專利名稱：三坐標測量儀的計量基準器具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于三座標測量儀的校驗器具，具體的涉及一種可實現(xiàn)多方位精準校驗的三坐標測量儀的計量基準器具。
背景技術(shù)：
三坐標測量設(shè)備已經(jīng)作為精密的測量儀器在各種產(chǎn)品制造和測量中得到廣泛的應(yīng)用。校驗球是三坐標測量儀常用的計量基準器具，其用于三坐標測量儀的側(cè)頭校驗。目前行業(yè)內(nèi)使用的通用計量基準球普遍為Renishaw公司的校驗基準球，其通過將一基準球連接的柄桿的另一端設(shè)置球型關(guān)節(jié)并置于一球型關(guān)節(jié)座內(nèi)，然后將球型關(guān)節(jié)座安裝在一可水平旋轉(zhuǎn)的立柱上，可實現(xiàn)基準球在球心角為90度的球面范圍內(nèi)的隨意定位。該校驗基準球能夠提高測頭的校驗精度并擴大了校驗范圍，但是其在實際應(yīng)用中仍然存在諸多缺陷。首先是測量范圍較小，無法滿足更大球心角度的定位需要；其次是球型關(guān)節(jié)的定位精度較低，無法用于常規(guī)特定角度的精準定位，定位的重復(fù)性和精度較差；再者，球型關(guān)節(jié)座在使用一·段時間后的定位性能較差，容易因為測頭的接觸而發(fā)生基準球的位移，從而影響校驗精度。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種校驗范圍廣、精度高的三坐標測量儀的計量基準器具，其設(shè)計合理，能夠?qū)崿F(xiàn)180度甚至更大球心角度的球面的基準球定位，并且定位的精度高且重復(fù)性好，基準球在每一角度的定位都處于穩(wěn)定且牢固的狀態(tài)，有效地提高了三坐標測量儀的校驗準確性和校驗操作效率。本實用新型所采用的技術(shù)方案如下一種三坐標測量儀的計量基準器具，其特征在于所述計量基準器具包括一校驗基準球和一旋轉(zhuǎn)座，所述校驗基準球連接一柄桿的端部，柄桿的另一端設(shè)置樞接部；所述旋轉(zhuǎn)座的上部設(shè)置一樞接座，所述樞接座與樞接部樞接，樞接部繞與樞接座樞接的樞軸在一垂直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)設(shè)置；所述旋轉(zhuǎn)座與一基座間旋轉(zhuǎn)連接。
具體實施方式
中，所述樞接部與樞接座均具有一垂直端面，所述樞接部與樞接座間通過垂直于所述垂直端面的樞軸樞接設(shè)置并且兩垂直端面間形成面接觸。—實施方式中，所述樞接部的垂直端面上具有一樞軸安裝孔，樞軸安裝孔的周邊垂直端面上設(shè)置有角度定位槽，所述角度定位槽沿所述樞軸安裝孔的軸心徑向發(fā)散設(shè)置，對應(yīng)的樞接座上設(shè)置有與角度定位槽對應(yīng)的定位彈性柱塞。另一實施方式中，所述樞軸為一端設(shè)置調(diào)節(jié)手柄的螺栓，所述定位彈性柱塞為相對設(shè)置的兩組，該定位彈性柱塞為球頭彈簧柱塞，所述角度定位槽的間隔角度為45度、30度或15度。一實施方式中，所述樞接部繞樞軸在至少180度的垂直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)設(shè)置，所述樞接部的垂直端面上部具有一定位凸臺，所述樞接座的垂直端面的下部也具有一定位凸臺。一實施方式中，所述旋轉(zhuǎn)座的下端同軸對接連接一基座，所述基座與旋轉(zhuǎn)座之間繞所述同軸水平旋轉(zhuǎn)設(shè)置。 一實施方式中，所述旋轉(zhuǎn)座的下端具有一垂直延伸的旋轉(zhuǎn)定位軸，所述基座的上端對應(yīng)設(shè)置一定位孔，所述定位孔外的基座上設(shè)置有一彈性柱塞，所述彈性柱塞穿設(shè)定位孔外的基座并定位所述旋轉(zhuǎn)定位軸設(shè)置。再一實施方式中，所述基座的上端具有一垂直向上延伸的旋轉(zhuǎn)定位軸，所述旋轉(zhuǎn)座的下端對應(yīng)設(shè)置有一定位孔，所述定位孔外的旋轉(zhuǎn)座上設(shè)置有一彈性柱塞，所述彈性柱塞穿設(shè)定位孔外的旋轉(zhuǎn)座并定位所述旋轉(zhuǎn)定位軸設(shè)置。一實施方式中，所述旋轉(zhuǎn)定位軸為一截面為等邊多邊形的多面軸，所述彈性柱塞為平頭彈性柱塞，該平頭彈性柱塞垂直彈性頂觸所述旋轉(zhuǎn)定位軸的側(cè)面設(shè)置。又一實施方式中，所述旋轉(zhuǎn)座或基座的對接外側(cè)面分布設(shè)置有角度刻槽。該三坐標測量儀的計量基準器具采用樞接座與樞接部之間的彈性樞接，以及樞接部與樞接座之間垂直端面的面接觸對接，實現(xiàn)了與樞接部連接的檢驗基準球繞樞接部位的線性圓弧旋轉(zhuǎn)。樞接部和樞接座之間通過一端設(shè)置調(diào)節(jié)手柄的螺栓作為樞軸，該樞軸可以實現(xiàn)樞接部與樞接座之間的面接觸的松緊度調(diào)節(jié)。在調(diào)松的狀態(tài)下，可以通過旋轉(zhuǎn)校驗基準球連接的柄桿來實現(xiàn)校驗基準球繞樞軸的任意角度旋轉(zhuǎn)。而定位彈性柱塞與角度定位槽配合可以在確定的位置對校驗基準球的設(shè)置角度進行精確定位。例如角度定位槽按45度角的劃分設(shè)置，在當(dāng)定位彈性柱塞位于每一角度定位槽內(nèi)時旋轉(zhuǎn)角度按45度級別變化。兩個相對設(shè)置的定位彈性柱塞能夠在樞軸調(diào)緊時起到牢固穩(wěn)定的定位作用，并能在一定程度內(nèi)完成樞接部繞樞軸旋轉(zhuǎn)一特定角度的精準定位。為實現(xiàn)校驗基準球在前述線性圓弧的圓心為球心的球面內(nèi)的精準定位。本實用新型更通過旋轉(zhuǎn)座與一基座間的旋轉(zhuǎn)連接來實現(xiàn)?；托D(zhuǎn)座之間通過一軸向設(shè)置的旋轉(zhuǎn)定位軸和相對應(yīng)的定位孔來實現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)定位軸與定位孔內(nèi)的旋轉(zhuǎn)可以由彈性柱塞來確定進行定位。具體應(yīng)用中，旋轉(zhuǎn)定位軸可以為圓柱形也可以為等邊多面棱柱，圓柱形的旋轉(zhuǎn)定位軸可以實現(xiàn)任意角度的定位，當(dāng)只需要特殊定角度的定位，例如以45度為基準角度定位時，可以將旋轉(zhuǎn)定位軸設(shè)計為等邊的八面棱柱，相應(yīng)的彈性柱塞為平頭彈性柱塞，每當(dāng)旋轉(zhuǎn)定位軸旋轉(zhuǎn)45度角，平頭彈性柱塞可以實現(xiàn)45度的精準限位固定，提高了定位精度。本實用新型的有益效果在于，該三坐標測量儀的計量基準器具校驗范圍廣、精度高，其設(shè)計合理，能夠?qū)崿F(xiàn)180度甚至更大球心角度的球面的基準球定位，并且定位的精度高且重復(fù)性好，基準球在每一角度的定位都處于穩(wěn)定且牢固的狀態(tài)，有效地提高了三坐標測量儀的校驗準確性和校驗操作效率。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步的闡述。

圖I是本實用新型具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型具體實施方式
的一裝配結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型具體實施方式
的另一裝配結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖I、圖2和圖3所示，該三坐標測量儀的計量基準器具為校驗基準球型基準設(shè)備，其主要由校驗基準球31、校驗基準球連接的樞接部33、旋轉(zhuǎn)座20、旋轉(zhuǎn)座上部設(shè)置的樞接座21、基座10組成。校驗基準球21為一標準球，其固定在柄桿32的端部，柄桿32的另一端設(shè)置樞接部33，該樞接部的側(cè)面具有一垂直端面34，該垂直端面34的上部設(shè)置一定位凸臺37，對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)座20的上端設(shè)置樞接座21，樞接座的側(cè)面設(shè)置有一垂直端面，該垂直端面的下端也設(shè)置有定位凸臺24。該樞接部33的垂直端面和樞接座21的垂直端面均為樞接端面，在樞接時實現(xiàn)面接觸。樞接部33和樞接座21上均設(shè)置有垂直于樞接端面的樞軸安裝孔35，樞軸穿設(shè)安裝在該樞軸安裝孔內(nèi)，樞接部與樞接座之間通過該樞軸實現(xiàn)樞接設(shè)置。在兩個垂直端面的面接觸限位下，相應(yīng)的校驗基準球21會以樞軸為中心在平行的該垂直端面內(nèi)做線性圓周旋轉(zhuǎn)。樞接部33的定位凸臺37和樞接座21上的定位凸臺24可以對校驗基準球的旋轉(zhuǎn)角度起到限位作用。在樞接部33的垂直端面34上沿樞軸安裝孔的周邊徑向發(fā)散設(shè)置角度定位槽36，該角度定位槽36之間的間隔為45度，如圖3所示，在樞接座上還設(shè)置有垂直于垂直端面的定位彈性柱塞25，定位彈性柱塞25的前端部彈性抵觸在角度定位槽36內(nèi)。為提高定位彈性柱塞的定位穩(wěn)定性，本實用新型采用相對設(shè)置在同一直徑 上的兩個定位彈性柱塞來限位樞接部與樞接座之間的位置。在實際應(yīng)用中，角度定位槽的分散角度設(shè)置可以根據(jù)校驗情況進行實時確定，還可以設(shè)置為連續(xù)旋轉(zhuǎn)型的角度定位槽，在樞接部與樞接座上設(shè)置有相應(yīng)的角度刻度線，由此確定旋轉(zhuǎn)角度。樞軸安裝孔內(nèi)設(shè)置的樞軸為一端設(shè)置有調(diào)節(jié)柄22的螺栓26，通過調(diào)節(jié)柄22可以旋轉(zhuǎn)螺栓26進行樞接部與樞接座之間樞接緊密性調(diào)節(jié)。樞接座21位于一旋轉(zhuǎn)座20的上端，旋轉(zhuǎn)座20的下端同軸對接連接基座10，基座10與旋轉(zhuǎn)座20之間繞所述同軸水平旋轉(zhuǎn)設(shè)置。從而實現(xiàn)校驗基準球在特定球面內(nèi)的任意定位。旋轉(zhuǎn)座20的下端具有一垂直延伸的旋轉(zhuǎn)定位軸23，基座的上端對應(yīng)設(shè)置一定位孔12，定位孔12外的基座上設(shè)置有一彈性柱塞11，彈性柱塞11穿設(shè)定位孔外的基座10并定位旋轉(zhuǎn)定位軸23設(shè)置。由于45度級別的水平旋轉(zhuǎn)是最常用的調(diào)節(jié)角度，在圖2和圖3中采用了截面為等邊八邊形的棱柱作為旋轉(zhuǎn)定位軸23，相應(yīng)的彈性柱塞11選用平頭彈性柱塞，平頭彈性柱塞11的平頭端可以與每一棱邊正面抵觸限位旋轉(zhuǎn)角度為精準的45度，同時平頭彈性柱塞11另一端的手柄15可以實現(xiàn)彈性的調(diào)節(jié)。在具體應(yīng)用中為實現(xiàn)更為精準的水平旋轉(zhuǎn)角度，更可以在旋轉(zhuǎn)座和基座的對接部外緣分布設(shè)置角度刻槽，通過兩組件的刻槽位置來確定旋轉(zhuǎn)的精準度。如圖3所示，在具體應(yīng)用中可以將基座分為兩部分設(shè)置，基座還具有一底座部，該底座部通過中軸設(shè)置的螺栓與基座連接固定。
權(quán)利要求1.一種三坐標測量儀的計量基準器具，其特征在于所述計量基準器具包括一校驗基準球和一旋轉(zhuǎn)座，所述校驗基準球連接一柄桿的端部，柄桿的另一端設(shè)置樞接部；所述旋轉(zhuǎn)座的上部設(shè)置一樞接座，所述樞接座與樞接部樞接，樞接部繞與樞接座樞接的樞軸在一垂直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)設(shè)置；所述旋轉(zhuǎn)座與一基座間旋轉(zhuǎn)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三坐標測量儀的計量基準器具，其特征在于所述樞接部與樞接座均具有一垂直端面，所述樞接部與樞接座間通過垂直于所述垂直端面的樞軸樞接設(shè)置并且兩垂直端面間形成面接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三坐標測量儀的計量基準器具，其特征在于所述樞接部的垂直端面上具有一樞軸安裝孔，樞軸安裝孔的周邊垂直端面上設(shè)置有角度定位槽，所述角度定位槽沿所述樞軸安裝孔的軸心徑向發(fā)散設(shè)置，對應(yīng)的樞接座上設(shè)置有與角度定位槽對應(yīng)的定位彈性柱塞。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三坐標測量儀的計量基準器具，其特征在于所述樞軸為一端設(shè)置調(diào)節(jié)手柄的螺栓，所述定位彈性柱塞為相對設(shè)置的兩組，該定位彈性柱塞為球頭彈簧柱塞，所述角度定位槽的間隔角度為45度、30度或15度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三坐標測量儀的計量基準器具，其特征在于所述樞接部繞樞軸在至少180度的垂直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)設(shè)置，所述樞接部的垂直端面上部具有一定位凸臺，所述樞接座的垂直端面的下部也具有一定位凸臺。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三坐標測量儀的計量基準器具，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)座的下端同軸對接連接一基座，所述基座與旋轉(zhuǎn)座之間繞所述同軸水平旋轉(zhuǎn)設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三坐標測量儀的計量基準器具，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)座的下端具有一垂直延伸的旋轉(zhuǎn)定位軸，所述基座的上端對應(yīng)設(shè)置一定位孔，所述定位孔外的基座上設(shè)置有一彈性柱塞，所述彈性柱塞穿設(shè)定位孔外的基座并定位所述旋轉(zhuǎn)定位軸設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三坐標測量儀的計量基準器具，其特征在于所述基座的上端具有一垂直向上延伸的旋轉(zhuǎn)定位軸，所述旋轉(zhuǎn)座的下端對應(yīng)設(shè)置有一定位孔，所述定位孔外的旋轉(zhuǎn)座上設(shè)置有一彈性柱塞，所述彈性柱塞穿設(shè)定位孔外的旋轉(zhuǎn)座并定位所述旋轉(zhuǎn)定位軸設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的三坐標測量儀的計量基準器具，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)定位軸為一截面為等邊多邊形的多面軸，所述彈性柱塞為平頭彈性柱塞，該平頭彈性柱塞垂直彈性頂觸所述旋轉(zhuǎn)定位軸的側(cè)面設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三坐標測量儀的計量基準器具，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)座或基座的對接外側(cè)面分布設(shè)置有角度刻槽。
專利摘要一種三坐標測量儀的計量基準器具，其特征在于所述計量基準器具包括一校驗基準球和一旋轉(zhuǎn)座，所述校驗基準球連接一柄桿的端部，柄桿的另一端設(shè)置樞接部；所述旋轉(zhuǎn)座的上部設(shè)置一樞接座，所述樞接座與樞接部樞接，樞接部繞與樞接座樞接的樞軸在一垂直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)設(shè)置；所述旋轉(zhuǎn)座與一基座間旋轉(zhuǎn)連接。該三坐標測量儀的計量基準器具校驗范圍廣、精度高，其設(shè)計合理，能夠?qū)崿F(xiàn)180度甚至更大球心角度的球面的基準球定位，并且定位的精度高且重復(fù)性好，基準球在每一角度的定位都處于穩(wěn)定且牢固的狀態(tài)，有效地提高了三坐標測量儀的校驗準確性和校驗操作效率。
文檔編號G01B5/008GK202599288SQ201220134500
公開日2012年12月12日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者甘太喜 申請人:蘇州卓爾測量技術(shù)有限公司