22上，并由螺钉26固定在梯形截面长条22上，顶珠座25上装有顶珠17，顶珠17镶嵌在有弹簧49的孔内。

测量轴时，L形底架1的底座顶端的倒V型燕尾槽11与轴47相贴合，由柔性的带子9将紧固件29和长条10绑在轴47上，紧固件29上面是一个矩形结构，下面是一个倒V结构；带子9为尼龙搭扣带，尼龙搭扣带上设有绒面50、钩面51。

分光棱镜32与接受器35之间的垂直线上安装一分光棱镜30，准直仪2的壳体上开有方向窥视毛玻璃孔14，方向窥视毛玻璃孔14上装有毛玻璃，方向窥视毛玻璃孔14与分光棱镜32和接受器35的光轴垂直并与分光棱镜30在同一水平线上。

本实用新型采用上述结构，准直仪2、反射镜3分别固定在2个L形底架1外侧的梯形燕尾槽4上，L形底架1的底座顶端42处开有倒V型燕尾槽11，测量轴时，轴47与L形底架1的底座顶端的倒V型燕尾槽11相接触，测量孔时，L形底架1的底座与孔的内壁28相接触，实现可以测量孔和轴的目的。

本实用新型L形底架1由侧部和底座构成，侧部的外侧开有梯形燕尾槽4，梯形截面长条22的截面大小与梯形燕尾槽4大小相应，顶珠座25由梯形孔48套在梯形截面长条22上。测量孔时，可将梯形截面长条22插入梯形燕尾槽4的上端或下端槽中，如图14，图15所示。当测量轴时，抽掉梯形截面长条22即可，如图13所示。因而本实用新型孔轴测量切换方便。

本实用新型测量轴时，通过倒V型燕尾槽11与轴47进行贴合，保证底架与轴47方向平行，通过柔性的带子9将紧固件29和长条10绑在轴47上，同轴一起旋转。测量孔时，梯形截面长条22的中心线上开有一个矩形槽27，矩形长条13的厚度与矩形槽27的厚度相应，矩形长条13插入矩形槽27中，2个L形底架1一起旋转。实现测量架可同步旋转。

本实用新型采用分光棱镜32与接受器35之间的垂直线上安装一分光棱镜30，准直仪2的壳体上开有方向窥视毛玻璃孔14，方向窥视毛玻璃孔14上装有毛玻璃，可以直观的观察到当孔轴的角偏差方向，以及和中心位置之间的距离。

本实用新型结构精巧，可以灵活进行定位测量，操作容易。

附图说明

图1是本实用新型的原理示意图

图2是本实用新型的角度测量原理示意图

图3是本实用新型的准直光路图

图4是本实用新型的L形底架1剖视结构图

图5是L形底架1侧示图

图6是L形底架1俯视图

图7是L形底架拐角外观察孔结构图

图8是L形底架拐角内观察孔结构图

图9是测量架分解图

图10是孔测量装配图

图11是孔测量装配俯视图

图12是孔测量装配正视图

图13是轴测量装配图

图14是孔测量装工作图，用于空外范围测量。

图15是孔测量装工作图，用于空内范围测量。

图16是顶珠座结构图

图17是顶珠座立体结构图

图18是轴测量装配分解图

图19是带子图

图20是准直仪底座分解图

图21是L形底架弹片安装图

图22是挡块立体图

图23是挡块剖视图

图24是挡块俯视图

图25是挡块立体图

图26是挡块后示图

图27是弹片刻线示意图

图28是紧固件剖示图

图29是紧固件立体图

图30是CCD摄相头采集图片中，测量准直仪所在的轴的轴心偏移的方向原理示意图

图31是CCD摄相头旋转之后中，用光斑测量准直仪所在的轴的轴心偏移的方向坐标旋转图

图32是本实用新可显示孔轴偏移的方向的结构图

图中，1.L形底架，2.准直仪，3.反射镜，4.梯形燕尾槽，5.圆弧状长形的开口，6.沉孔槽，7.紧固螺钉，8.观察槽，9.带子，10.长方形截面长条，11.倒V型燕尾槽，12.底座，13.矩形长条，14.方向窥视毛玻璃孔，15.弹片小槽，16.弹片，17.顶珠，18.中心线，19.螺钉，20.前视观察孔，21.中心刻线窗，22.梯形截面长条，23.挡块，24.信号线，25.顶珠座，26.螺钉，27.矩形槽，28.孔的内壁，29.紧固件，30.分光棱镜，31.反射镜，32.分光棱镜，33.光源，34.电路，35.电子测量装置，36.计算机，37.孔，38.电源，39.开关，40.挡光板，41.拐角底部的俯视观察孔，42.底座顶端，43.反射镜固定螺母孔，44.挡块螺母孔，45.刻线，47.轴，48.梯形孔，49.弹簧，50.绒面，51.钩面，53.螺钉，54.螺孔，55.螺钉，56.燕尾槽，57.螺母沉孔，58.镜头，59.准直仪运动平面，60.反射镜运动平面，61.CCD摄相头在椭圆长轴时采集图像状态，62.CCD摄相在椭圆短轴附近时采集图像状态，63.CCD摄相头在椭圆长轴坐标图，64.CCD摄相头旋转ω坐标图，65.发射光，66.反射光，67.CCD摄相头所在轴的轴心，68.反光镜所在轴的轴心，69.发射光和反射光的法线，R、r分别为发射装置和接受装置光轴轴心与被测量轴的轴心之间的距离，θ为孔或轴的轴心角偏差，L为发射装置和接受装置之间的距离。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图3、图10所示，孔轴角偏差测量装置，由准直仪2、反射镜3和测量架构成，准直仪2由发射器、接受器35、分光棱镜32组合而成，发射器由光源33、电路34、电源38、开关39构成，光源33可为激光光源，发射器的光源33、挡光板40的小孔37、分光棱镜32、镜头58依次在同一光轴上，分光棱镜32下安置一接受器35，接受器35与计算机36之间由信号线24连接；准直仪2、反射镜3分别固定在2个测量架上，反射镜31在光轴上；测量架为L形底架1，准直仪2、反射镜3分别由螺钉19穿过发射器和接受器的底座12上的螺母孔43与底座12固定连接，准直仪2、反射镜3分别由紧固螺钉7固定在2个L形底架1外侧的梯形燕尾槽4上，且准直仪2的光轴平行于L形底架1的底座，反射镜31垂直于L形底架1的底座；L形底架1的底座顶端42处开有倒V型燕尾槽11，测量轴时，轴47与L形底架1的底座顶端的倒V型燕尾槽11相接触，测量孔时，L形底架1的底座与孔的内壁28相接触。接受器为电子测量装置35。

如图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12所示，所述的L形底架1由侧部和底座构成，侧部的外侧开有梯形燕尾槽4，在梯形燕尾槽4的底部开有圆弧状长形的开口5，内侧开有沉孔槽6，紧固螺钉7位于沉孔槽6内，底座12由紧固螺钉7紧固在梯形燕尾槽4中；为了保证观察与孔或轴的贴合情况，以及底架在圆周不同的角度贴合情况，在底架的拐角处开有一个观察孔20、拐角底部的俯视观察孔41，侧部与底座的拐角处开有前视观察孔20、拐角底部的俯视观察孔41，前视观察孔20内装有透明的中心刻线窗21；底架上方刻有中心线18，底座的底座顶端42处开有倒V型燕尾槽11，倒V型燕尾槽11的底部开有一个弹片小槽15，长方矩形的弹片16由螺钉53固定在弹片小槽15的螺孔54中(如图21所示)，弹片16的两端刻有刻线45(如图27所示)，刻线45与底架上方的中心线18在正视的时重叠，L形底架1的底座尾部开有观察槽8。

如图10、图22、图23、图24、图25、图26所示，测量孔时，在L形底架1的梯形燕尾槽4的拐角处或侧部上端梯形燕尾槽中插一个梯形截面长条22；挡块23与倒V型燕尾槽其中

其中：L是反射镜与准直仪之间的距离，θ为两个轴心之间的夹角，r是激光轴心到准直仪安装轴轴心的距离。该装置设计一个准直架，n测量

则有平均值：

$\stackrel{\‾}{\mathrm{\θ}}=\frac{1}{2\mathrm{nL}}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\ΔD}\left(i\right)$

如图13所示，测量轴时，轴47与L形底架1的底座顶端的倒V型燕尾槽儿相接触，通过倒V型燕尾槽与轴47进行贴合，保证底座与轴47方向平行，通过柔性的带子9将紧固件29和长条10绑在轴上，同轴一起旋转，紧固件29上面是一个矩形结构，下面是一个倒V结构，可以通过两个顶角与孔表面贴合，保证底架的底座与孔的轴心平行。

如图14所示，测量孔时，在L形底架1的梯形燕尾槽4的拐角处，通过梯形燕尾槽的顶端插一个梯形截面长条22，梯形截面长条22的梯形梢长度不能超过透明窗，妨碍刻度线的观察。为了保证测量架在孔内稳定性，在梯形截面长条22套上一个可以在上面滑动的顶珠座25，当顶珠座固定时，顶珠通过弹簧与孔的内壁28接触，保持底座的稳定性，方便操作，将顶珠顶进一点，底座有可以在孔内移动。在梯形截面长条22中部中心线上开有一个矩形槽27，可以穿过一个同样宽但不一样高的片状的长条，长条可以在槽内滑动，当长条同时穿过两个底架时，该长条可以保证两个底架相位角相同，可以同步旋转，但不影响底架上下移动。如图15所示，梯形截面长条22还可插入L形底架1的侧部上端梯形燕尾槽中。

Claims (5)

1.孔轴角偏差测量装置，由准直仪(2)、反射镜(3)和测量架构成，准直仪(2)由发射器、接受器(35)、分光棱镜(32)组合而成，发射器的光源(33)、挡光板(40)的小孔(37)、分光棱镜(32)、镜头(58)依次在同一光轴上，分光棱镜(32)下安置一接受器(35)，接受器(35)与计算机(36)之间由信号线(24)连接；准直仪(2)、反射镜(3)分别固定在(2)个测量架上，反射镜(31)在光轴上；其特征是：测量架为L形底架(1)，准直仪(2)、反射镜(3)分别固定在2个L形底架(1)外侧的梯形燕尾槽(4)上，且准直仪(2)的光轴平行于L形底架(1)的底座，反射镜(31)垂直于L形底架(1)的底座；L形底架(1)的底座顶端(42)处开有倒V型燕尾槽(11)，测量轴时，轴(47)与L形底架(1)的底座顶端的倒V型燕尾槽(11)相接触，测量孔时，L形底架(1)的底座与孔的内壁(28)相接触。

2.根据权利要求1所述的孔轴角偏差测量装置，其特征是：所述的L形底架(1)由侧部和底座构成，侧部的外侧开有梯形燕尾槽(4)，在梯形燕尾槽(4)的底部开有圆弧状长形的开口(5)，内侧开有沉孔槽(6)，紧固螺钉(7)位于沉孔槽(6)内，底座(12)由紧固螺钉(7)紧固在梯形燕尾槽(4)中；侧部与底座的拐角处开有前视观察孔(20)、拐角底部的俯视观察孔(41)，前视观察孔(20)内装有透明的中心刻线窗(21)；底架上方刻有中心线(18)，底座的底座顶端(42)处开有倒V型燕尾槽(11)，倒V型燕尾槽(11)的底部开有一个弹片小槽(15)，长方矩形的弹片(16)由螺钉(53)固定在弹片小槽(15)的螺孔(54)中，弹片(16)的两端刻有刻线(45)，刻线(45)与底架上方的中心线(18)在正视的时重叠，L形底架(1)的底座尾部开有观察槽(8)。

3.根据权利要求1所述的孔轴角偏差测量装置，其特征是：测量孔时，在L形底架(1)的梯形燕尾槽(4)的拐角处或侧部上端梯形燕尾槽中插一个梯形截面长条(22)；挡块(23)与倒V型燕尾槽(11)、弹片小槽(15)相吻合，挡块(23)上开有燕尾槽(56)，燕尾槽(56)与梯形燕尾槽(4)大小相应，梯形截面长条(22)的上端梯形销插入燕尾槽(56)中，挡块(23)由螺钉(55)穿过螺母沉孔(57)和挡块螺母孔(44)固定在梯形截面长条(22)的梯形销上；梯形截面长条(22)的截面大小与梯形燕尾槽(4)大小相应，梯形截面长条(22)的中心线上开有一个矩形槽(27)，矩形长条(13)的厚度与矩形槽(27)的厚度相应；顶珠座(25)上开有梯形孔(48)，梯形孔(48)的形状大小与梯形截面长条(22)形状大小相应，顶珠座(25)由梯形孔(48)套在梯形截面长条(22)上，并由螺钉(26)固定在梯形截面长条(22)上，顶珠座(25)上装有顶珠(17)，顶珠(17)镶嵌在有弹簧(49)的孔内。

4.根据权利要求1所述的孔轴角偏差测量装置，其特征是：测量轴时，L形底架(1)的底座顶端的倒V型燕尾槽(11)与轴(47)相贴合，由柔性的带子(9)将紧固件(29)和长条(10)绑在轴(47)上，紧固件(29)上面是一个矩形结构，下面是一个倒V结构；带子(9)为尼龙搭扣带，尼龙搭扣带上设有绒面(50)、钩面(51)。

5.根据权利要求1所述的孔轴角偏差测量装置，其特征是：分光棱镜(32)与接受器(35)之间的垂直线上安装一分光棱镜(30)，准直仪(2)的壳体上开有方向窥视毛玻璃孔(14)，方向窥视毛玻璃孔(14)上装有毛玻璃，方向窥视毛玻璃孔(14)与分光棱镜(32)和接受器(35)的光轴垂直并与分光棱镜(30)在同一水平线上。

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