一種六點式錐度測量儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型設計了一種六點式錐度測量儀，包括中空的圓柱形的外殼，外殼的頂部開設有用于放入待測工件的圓孔；外殼內(nèi)部分為上下兩層，上層設置有三根上層測桿，三根上層測桿的兩側(cè)均固定有齒輪齒條機構(gòu)，且相鄰的兩對齒輪齒條機構(gòu)相嚙合；外殼下層設置有三根下層測桿，三根下層測桿的兩側(cè)均固定有齒輪齒條機構(gòu)，且相鄰的兩對齒輪齒條機構(gòu)相嚙合。本實用新型采用六點自動實時接觸式測量，有效減小測量誤差；在檢測過程中，由操作人員手動上下工件，其余測量過程以及儀器復位動作均由儀器自動完成，不須人為干預?？纱蟠罂s短測量時間，提高測量效率；另外，本實用新型機構(gòu)簡單，制造相對容易；儀器可廣泛應用于各類型精密柱類零件的檢測與分選。
【專利說明】一種六點式錐度測量儀
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于測量工具領域，具體涉及一種六點式錐度測量儀。
【背景技術】
[0002]目前市場上的錐度測量儀種類繁多，原理各樣，但大都操作繁瑣，尤其在大批量測量和檢測中，過多的人為操作一方面勢必導致測量效率下降，另一方面引入的各項人為誤差因素也會直接影響測量精度。而對于高精度、自動化程度高的尖端測量儀器往往價格昂貴，難以推廣。而在保證測量精度的前提下，一種操作簡單、快捷高效、經(jīng)濟實用的錐度測量儀的設計和制造對于相關零件生產(chǎn)廠商、檢測人員及其他用戶群體是尤為重要的。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于解決上述問題，提供一種六點式錐度測量儀，該測量儀操作簡單、快捷高效、經(jīng)濟實用。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:包括中空的圓柱形的外殼，外殼的頂部開設有用于放入待測工件的圓孔；外殼內(nèi)部分為上下兩層，上層設置有三根上層測桿，這三根上層測桿均勻布置在外殼上層水平圓周上，且三根上層測桿的兩側(cè)均固定有齒輪齒條機構(gòu)，且相鄰的兩對齒輪齒條機構(gòu)相嚙合；外殼下層設置有三根下層測桿，這三根下層測桿均勻布置在外殼下層水平圓周上，且三根下層測桿的兩側(cè)均固定有齒輪齒條機構(gòu)，且相鄰的兩對齒輪齒條機構(gòu)相嚙合；每個上層測桿和下層測桿的后端均通過復位裝置連接到外殼的內(nèi)壁上，每個上層測桿和下層測桿的前端部均為斜面，使待測工件向下插入時，能夠推動上層測桿和下層測桿向外移動。
[0005]所述的上層測桿的底面和下層測桿的頂面分別設置有相互配合的擋塊。
[0006]所述的擋塊處安裝有測量上層測桿和下層測桿端部之間位移差的距離傳感器，夕卜殼內(nèi)設置有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，外殼的頂面上還安裝有顯示器；其中，距離傳感器與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入端相連，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的結(jié)果輸出端與顯示器相連。
[0007]所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為用于將距離傳感器采集到的相對位移差計算為錐度的單片機。
[0008]所述的齒輪齒條機構(gòu)包括相互嚙合的齒輪和齒條，其中，齒條固定在其對應一側(cè)的上層測桿或下層測桿的側(cè)面；齒輪的一側(cè)與齒條相嚙合，另一側(cè)與另一組齒輪齒條機構(gòu)的齒輪相哨合。
[0009]所述外殼的上層內(nèi)設置有導槽，上層測桿設置在導槽中。
[0010]所述的復位裝置為彈簧。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0012]本實用新型采用六點自動實時接觸式測量，有效減小測量誤差；同時，對于同一被測件，儀器動態(tài)測量可獲取多組數(shù)據(jù)，有效減小了隨機誤差，提高了測量精度；在檢測過程中，由操作人員手動上下工件，其余測量過程以及儀器復位動作均由儀器自動完成，不須人為干預?？纱蟠罂s短測量時間，提高測量效率；另外，本實用新型機構(gòu)簡單，制造相對容易；儀器可廣泛應用于各類型精密柱類零件的檢測與分選。
[0013]進一步的，本實用新型上層三根測桿是通過齒輪齒條機構(gòu)和齒輪機構(gòu)聯(lián)動的，工件插入時可以保證三根桿的移動距離是相同的，同時保證了在移動過程中三根桿端部所在圓的圓心位置不變。
[0014]進一步的，本實用新型上下兩層測桿的中心是與直徑測量平面垂直的，這種設計使得工件在插入測量儀后可以自動定位，使測量儀在不是水平放置的情況下測量同樣精準。
[0015]進一步的，本實用新型在每個測桿的后部都安裝了復位彈簧，保證了測量頭和軸的接觸，使測量結(jié)果更加精確，一定程度上避免了錯誤結(jié)果的產(chǎn)生。
[0016]進一步的，本實用新型采用嵌入式系統(tǒng)，無需其他外接設備；數(shù)據(jù)采集、處理、顯示均由內(nèi)部系統(tǒng)完成，穩(wěn)定可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的俯視半剖圖；
[0018]圖2為本實用新型的主視半剖圖。
[0019]其中，1為外殼；2為待測工件；3為上層測桿；4為下層測桿；5為導槽；6為擋塊；7為齒輪；8為齒條；9為彈簧。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細的描述:
[0021]參見圖1，本實用新型包括中空的圓柱形的外殼1，外殼1的頂部開設有用于放入待測工件2的圓孔；外殼1內(nèi)部分為上下兩層，上層設置有三根上層測桿3，這三根上層測桿3均勻布置在外殼1上層水平圓周上，且三根上層測桿3的兩側(cè)均固定有齒輪齒條機構(gòu)，且相鄰的兩對齒輪齒條機構(gòu)相嚙合；外殼1的上層內(nèi)設置有導槽5，上層測桿3設置在導槽5中。外殼1下層設置有三根下層測桿4，這三根下層測桿4均勻布置在外殼1下層水平圓周上，且三根下層測桿4的兩側(cè)均固定有齒輪齒條機構(gòu)，且相鄰的兩對齒輪齒條機構(gòu)相嚙合；齒輪齒條機構(gòu)包括相互嚙合的齒輪7和齒條8，其中，齒條8固定在其對應一側(cè)的上層測桿3或下層測桿4的側(cè)面；齒輪7的一側(cè)與齒條8相哨合，另一側(cè)與另一組齒輪齒條機構(gòu)的齒輪相嚙合。每個上層測桿3和下層測桿4的后端均通過復位彈簧9連接到外殼1的內(nèi)壁上，每個上層測桿3和下層測桿4的前端部均為斜面，使待測工件向下插入時，能夠推動上層測桿3和下層測桿4向外移動。上層測桿3的底面和下層測桿4的頂面分別設置有相互配合的擋塊6。擋塊處安裝有測量上下層測量頭之間位移差的距離傳感器，外殼1內(nèi)設置有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，外殼1的頂面上還安裝有顯示器；其中，距離傳感器與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入端相連，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的結(jié)果輸出端與顯示器相連。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為用于將距離傳感器采集到的相對位移差計算為錐度的單片機。
[0022]本實用新型的原理以及工作過程
[0023]本實用新型包括圓柱形外殼、上下層各六對齒輪齒條機構(gòu)、三個上層測桿、三根下層測桿、復位彈簧、距離傳感器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、顯示器等。齒輪齒條的運動采用聯(lián)動的方式，保證了每層測桿的三個觸頭所在圓的圓心位置不變，進而可以保證三根桿的移動距離是相同的，測桿的端部為斜面，便與被測工件插入。
[0024]使用時，工件向下插入，接觸上層測桿端部斜面，推動其向外移動，上層測桿移動到一定位置，上下兩個擋塊接觸，下層測桿受推力向外移動，此時，上層觸頭(測桿頂端與工件接觸部位)所在圓的直徑小于下層測桿端部斜面上沿所在圓直徑，以保證工件可以順利進入，不被下層測桿擋住。上下兩層測桿的中心是與直徑測量平面垂直的，這種設計使得工件在插入測量儀后可以自動定位，使測量儀在不是水平放置的情況下測量同樣精準。
[0025]隨后，下層觸頭與工件錐面接觸。隨著工件繼續(xù)下移，下層測桿繼續(xù)向外移動，而由于工件錐面母線與豎直方向夾角小于上下?lián)鯄K接觸瞬間上下層對應觸頭觸點連線與豎直方向的夾角(儀器主要適于測量較小錐度工件),所以此時下層測桿運動速度較上層快，但下面擋塊在外側(cè)，所以不受上面擋塊限制，這樣便可保證工件與上下層六個觸頭均實時接觸。在每個測桿的后部都安裝了復位彈簧，保證了傳感器和軸的接觸，使測量結(jié)果更加精確，一定程度上避免了錯誤結(jié)果的產(chǎn)生。
[0026]本實用新型的距離傳感器與單片機連接，數(shù)值送入單片機后通過預先設定好的程序?qū)⒔Y(jié)果計算并在顯示器上顯示出來。為了保證測量儀的精度傳感器的精度也較高，也可以根據(jù)不同的精度要求安裝不同精度的傳感器。在插入過程中，傳感器采集三次數(shù)據(jù)，傳給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理后將結(jié)果輸出顯示在顯示器上。測量過程中，上下層測桿在被測件的推力作用下均向外移動一定距離，通過安裝在下層測桿上的距離傳感器測量出工件完全進入測量狀態(tài)時(六觸點均接觸時)下層測桿相對于上層測桿的位移變化量八3，又因為上下層觸點的距離是一定的匕最后用公式2八5/1得出被測件的錐度。位移差八3的測量是通過安裝在上下?lián)鯄K之間的傳感器實現(xiàn)的，上下層之間的距離是預先設定好的，計算是通過單片機來實現(xiàn)的，最后將結(jié)果直接顯示在儀器的顯示器上。
[0027]本實用新型的優(yōu)點在于:
[0028]1.測量精度高。該錐度測量儀采用六點自動實時接觸式測量，有效減小測量誤差；同時，對于同一被測件，儀器動態(tài)測量可獲取多組數(shù)據(jù)，有效減小了隨機誤差，提高了測量精度；
[0029]2.自動化程度高，大大提高測量效率。檢測過程中，由操作人員手動上下工件，其余測量過程以及儀器復位動作均由儀器自動完成，不須人為干預?？纱蟠罂s短測量時間，提高測量效率。
[0030]3.經(jīng)濟實用，應用范圍廣，易于普及。該儀器由于機構(gòu)簡單，制造相對容易；儀器可廣泛應用于各類型精密柱類零件的檢測與分選，例如油泵油嘴行業(yè)柱塞零件的自動檢測等；
[0031]4.性能穩(wěn)定，使用壽命長。采用嵌入式系統(tǒng)，無需其他外接設備；數(shù)據(jù)采集、處理、顯示均由內(nèi)部系統(tǒng)完成，穩(wěn)定可靠。
【權(quán)利要求】
1.一種六點式錐度測量儀，其特征在于:包括中空的圓柱形的外殼(1),外殼(1)的頂部開設有用于放入待測工件(2)的圓孔；外殼(1)內(nèi)部分為上下兩層，上層設置有三根上層測桿(3),這三根上層測桿(3)均勻布置在外殼(1)上層水平圓周上，且三根上層測桿(3)的兩側(cè)均固定有齒輪齒條機構(gòu)，且相鄰的兩對齒輪齒條機構(gòu)相嚙合；外殼(1)下層設置有三根下層測桿(4),這三根下層測桿(4)均勻布置在外殼(1)下層水平圓周上，且三根下層測桿(4)的兩側(cè)均固定有齒輪齒條機構(gòu)，且相鄰的兩對齒輪齒條機構(gòu)相嚙合；每個上層測桿(3)和下層測桿(4)的后端均通過復位裝置連接到外殼(1)的內(nèi)壁上，每個上層測桿(3)和下層測桿(4)的前端部均為斜面，使待測工件向下插入時，能夠推動上層測桿(3)和下層測桿(4)向外移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六點式錐度測量儀，其特征在于:所述的上層測桿(3)的底面和下層測桿(4)的頂面分別設置有相互配合的擋塊“)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的六點式錐度測量儀，其特征在于:所述的擋塊(6)處安裝有測量上層測桿(3)和下層測桿(4)端部之間位移差的距離傳感器，外殼(1)內(nèi)設置有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，外殼(1)的頂面上還安裝有顯示器；其中，距離傳感器與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入端相連，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的結(jié)果輸出端與顯示器相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的六點式錐度測量儀，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為用于將距離傳感器采集到的數(shù)據(jù)計算為錐度的單片機。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的六點式錐度測量儀，其特征在于:所述的齒輪齒條機構(gòu)包括相互嚙合的齒輪(7)和齒條(8),其中，齒條(8)固定在其對應一側(cè)的上層測桿(3)或下層測桿(4)的側(cè)面；齒輪(7)的一側(cè)與齒條(8)相哨合，另一側(cè)與另一組齒輪齒條機構(gòu)的齒輪相口四合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的六點式錐度測量儀，其特征在于:所述外殼(1)的上層內(nèi)設置有導槽(5),上層測桿(3)設置在導槽(5)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的六點式錐度測量儀，其特征在于:所述的復位裝置為彈簧⑶。
【文檔編號】G01B21/22GK203629559SQ201320673896
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】閆茹, 何統(tǒng), 侯正平, 田圓, 雷宏衛(wèi) 申請人:陜西科技大學