專利名稱：絕對位置測量數(shù)顯千分尺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及數(shù)顯量具，具體為一種具有絕對位置測量功能的數(shù)顯千分尺。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)千分尺是在U形測架上設(shè)置直線傳動副(螺旋測微裝置)，直線傳動副的轉(zhuǎn) 動套轉(zhuǎn)動，帶動測量桿的移動來測量工件尺寸。機(jī)械式千分尺是靠測量桿和轉(zhuǎn)動套上的刻 度來讀取測量數(shù)據(jù)，而數(shù)顯千分尺采用旋轉(zhuǎn)的容柵傳感器耦合方式對轉(zhuǎn)動套的轉(zhuǎn)動圈數(shù)記 數(shù)，轉(zhuǎn)換為測量桿的移動距離來讀取測量數(shù)據(jù)。無論是機(jī)械式千分尺還是數(shù)顯千分尺，都須采用精密的機(jī)械螺旋副機(jī)構(gòu)，由于螺 旋運(yùn)動副結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和維修都比較困難。另外數(shù)顯千分尺采用的容柵傳感器為增量測量傳感器，該傳感器在一個節(jié)距內(nèi)具 有絕對測量特性，大量程的數(shù)顯千分尺測量范圍往往大于容柵的1個節(jié)距，因此其測量與 空間位置不是一一對應(yīng)的絕對關(guān)系，而是只能采用增量測量的相對測量，另外還存在不可 避免的缺陷1、在測量時容易因外界信號的干擾而發(fā)生錯誤。2、對環(huán)境的要求也比較高，比如說周圍環(huán)境出現(xiàn)瞬間電脈沖，都會造成測量結(jié)果 的不準(zhǔn)確。而專利申請?zhí)枮?00910114081. 7《絕對位置的電容測量傳感器裝置》的發(fā)明專利， 利用一個工作在一個節(jié)距內(nèi)的標(biāo)定圓容柵傳感器對另一個作為物體位置測量的測量(增 量)圓容柵傳感器的節(jié)距序列位置進(jìn)行一一對應(yīng)的標(biāo)定，所以該發(fā)明就具有全量程的絕對 測量功能。所述《絕對位置的電容測量傳感器裝置》發(fā)明專利的出現(xiàn)，為研究和制造具有絕對 位置測量功能的數(shù)顯千分尺打下了堅實的基礎(chǔ)。
(三)實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種簡化直線傳動副(螺旋測微裝置)精度的絕對位置 測量數(shù)顯千分尺，另外本實用新型還可以達(dá)到不受環(huán)境干擾、不受操作影響、測量結(jié)果精確 無誤的目的。能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的的絕對位置測量數(shù)顯千分尺，包括安裝于U形測架上的直線傳 動副，直線傳動副由測量桿端頭的螺桿和轉(zhuǎn)動套螺紋配合，數(shù)顯裝置設(shè)于U形測架與轉(zhuǎn)動 套之間的測量桿上，所不同的是在所述數(shù)顯裝置內(nèi)部設(shè)有將測量桿的移動量轉(zhuǎn)換成數(shù)顯裝 置傳感器測量量的轉(zhuǎn)換裝置，該轉(zhuǎn)換裝置為軸線垂直于測量桿的傳動輪，傳動輪與傳感器 的動?xùn)泡S連接，該傳動輪設(shè)于推力機(jī)構(gòu)上，推力機(jī)構(gòu)在垂直于測量桿方向施加推力使傳動 輪壓緊接觸在測量桿上，通過無滑移的摩擦傳動，將測量桿的移動量轉(zhuǎn)換為傳感器動?xùn)诺?轉(zhuǎn)動量。所述推力機(jī)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)形式為掛在測量桿上的浮動架，設(shè)于浮動架上的傳動輪
3位于測量桿下方，浮動架底部的托片連接在U形測架上，使浮動架在平行于測量桿方向上 受到限制，而只能在垂直于測量桿方向上作少量浮動，傳動輪向上浮動與測量桿接觸后，測 量桿與浮動架頂部空隙中壓裝彈簧，彈簧的作用力使浮動架上舉，將傳動輪壓實接觸在測 量桿上，保證測量桿與傳動輪之間的無滑移傳動。所述數(shù)顯裝置的傳感器采用具有絕對位置測量功能的圓容柵傳感器，該圓容柵傳 感器由測量傳感器和標(biāo)定傳感器構(gòu)成，測量傳感器和標(biāo)定傳感器之間連接具有一定降速比 且?guī)в邢齻鲃娱g隙的傳動裝置，測量傳感器的動?xùn)泡S連接傳動輪。在測量桿的移動量大 于測量傳感器一個節(jié)距時，測量傳感器的轉(zhuǎn)動節(jié)距數(shù)由具有一個圓周節(jié)距的標(biāo)定傳感器標(biāo) 定，因此測量傳感器的轉(zhuǎn)動量與測量桿的移動量之間是一一對應(yīng)地絕對關(guān)系，從而可以實 現(xiàn)絕對位置測量。所述測量桿移動量越大即千分尺的量程越大，傳動裝置的降速比就越大，以滿足 標(biāo)定傳感器能夠在一個圓周節(jié)距內(nèi)對測量傳感器的動?xùn)呸D(zhuǎn)動節(jié)距數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。所述測量傳感器和標(biāo)定傳感器采用兩片反射式結(jié)構(gòu)或采用三片透射式結(jié)構(gòu)。所述數(shù)顯裝置采用全密封結(jié)構(gòu)，而橫穿數(shù)顯裝置的測量桿與數(shù)顯裝置的殼體之間 設(shè)置密封圈，因此，本實用新型可以做成真正意義上的全防護(hù)(防塵、防潮、防水)。所述測量傳感器和標(biāo)定傳感器之間的傳動裝置為齒輪傳動機(jī)構(gòu)。本實用新型的優(yōu)點1、本實用新型絕對位置測量數(shù)顯千分尺是將《絕對位置的電容測量傳感器裝置》 的發(fā)明專利運(yùn)用于千分尺上，因此具有了測量結(jié)果唯一的絕對位置測量功能，不僅提高了 測量精度，還徹底解決了傳統(tǒng)數(shù)顯千分尺長期受困于環(huán)境影響的問題。2、本實用新型絕對位置測量數(shù)顯千分尺是通過傳感器感應(yīng)測量桿的移動量，而非 轉(zhuǎn)動套的轉(zhuǎn)動量，因此測量桿端頭的螺桿與轉(zhuǎn)動套的螺紋配合精度要求低，從而簡化了測 量桿與轉(zhuǎn)動套的加工，降低了制造成本。


圖1為本實用新型一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1實施方式中隱去數(shù)顯裝置后浮動架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1實施方式中隱去數(shù)顯裝置后齒輪傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖1實施方式中隱去轉(zhuǎn)動套后測量桿端頭螺桿的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖3中H-H剖視圖。圖號標(biāo)識1、U形測架；2、測量桿；2-1、螺桿；3、轉(zhuǎn)動套；4、數(shù)顯裝置；5、傳動輪； 6、浮動架；7、彈性托片；8、弧形彈片；9、測量傳感器；10、標(biāo)定傳感器；11、主動齒輪；12、從 動齒輪；13、中間齒輪；14、導(dǎo)向銷；15、固定套。
具體實施方式
本實用新型絕對位置測量數(shù)顯千分尺由U形測架1、測量桿2、轉(zhuǎn)動套3、轉(zhuǎn)換裝置 和數(shù)顯裝置4組成，水平測量桿2滑動配合在U形測架1 一側(cè)的頂部，測量桿2前端進(jìn)入U 形測架1，測量桿2后端伸在U形測架1外，其端頭螺桿2-1與轉(zhuǎn)動套3螺紋配合，U形測架 1與轉(zhuǎn)動套3之間的測量桿2上設(shè)置數(shù)顯裝置4，數(shù)顯裝置4的殼體與U形測架1固定連接，轉(zhuǎn)動套3內(nèi)還設(shè)置一固定套15與數(shù)顯裝置4連接，固定套15上開設(shè)軸向限位槽，固定在測 量桿2上的導(dǎo)向銷14置于的限位槽內(nèi)，導(dǎo)向銷14使測量桿2不轉(zhuǎn)動，只作直線移動，如圖 1、圖4所示。所述數(shù)顯裝置4所用傳感器為圓容柵結(jié)構(gòu)形式的測量傳感器9和標(biāo)定傳感器10 構(gòu)成，測量傳感器9和標(biāo)定傳感器10采用兩片反射式結(jié)構(gòu)或三片透射式結(jié)構(gòu)，測量傳感器 9和標(biāo)定傳感器10之間由具有一定降速比且?guī)в邢齻鲃娱g隙的齒輪傳動機(jī)構(gòu)連接，該齒 輪傳動機(jī)構(gòu)中的主動齒輪11與測量傳感器9的動?xùn)泡S同軸固連，從動齒輪12與標(biāo)定傳感 器10的動?xùn)泡S同軸固連，中間齒輪13為雙聯(lián)齒輪，其中的大齒輪與主動齒輪11嚙合，其中 的小齒輪與從動齒輪12嚙合，如圖3、圖5所示。所述轉(zhuǎn)換裝置將測量桿2的移動量轉(zhuǎn)換為測量傳感器9動?xùn)呸D(zhuǎn)動量的機(jī)構(gòu)，該機(jī) 構(gòu)設(shè)置在數(shù)顯裝置4的殼體內(nèi)，包括浮動架6和傳動輪5，浮動架6由前后兩架板構(gòu)成，兩架 板的頂部和底部連接橫板，前后兩架板之間的距離稍大于測量桿2的直徑。浮動架6的兩 架板以垂直方向掛在測量桿2上，兩架板底部橫板連接彈性托片7，彈性托片7的延伸端固 定在U形測架1上，傳動輪5于測量桿2底部設(shè)在兩架板之間，傳動輪5的軸線垂直于測量 桿2，如圖2、圖5所示。所述浮動架6由彈性托片7軸向(測量桿2方向)定位，并由彈性托片7上舉浮 動架6，使傳動輪5與測量桿2接觸后，測量桿2與兩架板頂部的橫板之間存在空隙，在此空 隙之中壓裝弧形彈片8，弧形彈片8的擴(kuò)張力使浮動架6受向上的推力，將傳動輪5壓緊接 觸在測量桿2上，保證了測量桿2與傳動輪5之間無滑移的傳動；所述測量傳感器9、標(biāo)定 傳感器10及兩者之間的齒輪傳動機(jī)構(gòu)設(shè)在之一架板外側(cè)，傳動輪5的轉(zhuǎn)軸伸出該架板與測 量傳感器9的動?xùn)泡S連接，如圖2、圖5所示。數(shù)顯裝置4可以采用全密封結(jié)構(gòu)，其中包括數(shù)顯裝置4上、下蓋殼的密封，上、下蓋 殼與U形測架1連接處的密封，顯示器、按扭等在上蓋殼面的密封，數(shù)顯裝置4上、下蓋殼面 與測量桿2之間設(shè)置密封圈，如圖2、圖3所示。本實用新型實際上是一個新型直線位置傳感器，將其應(yīng)用于其它直線位置測量工 具上，都屬于本實用新型專利保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求絕對位置測量數(shù)顯千分尺，包括安裝于U形測架(1)上的直線傳動副，直線傳動副為螺紋配合的測量桿(2)端頭的螺桿(2 1)和轉(zhuǎn)動套(3)，U形測架(1)與轉(zhuǎn)動套(3)之間的測量桿(2)上設(shè)置數(shù)顯裝置(4)，其特征在于所述數(shù)顯裝置(4)內(nèi)部設(shè)有將測量桿(2)的移動量轉(zhuǎn)換成數(shù)顯裝置(4)傳感器測量量的轉(zhuǎn)換裝置，所述轉(zhuǎn)換裝置為設(shè)于推力機(jī)構(gòu)上的傳動輪(5)，傳動輪(5)的軸線垂直于測量桿(2)，傳動輪(5)與傳感器的動?xùn)泡S連接，所述推力機(jī)構(gòu)在垂直于測量螺桿(2)方向施力使傳動輪(5)壓緊接觸在測量桿(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕對位置測量數(shù)顯千分尺，其特征在于所述推力機(jī)構(gòu)為掛 在測量桿(2)上的浮動架(6)，傳動輪(5)于測量桿(2)下方設(shè)于浮動架(6)上，浮動架(6) 底部通過彈性托片(7)連接在U形測架⑴上，傳動輪(5)與測量桿(2)接觸后，測量桿 (2)與浮動架(6)頂部空隙中壓裝彈簧。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的絕對位置測量數(shù)顯千分尺，其特征在于所述彈簧為弧形彈 片⑶
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的絕對位置測量數(shù)顯千分尺，其特征在于所 述傳感器為具有絕對位置測量功能的圓容柵傳感器，該圓容柵傳感器包括測量傳感器(9) 和標(biāo)定傳感器(10)，測量傳感器(9)和標(biāo)定傳感器(10)之間由具有一定降速比且?guī)в邢?傳動間隙的傳動裝置連接，測量傳感器(9)的動?xùn)泡S連接傳動輪(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的絕對位置測量數(shù)顯千分尺，其特征在于所述測量傳感器 (9)、標(biāo)定傳感器(10)為兩片反射式結(jié)構(gòu)或為三片透射式結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的絕對位置測量數(shù)顯千分尺，其特征在于所 述數(shù)顯裝置(4)采用全密封結(jié)構(gòu)，而測量桿(2)與數(shù)顯裝置(4)之間設(shè)置密封圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的絕對位置測量數(shù)顯千分尺，其特征在于所述傳動裝置為齒 輪傳動機(jī)構(gòu)。
專利摘要本實用新型涉及一種絕對位置測量數(shù)顯千分尺，包括U形測架上的測量桿和轉(zhuǎn)動套，U形測架與轉(zhuǎn)動套之間的測量桿上設(shè)置數(shù)顯裝置，數(shù)顯裝置內(nèi)部設(shè)有將測量桿的移動量轉(zhuǎn)換成數(shù)顯裝置圓容柵傳感器測量量的轉(zhuǎn)換裝置，所述轉(zhuǎn)換裝置為設(shè)于推力機(jī)構(gòu)上的傳動輪，傳動輪與傳感器的動?xùn)泡S連接，所述推力機(jī)構(gòu)在垂直于測量桿方向施力使傳動輪壓緊接觸在測量桿上；所述傳感器包括測量傳感器和標(biāo)定傳感器，測量傳感器和標(biāo)定傳感器之間由具有一定降速比的傳動裝置連接，測量傳感器的動?xùn)泡S連接傳動輪。本實用新型不僅提高了測量精度，還徹底解決了傳統(tǒng)數(shù)顯千分尺長期受困于環(huán)境影響的問題，簡化了測量桿與轉(zhuǎn)動套的加工，降低了制造成本。
文檔編號G01D5/24GK201772829SQ201020216500
公開日2011年3月23日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者趙志強(qiáng) 申請人:鐘勝;趙志強(qiáng);趙飚