專利名稱：一種便攜式通用大直徑測量規(guī)的測量單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種便攜式通用大直徑測量規(guī)的測量單元，用于大直徑的高精度測量，屬于長度測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大直徑測量一直以來是一個比較困難的問題，中國專利(專利號96117113. 8和申請?zhí)?00710024997. 4)和美國專利(專利號6330753B1)描述了一種便攜式通用大直徑測量規(guī)及其測量方法。這種測量規(guī)由一系列相互獨立的測量單元和一個測量所謂封閉尺寸的裝置或附件組成，其中每一個測量單元包含一個本體、兩個分別位于本體兩端的定位元件、若干位于本體之上的內(nèi)置永久磁鐵的固定機構(gòu)、以及若干輔助定位機構(gòu)。測量大直徑時，依次將各測量單元頭對尾或者尾對頭擺放并通過固定機構(gòu)固定在被測圓周表面上，直到所剩余空間不足于擺下另一個測量單元(循環(huán)法)。也可以采用少量測量單元交替擺放(交替法)。測量出第一個測量單元和最后一個測量單元之間的距離，根據(jù)幾何關(guān)系可以計算出被測圓周直徑。
采用便攜式通用大直徑測量規(guī)測量大直徑具有無上限、簡結(jié)構(gòu)、易標(biāo)定、低成本，以及高精度等特點。然而，因為固定機構(gòu)位于測量單元本體之上，其所產(chǎn)生的磁力和被測物體作用于定位元件之上的平衡反作用力將對測量單元本體產(chǎn)生彎矩并使之產(chǎn)生相應(yīng)的彎曲變形，導(dǎo)致測量單元長度發(fā)生變化，進而降低測量精度。當(dāng)測量單元長度較大時，這是制約測量精度的一個關(guān)鍵因素。解決這一問題的方法之一是盡可能減小定位元件與固定機構(gòu)之間的距離，這在結(jié)構(gòu)上必有限制和極限；另外一個方法如中國專利(申請?zhí)?00710024997.4)所提出，在測量單元本體上設(shè)置若干輔助支承機構(gòu)，但這樣又會使操作變得繁瑣，機構(gòu)變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述便攜式通用大直徑測量規(guī)測量單元存在的問題，本發(fā)明提供一種能夠避免固定機構(gòu)所產(chǎn)生固定力對測量單元本體產(chǎn)生彎矩和彎曲變形，從而提高測量精度的便攜式通用大直徑測量規(guī)的測量單元。
本發(fā)明釆用如下技術(shù)方案
一種便攜式通用大直徑測量規(guī)的測量單元，包括 一個本體、連接于本體兩端的第一定位柱和第二定位柱及第一固定機構(gòu)和第二固定機構(gòu)，其中第一定位柱和第二定位柱的外側(cè)面為圓柱面，第一固定機構(gòu)設(shè)在第一定位柱上，第二固定機構(gòu)設(shè)在第二定位柱上。
測量直徑的方法如圖1所示，以測量單元第一定位柱為首，第二定位柱為尾，將一系列測量單元依次首、尾相接并分別通過第一固定機構(gòu)和第二固定機構(gòu)所產(chǎn)生的固定力固定在被測物體圓周表面上，采用測量圓柱與圓柱之間距離的裝置測出首、尾測量單元上相鄰第一定位柱和第二定位圓柱之間的距離，這一距離是首、尾測量單元上相鄰第一定位柱和第二定位圓柱之間的間隙，或是它們之間的中心距，或是它們之間的某種特定距離，根據(jù)該距離、所有測量單元上第一定位柱和第二定位圓柱彼此之間，以及它們與被測物體圓周表面之間所形成的幾何關(guān)系，可以求出被測物體圓周表面直徑。顯然，只要有足夠數(shù)量的測量單元，任意大的直徑都可以測量。為節(jié)省測量單元數(shù)量，也可以采用少量測量單元完成測量。例如采用三個測量單元，操作方法是先將三個測量單元按前述方法定位并固定在被測物體圓周表面上，然后取出第二個測量單元放在第三個測量單元之后，再將第三個測量單元放在第二個測量單元之后，以此類推，直到其中一個測量單元與第一個測量單元之間的距離在前述測量圓柱與圓柱之間距離的裝置的測量范圍之內(nèi)。最后，圖所示是測量外徑時的情形，同樣方法可以測量內(nèi)徑。
以上可見，如圖所示，因為第一固定機構(gòu)和第二固定機構(gòu)分別位于第一定位柱和第二定位柱之上，其所產(chǎn)生的磁力和分別和被測物體作用于第一定位柱之上的平衡反作用力和作用于第二定位柱之上的平衡反作用力共線，因而不會對測量單元本體產(chǎn)生彎矩并使之產(chǎn)生彎曲變形，從而達到提高測量精度的目的。不僅如
此，因為只有第一固定機構(gòu)和第二固定機構(gòu)兩個固定機構(gòu)，不需要輔助支承機構(gòu)，這種方法相對于現(xiàn)有技術(shù)針對巨大直徑測量所提出的方法和裝置而言，還具有結(jié)構(gòu)簡單和操作簡便的特點。


圖1是采用本發(fā)明測量外徑原理和測量單元受力示意圖，其中測量圓柱與圓 柱之間距離的裝置未畫出；
圖2是測量外徑時實施例測量單元結(jié)構(gòu)正視圖； 圖3是圖2測量單元俯視圖4是圖2測量單元A-A放大剖視圖5是圖2測量單元B-B放大剖視圖6是測量內(nèi)徑時實施例測量單元結(jié)構(gòu)正視圖7是圖6測量單元C-C放大剖視圖。
圖中0-被測物體圓周表面；l-測量單元；11_第一定位柱；111_第一定位 柱11中的第一腔體；112-第一腔體111中的螺孔；12-第二定位柱；121-第二定 位柱12中的第二腔體；122-第二腔體121中的螺孔；13-本體；14-第一固定機 構(gòu)；141-第一永久磁鐵；142-第一螺桿；143-第一旋鈕；15-第二固定機構(gòu)；151-
第二永久磁鐵；152-第二螺桿；153-第二旋鈕；F1-第一固定機構(gòu)14中第一永久 磁鐵141所產(chǎn)生的磁力；F2-第二固定機構(gòu)15中第二永久磁鐵151所產(chǎn)生的磁力； Rl-被測物體作用于第一定位柱11的平衡反作用力；R2-被測物體作用于第二定 位柱12的平衡反作用力。
具體實施例方式
如圖2、圖3和圖6所示， 一種便攜式通用大直徑測量規(guī)的測量單元1實施 例，包括 一個本體13、連接于本體13兩端的第一定位柱11和第二定位柱12 及第一固定機構(gòu)14和第二固定機構(gòu)15，其中第一定位柱11和第二定位柱12的 外側(cè)面為圓柱面，第一固定機構(gòu)14設(shè)在第一定位柱11上，第二固定機構(gòu)15設(shè) 在第二定位柱12上。
在本實施例中，如圖4所示，在第一定位柱ll內(nèi)設(shè)有第一腔體lll，第一 固定機構(gòu)14設(shè)在第一腔體111內(nèi)，包括第一永久磁鐵141、第一螺桿142和第 一旋鈕143，第一螺桿142與第一腔體111中的螺孔112螺紋連接，第一螺桿142 的一端與第一永久磁鐵141連接，另一端與第一旋鈕143連接。
在本實施例中，如圖5和圖7所示，在第二定位柱12內(nèi)設(shè)有第二腔體121，第二固定機構(gòu)15設(shè)在第二腔體121內(nèi)，包括第二永久磁鐵151、第二螺桿152 和第二旋鈕153，第二螺桿152與第二腔體121中的螺孔122螺紋連接，第二螺 桿152的一端與第二永久磁鐵151連接，另一端與第二旋鈕153連接。
旋轉(zhuǎn)第一旋鈕143和第二旋鈕153時，同步旋轉(zhuǎn)的第一永久磁鐵141和第二 永久磁鐵151接近具有鐵磁性的被測物體圓周表面0，從而在測量單元1和被測 物體圓周表面0之間產(chǎn)生足夠?qū)y量單元1固定在被測物體圓周表面0上的磁 力。
如果被測物體不具有鐵磁性，如不銹鋼或黃銅等，上述的第一固定機構(gòu)14 及第二固定機構(gòu)15還可以采用其他多種共知具體實施方式
，例如第一固定機構(gòu) 14及第二固定機構(gòu)15可以采用膠水，將測量單元固定在被測物體上，當(dāng)然，第一 固定機構(gòu)14及第二固定機構(gòu)15也可采用負壓裝置將測量單元吸附固定在被測物 體上。
以測量外徑為例，說明采用實施例測量單元1測量直徑的方法。如圖1所示， 以測量單元1第一定位柱11為首，第二定位柱12為尾，將一系列具有圖2所示 結(jié)構(gòu)的測量單元1依次首、尾相接并分別通過第一固定機構(gòu)14和第二固定機構(gòu) 15所產(chǎn)生的磁力固定在被測物體圓周表面0上，采用測量圓柱與圓柱之間距離 的裝置如一個普通內(nèi)徑千分尺測出首、尾測量單元1上相鄰第一定位柱11和第 二定位圓柱12之間的間隙，根據(jù)該間隙、所有測量單元1上第一定位柱11和第 二定位圓柱12彼此之間，以及它們與被測物體圓周表面0之間所形成的幾何關(guān) 系，可以求出被測物體圓周表面O直徑。顯然，只要有足夠數(shù)量的測量單元l， 任意大的直徑都可以測量。為節(jié)省測量單元l數(shù)量，也可以采用少量測量單元l 完成測量。例如采用三個測量單元l，操作方法是先將三個測量單元l按前述 方法定位并固定在被測物體圓周表面O上，然后取出第二個測量單元1放在第三 個測量單元1之后，再將第三個測量單元1放在第二個測量單元1之后，以此類 推，直到其中一個測量單元1與第一個測量單元1之間的間隙在前述測量圓柱與 圓柱之間距離的裝置如一個普通內(nèi)徑千分尺的測量范圍之內(nèi)。
采用一系列具有圖6所示結(jié)構(gòu)的測量單元1，同樣方法可以測量內(nèi)徑。
權(quán)利要求
1.一種便攜式通用大直徑測量規(guī)的測量單元，包括一個本體(13)、連接于本體(13)兩端的第一定位柱(11)和第二定位柱(12)及第一固定機構(gòu)(14)和第二固定機構(gòu)(15)，所述第一定位柱(11)和第二定位柱(12)的外側(cè)面為圓柱面，其特征在于，第一固定機構(gòu)(14)設(shè)在第一定位柱(11)上，第二固定機構(gòu)(15)設(shè)在第二定位柱(12)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式通用大直徑測量規(guī)的測量單元，其特征在 于，在第一定位柱(11)內(nèi)設(shè)有第一腔體(111)，第一固定機構(gòu)(14)設(shè)在第一 腔體(111)內(nèi)，所述的第一固定機構(gòu)(14)包括第一永久磁鐵(141)和第一螺 桿(142)，第一螺桿(142)與第一定位柱(11)螺紋連接，第一永久磁鐵(141) 與所述第一螺桿(142)的一端連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式通用大直徑測量規(guī)的測量單元，其特征在 于，在第二定位柱(12)內(nèi)設(shè)有第二腔體(121)，第二固定機構(gòu)(15)設(shè)在第二 腔體(121)內(nèi)，所述的第二固定機構(gòu)(15)包括第二永久磁鐵(151)和第二螺 桿(152)，第二螺桿(152)與第二定位柱(11)螺紋連接，第二永久磁鐵(151) 與所述第二螺桿(152)的一端連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便攜式通用大直徑測量規(guī)的測量單元，包括一個本體、連接于本體兩端的第一定位柱和第二定位柱及第一固定機構(gòu)和第二固定機構(gòu)，其中第一定位柱和第二定位柱的外側(cè)面為圓柱面，其特征在于，第一固定機構(gòu)設(shè)在第一定位柱上，第二固定機構(gòu)設(shè)在第二定位柱上。因為第一固定機構(gòu)和第二固定機構(gòu)分別位于第一定位柱和第二定位柱之上，避免了其固定力對本體造成的彎曲變形，從而有效提高了測量精度，并簡化了結(jié)構(gòu)。
文檔編號G01B5/08GK101650150SQ20091003521
公開日2010年2月17日 申請日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者彬 李 申請人:東南大學(xué)