專利名稱：一種數(shù)顯高度測(cè)量儀主機(jī)設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)控量具的測(cè)量部件核心技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種容柵式數(shù)字顯示高度測(cè)定器械。
背景技術(shù)：
容柵傳感器可實(shí)現(xiàn)直線位移和角位移的測(cè)量，可分為三類直線容柵傳感器(長容柵)，其整個(gè)傳感器由兩組條狀電極群相對(duì)放置組成，一組為動(dòng)?xùn)?，另一組為定柵，動(dòng)?xùn)藕投磐ㄟ^靜電耦合來實(shí)現(xiàn)其位移的測(cè)量；圓形容柵傳感器(片狀圓容柵)，它在圓盤形絕緣材料基底上鍍了多個(gè)輻射狀電極群，兩同軸圓盤上的電極群相對(duì)應(yīng)，電容耦合情況反映了兩圓盤相對(duì)旋轉(zhuǎn)的角度；筒形容柵傳感器(柱狀圓容柵)，它有兩個(gè)套在一起的同軸圓筒組成，電極鍍?cè)趫A筒上，可實(shí)現(xiàn)長度的測(cè)量。現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)公開長容柵的技術(shù)原理靠電容量隨位移差動(dòng)變化來進(jìn)行位置測(cè)量?，F(xiàn)有技術(shù)中，長容柵式數(shù)顯高度儀普遍采用電容傳感器，由定柵和動(dòng)?xùn)艃蓚€(gè)基本測(cè)量元件構(gòu)成?，F(xiàn)有技術(shù)公開了定柵的設(shè)計(jì)在長320mm、寬50mm的長條形金屬表面上，沿測(cè)量方向用光刻方法制成等間隔并相互絕緣的長方形電極，這些電極與周圍絕緣。定柵上的這些電極叫轉(zhuǎn)換電極。現(xiàn)有技術(shù)還公開了相鄰電極中心距離為4mm的動(dòng)?xùn)?，其?0mmX40mm的雙面敷銅板制成，一面是電極，另一面是印刷電路的連線。在動(dòng)?xùn)派吓c定柵轉(zhuǎn)換電極平行，依次排布寬度為0. 5mm并且相互絕緣的64個(gè)長條形電極。每相隔7個(gè)連結(jié)一起成為同組電極，共8組，把依次相鄰的8個(gè)供給電極簡(jiǎn)稱為8 個(gè)供給電極。在64個(gè)供給電極下面與其垂直的條形電極叫接收電極。8個(gè)供給電極為一個(gè)供電周期，分別供給相位差為45、90、135、180、225、275、315、360的參考電壓，使相鄰兩個(gè)供給電極上的供給電壓相位差為45。定柵和動(dòng)?xùn)胖g的耦合關(guān)系是動(dòng)?xùn)派系?個(gè)供給電極覆蓋定柵上轉(zhuǎn)換電極的一個(gè)節(jié)距，定櫥上轉(zhuǎn)換電極設(shè)計(jì)得較長，在覆蓋動(dòng)?xùn)派系墓┙o電極的同時(shí)也覆蓋接收電極.工作時(shí)供給電極由電子電路供電，通過電容靜電耦合，在定柵上的轉(zhuǎn)換電極上誘發(fā)出電荷.轉(zhuǎn)換電極再通過一次電容耦合，把感生的電荷轉(zhuǎn)移到接收電極，信號(hào)經(jīng)放大后供給電子電路。取出供給信號(hào)的一個(gè)周期，將前4個(gè)供給電極導(dǎo)片合并為一個(gè)極板，后4個(gè)供給電極導(dǎo)片合并為另一極板，定柵上的一個(gè)轉(zhuǎn)換電極導(dǎo)片為第三極板，把它等同為接收電極。如何在現(xiàn)有容柵數(shù)顯高度儀基礎(chǔ)上，開發(fā)應(yīng)用新的動(dòng)?xùn)藕投派婕?、傳感器、單片機(jī)，這使現(xiàn)有技術(shù)需要開發(fā)出一種數(shù)顯高度儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并引入大屏幕數(shù)顯組件或者快捷測(cè)量模式啟動(dòng)組件。最近，國外出現(xiàn)了能夠進(jìn)行平面、平行面和圓柱面幾何體內(nèi)尺寸、外尺寸、高度、深度或距離尺寸測(cè)量的新型高度測(cè)量儀器，其可以進(jìn)行一維或二維測(cè)量，能自動(dòng)搜索孔或軸的頂點(diǎn)，在動(dòng)態(tài)探測(cè)中記錄最大、最小值以及最大最小值之間的差值計(jì)算，還可以測(cè)量垂直度、直線度、平行度等偏差和跳動(dòng)誤差，并以IS01101標(biāo)準(zhǔn)輸出數(shù)據(jù)。但是，和已有產(chǎn)品相同，這類新產(chǎn)品也沒有數(shù)碼顯示屏，沒有快捷測(cè)量啟動(dòng)組件，更沒有設(shè)置位置檢測(cè)編碼器、 自編程控制組件等，都無法實(shí)現(xiàn)高精度快速測(cè)量，無法對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形化批量處理。在公開發(fā)表的文獻(xiàn)中，國內(nèi)發(fā)明人曾公開一種新型測(cè)高器，適合在林業(yè)上測(cè)量樹木高度。其基本原理是按任意相似三角型的原理設(shè)計(jì)而成。其特征是不需測(cè)量水平距，且不受地形條件的限制。它的測(cè)高精度在士3%之內(nèi)，測(cè)高效率是勃魯萊測(cè)高器的2. 5倍。使用的時(shí)候，只需在被測(cè)樹木的樹干設(shè)一個(gè)2米的標(biāo)高，在離樹木水平距10 40米范圍內(nèi)的任一測(cè)點(diǎn)，由儀器瞄準(zhǔn)標(biāo)高，樹基或樹頂時(shí)擺針的停留位置，移動(dòng)活動(dòng)標(biāo)尺，即可從固定刻度盤上確定出樹木的高度。這個(gè)技術(shù)不適合應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)域的測(cè)高，測(cè)量精度太低，應(yīng)用領(lǐng)域太過狹窄，本發(fā)明的絕大部分組件都沒有在該樹木測(cè)高儀上應(yīng)用。韓國發(fā)明人曾發(fā)表一種物體高度測(cè)量設(shè)備，它有兩個(gè)聲光模塊，以取決于調(diào)頻的預(yù)定折射率折射從光發(fā)射器發(fā)射出來的光，從而使光沿物體的X軸和Y軸被投射；該技術(shù)還包含分別與前面兩個(gè)聲光模塊的信號(hào)同步的另外兩個(gè)聲光模塊，使從物體反射的光聚焦在光接收裝置上。物體高度的改變就依據(jù)聚焦在光接收裝置上的光點(diǎn)的位置與光接收裝置的中心之間的距離變化而被測(cè)量出來。該技術(shù)的測(cè)高原理與組件設(shè)計(jì)，和本發(fā)明完全不同。日本發(fā)明人發(fā)表了一種能在確認(rèn)測(cè)頭與被測(cè)定物的位置關(guān)系的同時(shí)，以輕松姿勢(shì)移動(dòng)的高度測(cè)量機(jī)。它的發(fā)明點(diǎn)是在與具有支柱的測(cè)頭的面相對(duì)并鄰接的側(cè)面且在底座附近，設(shè)有手柄，在該手柄上設(shè)有對(duì)向空氣上浮裝置的空氣供給、遮斷進(jìn)行控制的空氣上浮控制開關(guān)、重復(fù)開關(guān)、取消開關(guān)等。本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)與該現(xiàn)有技術(shù)完全不同，而且，本發(fā)明公開的發(fā)明點(diǎn)沒有被該現(xiàn)有技術(shù)以及其他文獻(xiàn)發(fā)表?？傊景l(fā)明的特點(diǎn)在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，開發(fā)一種快捷、精密、智能化操作的新型容柵式數(shù)顯高度測(cè)量儀，從而滿足工程技術(shù)領(lǐng)域的高端應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明使用AT89C52單片機(jī)作為連接容柵測(cè)量設(shè)備的關(guān)鍵電子部件，把供給電極和接收電極都在動(dòng)?xùn)派?。將柵條由沿單X軸方向排列，改變?yōu)樵谒絏、垂直Y雙軸方向作交替排列，使相鄰柵條沿χ軸方向間距為零，同側(cè)柵條間距增加，并將柵條制作在無機(jī)陶瓷材料上。本發(fā)明的容柵測(cè)量系統(tǒng)是一種無差調(diào)節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)，基本測(cè)量部分是差動(dòng)電容器，它利用電容的電荷耦合方式將機(jī)械位移量轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)的相應(yīng)變化量，將該電信號(hào)送入電子電路后，經(jīng)變換和運(yùn)算顯示出機(jī)械位移量數(shù)值。本發(fā)明的傳感器采用等節(jié)距柵型結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的高度儀底座選用鋼化陶瓷材料。氣墊它利用小型氣源將壓縮空氣送入導(dǎo)軌內(nèi)腔?？諝庠儆蓪?dǎo)軌表面上的小孔中噴出，在導(dǎo)軌表面與滑行器內(nèi)表面之間形成很薄的氣墊層?；衅鞲≡跉鈮|層上，與軌面脫離接觸，能在軌面上做近似無阻力的直線運(yùn)動(dòng)，減小由于摩擦力引起的誤差。本發(fā)明的氣墊主要包含節(jié)流孔、氣室，使高度儀能平穩(wěn)移動(dòng)；本發(fā)明的氣源為內(nèi)藏式氣泵，其發(fā)動(dòng)機(jī)通過兩根三角帶驅(qū)動(dòng)氣泵曲軸，從而驅(qū)動(dòng)活塞進(jìn)行打氣，打出的氣體通過管線導(dǎo)入儲(chǔ)氣筒；儲(chǔ)氣筒通過氣管線將儲(chǔ)氣筒內(nèi)的氣體導(dǎo)入固定在氣泵上的調(diào)壓閥內(nèi)，控制儲(chǔ)氣筒氣壓。
立柱導(dǎo)軌固定在立柱前面，配重塊在其里面移動(dòng)。本發(fā)明的立柱用4塊鋼板焊接而成，立柱與底座的連接通過立座實(shí)現(xiàn)。立座后面藏有變壓器、氣泵和線路板等。導(dǎo)軌其正面和側(cè)面的平面性要求是0. 003mm/950mm、0. 005mm/950mm，表面粗糙度要求小于0. 1 μ m，導(dǎo)軌的厚度小于3. 5mm?；芷渥饔檬前惭b容柵動(dòng)?xùn)牛輺艅?dòng)?xùn)排c定柵之間有一個(gè)0. 2mm士0. 05mm的間隙，動(dòng)?xùn)乓鄬?duì)定柵運(yùn)動(dòng)，為了保證運(yùn)動(dòng)精度，滑架與導(dǎo)軌之間使用4組軸承。軸承組件它是滑架和導(dǎo)軌的連接部件，有4組，每組有3個(gè)軸承，分別為正面、背面和側(cè)面軸承，其中正面軸承為定位軸承，采用2C級(jí)軸承，裝配時(shí)要保證4個(gè)軸承與導(dǎo)軌的接觸點(diǎn)共面性在0. 002mm以內(nèi)，背面4個(gè)軸承為輔助軸承，采用C級(jí)軸承，通過杠桿機(jī)構(gòu)以一定的力量壓在導(dǎo)軌上。側(cè)面4個(gè)軸承中，有兩個(gè)是定位軸承，兩個(gè)是輔助軸承。配重塊由鉛塊做成.作用是平衡運(yùn)動(dòng)部件的重量。它通過鋼帶繞過上下兩個(gè)鼓輪與滑架相連。配重塊沿導(dǎo)柱上下運(yùn)動(dòng).在運(yùn)輸過程中，用螺栓將配重塊與上蓋板固定，使用時(shí)將固定螺栓松開。測(cè)頭每臺(tái)高度儀配備4個(gè)硬測(cè)頭，1個(gè)是鋼測(cè)頭.3個(gè)是紅寶石測(cè)頭.鋼測(cè)頭為直徑8mm的CrWMn球測(cè)頭，紅寶石測(cè)頭的球徑分別為8、4、2毫米。校準(zhǔn)器它由定位塊和定位板組成，兩件用螺釘固定，形成上基準(zhǔn)面和下基準(zhǔn)面。 校準(zhǔn)器用于校準(zhǔn)測(cè)頭常數(shù)，測(cè)頭常數(shù)包括測(cè)頭尺寸和由于施加測(cè)量力引起的彈性變形。更換新的測(cè)頭后，其測(cè)頭常數(shù)須重新測(cè)定和存儲(chǔ)。本發(fā)明的高度測(cè)量儀還包含主機(jī)(101)和顯示器(102)，所述顯示器(10 固定在所述主機(jī)(101)上，所述顯示器(10 與所述主機(jī)(101)之間有電連接。所述顯示器(102) 為大面板設(shè)計(jì)，不但可顯示測(cè)量結(jié)果，而且可以顯示一組檢測(cè)參數(shù)指示圖標(biāo)，從工程應(yīng)用需求看，該類圖標(biāo)的數(shù)量超過10個(gè)，優(yōu)選超過20個(gè)。所述主機(jī)(101)還包含一檢測(cè)位置的編碼器，所述編碼器與所述主機(jī)(101)有電連接，所述編碼器有一個(gè)覆蓋保護(hù)層。本發(fā)明的編碼器如果被灰塵覆蓋或有劃痕，那么機(jī)器將不能正常操作。另則，如果灰塵或油污染滑軌的軸承導(dǎo)引表面，測(cè)量精度會(huì)下降。因此， 本發(fā)明應(yīng)該在無塵環(huán)境中使用，在編碼器上設(shè)置防塵防劃的覆蓋層，所述的編碼器優(yōu)選為絕對(duì)原點(diǎn)型線性編碼器。所述主機(jī)(101)的操作鍵包含至少一個(gè)快捷測(cè)量模式啟動(dòng)鍵，所述快捷測(cè)量模式啟動(dòng)鍵位于所述顯示器(102)的下方。所述主機(jī)(101)還包括滑動(dòng)桿(10 、滑輪鈕(106)，所述滑動(dòng)桿(10 、滑輪鈕 (106)位于所述主機(jī)(101)的同一側(cè)。所述主機(jī)(101)還包括一個(gè)基座(108)，一個(gè)滑軌(109)，所述基座(108)位于所述主機(jī)(101)的下方，所述滑軌(109)安置在所述基座(108)上，所述滑軌(109)的軸承導(dǎo)引表面涂敷有防塵、放油漬納米材料。所述主機(jī)(101)還包括一個(gè)測(cè)頭(111)，所述測(cè)頭(111)位于所述主機(jī)(101)上， 并且位于與所述滑輪鈕(106)相對(duì)的一側(cè)。所述主機(jī)(101)還包括DC插孔(11 、SPC輸出連接器(114)、RS-232C連接器 (115)，并且所述DC插孔(113)、SPC輸出連接器(114)、RS-232C連接器(115)位于所述基座(108)上。
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具體而言，所述高度測(cè)量儀主要包含如下組件主機(jī)(101)、顯示器(102)、主機(jī)蓋(103)、緊固螺釘(104)、滑動(dòng)桿(105)、滑輪鈕(106)、夾緊螺旋(107)、基座(108)、滑軌 (109)、測(cè)頭支架(110)、測(cè)頭(111)、測(cè)頭緊固螺釘(112)、DC插孔(113)、SPC輸出連接器 (114)、RS-232C 連接器(115)。所述顯示器O01)的大屏幕顯示面板可包含如下顯示區(qū)指示向下導(dǎo)向測(cè)頭開始接觸區(qū)001)、指示球型測(cè)頭補(bǔ)正區(qū)002)、指示ABS(絕對(duì))測(cè)量模式區(qū)003)、指示 INC (相對(duì))測(cè)量模式區(qū)004)、指示公差判定結(jié)果區(qū)005)、指示預(yù)設(shè)值或正在設(shè)置預(yù)設(shè)值區(qū)006)、指示液晶顯示背景光有效區(qū)007)、指示儲(chǔ)存器中的測(cè)量值被調(diào)用區(qū)008)、指示英制/公制系統(tǒng)區(qū)009)、指示處于掃描測(cè)量中，最大值和最小值正在被搜尋區(qū)010)、 指示向上導(dǎo)向測(cè)頭開始接觸區(qū)011)、指示正在保持測(cè)量值區(qū)012)、指示計(jì)數(shù)方向是負(fù)的區(qū)013)、指示SHIFT鍵已被按下區(qū)014)、指示處于劃線模式區(qū)015)、最大值指示測(cè)量模式區(qū)016)、最小值指示測(cè)量模式區(qū)017)、位移指示測(cè)量模式區(qū)018)、內(nèi)直徑指示測(cè)量模式區(qū)019)、外直徑指示測(cè)量模式區(qū)020)、指示測(cè)量結(jié)果的確認(rèn)模式區(qū)021)、指示電源電壓的下降狀況區(qū)022)、測(cè)量結(jié)果顯示區(qū)023)；優(yōu)選所述指示向下導(dǎo)向測(cè)頭開始接觸區(qū) (201)、指示球型測(cè)頭補(bǔ)正區(qū)(202)、指示ABS (絕對(duì))測(cè)量模式區(qū)(203)、指示INC(相對(duì)) 測(cè)量模式區(qū)004)、指示公差判定結(jié)果區(qū)005)、指示預(yù)設(shè)值或正在設(shè)置預(yù)設(shè)值區(qū)006)、指示液晶顯示背景光有效區(qū)007)、指示儲(chǔ)存器中的測(cè)量值被調(diào)用區(qū)(208)位于所述測(cè)量結(jié)果顯示區(qū)(22 上方；優(yōu)選所述最大值和最小值正在被搜尋區(qū)010)、指示向上導(dǎo)向測(cè)頭開始接觸區(qū)011)、指示正在保持測(cè)量值區(qū)012)、指示計(jì)數(shù)方向是負(fù)的區(qū)013)、指示SHIFT 鍵已被按下區(qū)(214)位于所述測(cè)量結(jié)果顯示區(qū)(223)左方；優(yōu)選所述指示處于劃線模式區(qū) 015)、最大值指示測(cè)量模式區(qū)016)、最小值指示測(cè)量模式區(qū)017)、位移指示測(cè)量模式區(qū) 018)、內(nèi)直徑指示測(cè)量模式區(qū)019)、外直徑指示測(cè)量模式區(qū)020)、指示測(cè)量結(jié)果的確認(rèn)模式區(qū)021)、指示電源電壓的下降狀況區(qū)(22 位于所述測(cè)量結(jié)果顯示區(qū)(22 下方。所述主機(jī)(101)還包含測(cè)量程序數(shù)據(jù)庫和測(cè)量程序生成模塊，所述數(shù)據(jù)庫包含多個(gè)內(nèi)置測(cè)量程序，所述測(cè)量程序生成模塊可調(diào)用所述內(nèi)置測(cè)量程序，快速生成用戶所需的個(gè)性化測(cè)量程序。為操作方便，在顯示器(102)下方設(shè)置如下必備按鍵必備按鍵A 用于打開或關(guān)閉電源；必備按鍵B 用于進(jìn)入內(nèi)直徑測(cè)量；必備按鍵C 用于保持某個(gè)測(cè)量值或輸出值；必備按鍵D 用于進(jìn)入最大高度測(cè)量；必備按鍵E 用于進(jìn)入外徑測(cè)量；必備按鍵F 用于調(diào)出一個(gè)測(cè)量結(jié)果；必備按鍵G 用于在INC相對(duì)原點(diǎn)測(cè)量模式和ABS絕對(duì)原點(diǎn)測(cè)量模式之間切換。本發(fā)明的高度測(cè)量儀優(yōu)選采用超大屏幕的液晶、LED或者OLED顯示面板；優(yōu)選新型、高精度、高分辨率絕對(duì)原點(diǎn)型線性性編碼器進(jìn)行位置檢測(cè)；其快捷圖標(biāo)鍵可通過特有的處理方式，例如跟蹤測(cè)量檢測(cè)圓的頂點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)徑/外徑測(cè)量，通過設(shè)置上、下限公差，進(jìn)行 GO/士NG判斷，判斷結(jié)果超出公差范圍時(shí)，顯示器背光從綠色變?yōu)榧t色，公差判斷一目了然。本發(fā)明內(nèi)置的數(shù)據(jù)處理模塊可對(duì)批量數(shù)據(jù)進(jìn)行精確評(píng)估并生成柱狀圖、控制圖， 擁有至少40個(gè)測(cè)量程序，用簡(jiǎn)單方便的“自設(shè)”程序設(shè)置功能可快速生成用戶所需的個(gè)性化測(cè)量程序，以簡(jiǎn)化并縮短檢測(cè)時(shí)間。本發(fā)明還可包含具有統(tǒng)計(jì)功能的評(píng)估系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)擴(kuò)展分析需求。
本發(fā)明對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)有自動(dòng)記憶、存儲(chǔ)、比較、分析、圖形化統(tǒng)計(jì)報(bào)告等功能，還可進(jìn)行自動(dòng)校平，可對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化擴(kuò)展分析，有背景光指示功能，可對(duì)外徑，內(nèi)徑，圓弧，高度進(jìn)行精確測(cè)量?？傊景l(fā)明采用全球首創(chuàng)的快捷測(cè)量模式，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、快速測(cè)量，并集各種測(cè)量項(xiàng)目、功能于一體；儀器操作簡(jiǎn)單，但是功能非常強(qiáng)大。


圖1是本發(fā)明產(chǎn)品構(gòu)造圖。圖2是顯示器面板指示圖標(biāo)分區(qū)布局區(qū)。圖3是設(shè)備組件關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容可以通過如下具體實(shí)施方式
予以實(shí)現(xiàn)選用AT89C52單片機(jī)作為連接容柵測(cè)量設(shè)備的電子部件，把供給電極和接收電極都在動(dòng)?xùn)派?。將柵條在水平X、垂直Y雙軸方向作交替排列，使相鄰柵條沿X軸方向間距為零，同側(cè)柵條間距增加，并將柵條制作在無機(jī)陶瓷材料上。本發(fā)明的高度儀底座選用鋼化陶瓷材料。本發(fā)明的氣墊利用小型氣源將壓縮空氣送入導(dǎo)軌內(nèi)腔?？諝庠儆蓪?dǎo)軌表面上的小孔中噴出，在導(dǎo)軌表面與滑行器內(nèi)表面之間形成很薄的氣墊層?；衅鞲≡跉鈮|層上，與軌面脫離接觸，能在軌面上做近似無阻力的直線運(yùn)動(dòng)，減小由于摩擦力引起的誤差。本發(fā)明的氣墊主要包含節(jié)流孔、氣室，使高度儀能平穩(wěn)移動(dòng)；本發(fā)明的氣源為內(nèi)藏式氣泵，其發(fā)動(dòng)機(jī)通過兩根三角帶驅(qū)動(dòng)氣泵曲軸，從而驅(qū)動(dòng)活塞進(jìn)行打氣，打出的氣體通過管線導(dǎo)入儲(chǔ)氣筒; 儲(chǔ)氣筒通過氣管線將儲(chǔ)氣筒內(nèi)的氣體導(dǎo)入固定在氣泵上的調(diào)壓閥內(nèi)，控制儲(chǔ)氣筒氣壓。本發(fā)明的滑架其作用是安裝容柵動(dòng)?xùn)牛輺艅?dòng)?xùn)排c定柵之間有一個(gè) 0. 2mm士0. 05mm的間隙，動(dòng)?xùn)乓鄬?duì)定柵運(yùn)動(dòng)，為了保證運(yùn)動(dòng)精度，滑架與導(dǎo)軌之間使用4 組軸承。本發(fā)明的導(dǎo)軌其正面和側(cè)面的平面性要求是0. 003mm/950mm、0. 005mm/950mm, 表面粗糙度要求小于0. 1 μ m，導(dǎo)軌的厚度小于3. 5mm。本發(fā)明的立柱導(dǎo)軌固定在立柱前面，配重塊在其里面移動(dòng)。本發(fā)明的立柱用4塊鋼板焊接而成，立柱與底座的連接通過立座實(shí)現(xiàn)。立座后面藏有變壓器、氣泵和線路板等。本發(fā)明的軸承組件是滑架和導(dǎo)軌的連接部件，有4組，每組有3個(gè)軸承，分別為正面、背面和側(cè)面軸承，其中正面軸承為定位軸承，采用2C級(jí)軸承，裝配時(shí)要保證4個(gè)軸承與導(dǎo)軌的接觸點(diǎn)共面性在0. 002mm以內(nèi)，背面4個(gè)軸承為輔助軸承，采用C級(jí)軸承，通過杠桿機(jī)構(gòu)以一定的力量壓在導(dǎo)軌上。側(cè)面4個(gè)軸承中，有兩個(gè)是定位軸承，兩個(gè)是輔助軸承。本發(fā)明的測(cè)頭每臺(tái)高度儀配備4個(gè)硬測(cè)頭，1個(gè)是鋼測(cè)頭.3個(gè)是紅寶石測(cè)頭.鋼測(cè)頭為直徑8mm的CrWMn球測(cè)頭，紅寶石測(cè)頭的球徑分別為8、4、2毫米。本發(fā)明的配重塊 由鉛塊做成.作用是平衡運(yùn)動(dòng)部件的重量。它通過鋼帶繞過上下兩個(gè)鼓輪與滑架相連。配重塊沿導(dǎo)柱上下運(yùn)動(dòng).在運(yùn)輸過程中，用螺栓將配重塊與上蓋板固定，使用時(shí)將固定螺栓松開。本發(fā)明的校準(zhǔn)器由定位塊和定位板組成，兩件用螺釘固定，形成上基準(zhǔn)面和下基準(zhǔn)面。校準(zhǔn)器用于校準(zhǔn)測(cè)頭常數(shù)，測(cè)頭常數(shù)包括測(cè)頭尺寸和由于施加測(cè)量力引起的彈性變形。更換新的測(cè)頭后，其測(cè)頭常數(shù)須重新測(cè)定和存儲(chǔ)。按照附圖1的結(jié)構(gòu)，選配并組裝如下構(gòu)件實(shí)施測(cè)量的主機(jī)(101)、顯示測(cè)量值與各種相關(guān)信息的顯示器(102)、防護(hù)性主機(jī)蓋(103)、將測(cè)砧緊固在滑軌上的緊固螺釘 (104)、上下移動(dòng)滑塊的滑動(dòng)桿(105)、通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪使滑塊上下移動(dòng)(按下并轉(zhuǎn)動(dòng)按鈕可以微調(diào))的滑輪鈕(106)、夾緊滑塊的夾緊螺旋(107)、用于移動(dòng)主機(jī)的基座(108)、支撐顯示器和測(cè)頭的滑軌(109)、將測(cè)頭插入測(cè)頭夾鉗可夾緊測(cè)頭的測(cè)頭支架(110)、Φ5曲柄測(cè)頭(適用于特定用途可選配多種標(biāo)準(zhǔn)測(cè)頭)(111)、夾緊測(cè)頭的測(cè)頭緊固螺釘(112)、DC 插孔(113)、輸出數(shù)碼數(shù)據(jù)的SPC輸出連接器(114)、用于連接個(gè)人電腦的1 -232(連接器 (115)。當(dāng)然，本實(shí)施例不局限于AC適配器，也可選用內(nèi)部電池組。本實(shí)施例還可針對(duì)不同測(cè)試需求，選定不同測(cè)砧直徑補(bǔ)正塊規(guī)。按照附圖2的設(shè)計(jì)，在顯示器O01)的大屏幕顯示面板設(shè)置如下顯示區(qū)指示向下導(dǎo)向測(cè)頭開始接觸區(qū)001)、指示球型測(cè)頭補(bǔ)正區(qū)002)、指示ABS(絕對(duì))測(cè)量模式區(qū) 003)、指示INC (相對(duì))測(cè)量模式區(qū)004)、指示公差判定結(jié)果區(qū)005)、指示預(yù)設(shè)值或正在設(shè)置預(yù)設(shè)值區(qū)006)、指示液晶顯示背景光有效區(qū)007)、指示儲(chǔ)存器中的測(cè)量值被調(diào)用區(qū) (208)、指示英制/公制系統(tǒng)區(qū)(209)、指示處于掃描測(cè)量中，最大值和最小值正在被搜尋區(qū) 010)、指示向上導(dǎo)向測(cè)頭開始接觸區(qū)011)、指示正在保持測(cè)量值區(qū)012)、指示計(jì)數(shù)方向是負(fù)的區(qū)013)、指示SHIFT鍵已被按下區(qū)014)、指示處于劃線模式區(qū)015)、最大值指示測(cè)量模式區(qū)016)、最小值指示測(cè)量模式區(qū)017)、位移指示測(cè)量模式區(qū)018)、內(nèi)直徑指示測(cè)量模式區(qū)019)、外直徑指示測(cè)量模式區(qū)020)、指示測(cè)量結(jié)果的確認(rèn)模式區(qū)021)、指示電源電壓的下降狀況區(qū)022)、測(cè)量結(jié)果顯示區(qū)023)；把指示向下導(dǎo)向測(cè)頭開始接觸區(qū)(201)、指示球型測(cè)頭補(bǔ)正區(qū)(202)、指示ABS(絕對(duì))測(cè)量模式區(qū)003)、指示INC (相對(duì))測(cè)量模式區(qū)004)、指示公差判定結(jié)果區(qū)005)、指示預(yù)設(shè)值或正在設(shè)置預(yù)設(shè)值區(qū)006)、指示液晶顯示背景光有效區(qū)007)、指示儲(chǔ)存器中的測(cè)量值被調(diào)用區(qū)(208)設(shè)置在測(cè)量結(jié)果顯示區(qū)(22 上方；把最大值和最小值正在被搜尋區(qū)(210)、指示向上導(dǎo)向測(cè)頭開始接觸區(qū)(211)、指示正在保持測(cè)量值區(qū)012)、指示計(jì)數(shù)方向是負(fù)的區(qū)013)、指示SHIFT鍵已被按下區(qū)(214) 設(shè)置在測(cè)量結(jié)果顯示區(qū)(22 左方；把指示處于劃線模式區(qū)(21 、最大值指示測(cè)量模式區(qū)(216)、最小值指示測(cè)量模式區(qū)017)、位移指示測(cè)量模式區(qū)018)、內(nèi)直徑指示測(cè)量模式區(qū)019)、外直徑指示測(cè)量模式區(qū)020)、指示測(cè)量結(jié)果的確認(rèn)模式區(qū)021)、指示電源電壓的下降狀況區(qū)(22 設(shè)置在測(cè)量結(jié)果顯示區(qū)(223)下方。在顯示器O01)下方設(shè)置如下操作鍵按鍵1 用于打開或關(guān)閉電源。如果機(jī)器閑置超過3分鐘，那么電源將自動(dòng)關(guān)閉。 按鍵2 用于進(jìn)入高度、節(jié)距或?qū)挾鹊臏y(cè)量。按鍵3 用于進(jìn)入位移測(cè)量。按鍵4 用于保持按下此鍵的同時(shí)更換另一個(gè)切換功能。按鍵5 用于在inch和mm之間切換單位系統(tǒng)，或在預(yù)設(shè)值設(shè)置時(shí)增加一個(gè)數(shù)值， 或在公差設(shè)置時(shí)增加一個(gè)數(shù)值，或改變一個(gè)儲(chǔ)存號(hào)碼來確定一個(gè)測(cè)量結(jié)果。按鍵6 用于進(jìn)入最小高度測(cè)量。按鍵7:用于進(jìn)入內(nèi)直徑測(cè)量。按鍵8:用于保持某個(gè)測(cè)量值或輸出值。 按鍵9 用于切換計(jì)數(shù)方向或在設(shè)置預(yù)設(shè)值和公差值時(shí)移動(dòng)數(shù)位。按鍵10 用于進(jìn)入最大高度測(cè)量。按鍵11 用于進(jìn)入外徑測(cè)量。按鍵12:用于調(diào)出一個(gè)測(cè)量結(jié)果。按鍵13:用于在 INC相對(duì)原點(diǎn)測(cè)量模式和ABS絕對(duì)原點(diǎn)測(cè)量模式之間切換測(cè)量模式。當(dāng)測(cè)量結(jié)果已經(jīng)確認(rèn)時(shí)，在節(jié)距顯示和相對(duì)于起點(diǎn)的高度之間進(jìn)行切換。按鍵14 用于設(shè)置一個(gè)預(yù)設(shè)值。按鍵 15 用于清除儲(chǔ)存器中的測(cè)量數(shù)據(jù)。按鍵16 用于下載每個(gè)掃描測(cè)量值和各種設(shè)置。
本實(shí)施例中，INC原點(diǎn)和ABS原點(diǎn)的意思是工件測(cè)量有一個(gè)基準(zhǔn)。圖紙中工件尺寸的描述來自于基準(zhǔn)。因此根據(jù)基準(zhǔn)獲得的測(cè)量值作為測(cè)量結(jié)果來使用。本實(shí)施例通過設(shè)置基準(zhǔn)作為一個(gè)原點(diǎn)來實(shí)施測(cè)量操作。如果原點(diǎn)已設(shè)，那么測(cè)量的高度變成了相對(duì)于原點(diǎn)的坐標(biāo)值。本實(shí)施例有以下兩種“原點(diǎn)”:“ABS原點(diǎn)”是一個(gè)測(cè)量機(jī)器的參照點(diǎn)；“INC原點(diǎn)” 是相對(duì)于絕對(duì)原點(diǎn)的參照點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種容柵式數(shù)字顯示高度測(cè)定器械，其特征在于，所述器械選用AT89C52單片機(jī)作為連接容柵測(cè)量設(shè)備的電子部件，把供給電極和接收電極都在動(dòng)?xùn)派?，將柵條在水平X、 垂直Y雙軸方向作交替排列，使相鄰柵條沿χ軸方向間距為零，同側(cè)柵條間距增加，并將柵條制作在無機(jī)陶瓷材料上；所述器械的底座選用鋼化陶瓷材料；所述器械的氣墊利用小型氣源將壓縮空氣送入導(dǎo)軌內(nèi)腔，空氣再由導(dǎo)軌表面上的小孔中噴出，在導(dǎo)軌表面與滑行器內(nèi)表面之間形成很薄的氣墊層，滑行器浮在氣墊層上，與軌面脫離接觸，受氣墊驅(qū)動(dòng)在軌面上做直線運(yùn)動(dòng)；所述器械的滑架用于安裝容柵動(dòng)?xùn)?，容柵?dòng)?xùn)排c定柵之間有一個(gè) 0. 2mm士0. 05mm的間隙，動(dòng)?xùn)乓鄬?duì)定柵運(yùn)動(dòng)；所述器械的導(dǎo)軌正面和側(cè)面的平面性要求是0. 003mm/950mm、0. 005mm/950mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容柵式數(shù)字顯示高度測(cè)定器械，其特征在于，所述器械的軸承組件是滑架和導(dǎo)軌的連接部件，有4組，每組有3個(gè)軸承，分別為正面、背面和側(cè)面軸承， 其中正面軸承為定位軸承，背面4個(gè)軸承為輔助軸承，側(cè)面4個(gè)軸承中，兩個(gè)是定位軸承，兩個(gè)是輔助軸承；所述器械還配備有4個(gè)硬測(cè)頭，1個(gè)是鋼測(cè)頭.3個(gè)是紅寶石測(cè)頭.鋼測(cè)頭為直徑8mm的CrWMn球測(cè)頭，紅寶石測(cè)頭的球徑分別為8、4、2毫米；所述器械的配重塊由鉛塊做成.通過鋼帶繞過上下兩個(gè)鼓輪與滑架相連，配重塊沿導(dǎo)柱上下運(yùn)動(dòng)；所述器械的校準(zhǔn)器由定位塊和定位板組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的容柵式數(shù)字顯示高度測(cè)定器械，其特征在于，所述器械包含主機(jī)(101)和顯示器(102)，所述顯示器(10 固定在所述主機(jī)(101)上，所述顯示器(102) 與所述主機(jī)(101)之間有電連接；所述主機(jī)(101)包含一檢測(cè)位置的編碼器，所述編碼器與所述主機(jī)(101)有電連接，所述編碼器有一個(gè)覆蓋保護(hù)層；所述主機(jī)(101)的操作鍵包含至少一個(gè)快捷測(cè)量模式啟動(dòng)鍵，所述快捷測(cè)量模式啟動(dòng)鍵位于所述顯示器(102)的下方；所述主機(jī)(101)還包括滑動(dòng)桿(105)、滑輪鈕(106)，所述滑動(dòng)桿(105)、滑輪鈕(106)位于所述主機(jī)(101)的同一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的容柵式數(shù)字顯示高度測(cè)定器械，其特征在于，所述顯示器 (201)包含如下顯示區(qū)指示向下導(dǎo)向測(cè)頭開始接觸區(qū)001)、指示球型測(cè)頭補(bǔ)正區(qū)002)、 指示ABS (絕對(duì))測(cè)量模式區(qū)003)、指示INC (相對(duì))測(cè)量模式區(qū)004)、指示公差判定結(jié)果區(qū)005)、指示預(yù)設(shè)值或正在設(shè)置預(yù)設(shè)值區(qū)006)、指示液晶顯示背景光有效區(qū)007)、指示儲(chǔ)存器中的測(cè)量值被調(diào)用區(qū)008)、指示英制/公制系統(tǒng)區(qū)009)、指示處于掃描測(cè)量中，最大值和最小值正在被搜尋區(qū)010)、指示向上導(dǎo)向測(cè)頭開始接觸區(qū)011)、指示正在保持測(cè)量值區(qū)012)、指示計(jì)數(shù)方向是負(fù)的區(qū)013)、指示SHIFT鍵已被按下區(qū)014)、指示處于劃線模式區(qū)015)、最大值指示測(cè)量模式區(qū)016)、最小值指示測(cè)量模式區(qū)017)、位移指示測(cè)量模式區(qū)018)、內(nèi)直徑指示測(cè)量模式區(qū)019)、外直徑指示測(cè)量模式區(qū)020)、指示測(cè)量結(jié)果的確認(rèn)模式區(qū)021)、指示電源電壓的下降狀況區(qū)022)、測(cè)量結(jié)果顯示區(qū)023)；所述指示向下導(dǎo)向測(cè)頭開始接觸區(qū)001)、指示球型測(cè)頭補(bǔ)正區(qū)002)、指示ABS (絕對(duì))測(cè)量模式區(qū)003)、指示INC (相對(duì))測(cè)量模式區(qū)004)、指示公差判定結(jié)果區(qū)005)、指示預(yù)設(shè)值或正在設(shè)置預(yù)設(shè)值區(qū)006)、指示液晶顯示背景光有效區(qū)007)、指示儲(chǔ)存器中的測(cè)量值被調(diào)用區(qū)(208)位于所述測(cè)量結(jié)果顯示區(qū)(223)上方；所述最大值和最小值正在被搜尋區(qū)010)、 指示向上導(dǎo)向測(cè)頭開始接觸區(qū)011)、指示正在保持測(cè)量值區(qū)012)、指示計(jì)數(shù)方向是負(fù)的區(qū)013)、指示SHIFT鍵已被按下區(qū)(214)位于所述測(cè)量結(jié)果顯示區(qū)(22 左方；所述指示處于劃線模式區(qū)015)、最大值指示測(cè)量模式區(qū)016)、最小值指示測(cè)量模式區(qū)017)、位移指示測(cè)量模式區(qū)018)、內(nèi)直徑指示測(cè)量模式區(qū)019)、外直徑指示測(cè)量模式區(qū)020)、指示測(cè)量結(jié)果的確認(rèn)模式區(qū)021)、指示電源電壓的下降狀況區(qū)(222)位于所述測(cè)量結(jié)果顯示區(qū)(223)下方，所述顯示器(102)的下方布置有如下必備按鍵 必備按鍵A 用于打開或關(guān)閉電源； 必備按鍵B 用于進(jìn)入內(nèi)直徑測(cè)量； 必備按鍵C 用于保持某個(gè)測(cè)量值或輸出值； 必備按鍵D 用于進(jìn)入最大高度測(cè)量； 必備按鍵E 用于進(jìn)入外徑測(cè)量； 必備按鍵F 用于調(diào)出一個(gè)測(cè)量結(jié)果；必備按鍵G 用于在INC相對(duì)原點(diǎn)測(cè)量模式和ABS絕對(duì)原點(diǎn)測(cè)量模式之間切換。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種容柵式數(shù)字顯示高度測(cè)定器械，其特征在于，所述器械選用AT89C52單片機(jī)作為連接容柵測(cè)量設(shè)備的電子部件，把供給電極和接收電極都在動(dòng)?xùn)派?。將柵條在水平X、垂直Y雙軸方向作交替排列，使相鄰柵條沿X軸方向間距為零，同側(cè)柵條間距增加，并將柵條制作在無機(jī)陶瓷材料上；所述器械的底座選用鋼化陶瓷材料。本發(fā)明適合進(jìn)行快速、數(shù)字化、高精度測(cè)量。
文檔編號(hào)G01B7/28GK102192700SQ201010139239
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月18日
發(fā)明者華強(qiáng), 吳金賢, 郭勇, 黃海東 申請(qǐng)人:杭州工具量具有限公司