孔类零件的测量系统转让专利

申请号 : CN202010330309.2

文献号 : CN111220108B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 蔡明元刘树林覃燕飞

申请人 : 南京泰普森自动化设备有限公司

摘要 :

本申请涉及检测测量领域,具体公开一种孔类零件的测量系统,该测量系统包括:底座,该底座固定于机架且设置有沿纵向方向平行延伸且相互间隔布置的第一导轨和第二导轨;基础弹性测量装置,该基础弹性测量装置安装于底座并具有沿纵向方向延伸的基础臂,该基础臂的端部设置有基础接触头;第一弹性测量装置和第二弹性测量装置,该第一弹性测量装置和第二弹性测量装置分别通过第一导轨和第二导轨而可滑动地安装于底座,设置有第一接触头和第二接触头;基础接触头、第一接触头和第二接触头均具有可往复转换的径向伸出位置和径向收缩位置。根据本申请的技术方案,既能测量孔的径向方向参数,也能够测量孔的轴向方向参数。

权利要求 :

1.孔类零件的测量系统,其特征在于,该测量系统包括:

底座(500),该底座(500)固定于机架且设置有沿纵向方向(D)平行延伸且相互间隔布置的第一导轨(501)和第二导轨(502);

基础弹性测量装置(503),该基础弹性测量装置(503)安装于所述底座(500)并具有沿纵向方向延伸的基础臂(5031),该基础臂(5031)的端部设置有基础接触头(504);和第一弹性测量装置(505)和第二弹性测量装置(506),该第一弹性测量装置(505)和第二弹性测量装置(506)分别通过所述第一导轨(501)和第二导轨(502)而可滑动地安装于所述底座(500),所述第一弹性测量装置(505)具有沿纵向方向延伸且端部设置有第一接触头(507)的第一臂(508),所述第二弹性测量装置(506)具有沿纵向方向延伸且端部设置有第二接触头(509)的第二臂(510),所述基础接触头(504)、第一接触头(507)和第二接触头(509)中的至少两个具有不同的朝向;其中,所述基础接触头(504)、第一接触头(507)和第二接触头(509)均具有可往复转换的径向伸出位置和径向收缩位置,在所述基础弹性测量装置(503)、第一弹性测量装置(505)和第二弹性测量装置(506)的致动状态中,所述基础接触头(504)、第一接触头(507)和第二接触头(509)均处于所述径向收缩位置,以允许所述基础接触头(504)、第一接触头(507)和第二接触头(509)进出待测孔类零件的孔结构;

在所述基础弹性测量装置(503)、第一弹性测量装置(505)和第二弹性测量装置(506)的非致动状态中,所述基础接触头(504)、第一接触头(507)和第二接触头(509)均处于所述径向伸出位置,以抵触到待测孔类零件的孔结构的内表面上;

所述基础弹性测量装置(503)、第一弹性测量装置(505)和第二弹性测量装置(506)的弹性测量装置均包括:

基础件(10)和连接件(11),该基础件(10)和连接件(11)彼此间隔设置,所述连接件(11)上远离所述基础件(10)延伸设置有所述接触头(504,507,509),所述基础件(10)作为所述弹性测量装置安装于所述底座(500)的安装基础;

第一弹性变形体(21)和第二弹性变形体(22),该第一弹性变形体(21)和第二弹性变形体(22)彼此间隔地连接在所述基础件(10)和连接件(11)之间,从而形成四边形结构;

悬臂件(30),该悬臂件(30)固定设置于所述连接件(11)并从所述连接件(11)向所述基础件(10)延伸,所述基础件(10)上安装有用于测量悬臂件(30)位移变化的测量头(31);

致动件(40),该致动件(40)固定安装于所述基础件(10)并朝向所述悬臂件(30)延伸,该致动件(40)在安装于所述基础件(10)上的致动器(41)的驱动下而可释放地对所述悬臂件(30)的端部施加载荷。

2.根据权利要求1所述的孔类零件的测量系统,其特征在于,所述基础接触头(504)、第一接触头(507)和第二接触头(509)在垂直于所述径向方向的同一个或不同的竖直平面内周向分布,或者所述基础接触头(504)、第一接触头(507)和第二接触头(509)在所述纵向方向所在的竖直平面内在竖直方向上分布。

3.根据权利要求2所述的孔类零件的测量系统,其特征在于,所述基础接触头(504)朝下设置,所述第一接触头(507)和第二接触头(509)在纵向方向上前后间隔布置且均朝上设置。

4.根据权利要求1所述的孔类零件的测量系统,其特征在于,所述基础弹性测量装置(503)位于所述第一弹性测量装置(505)和第二弹性测量装置(506)之间,所述基础臂(5031)、第一臂(508)和第二臂(510)中至少一者具有曲折结构。

5.根据权利要求1所述的孔类零件的测量系统,其特征在于,所述待测的孔类零件为螺母,所述测量系统用于测量螺母内螺纹的跨棒距(S)。

6.根据权利要求1所述的孔类零件的测量系统,其特征在于,所述接触头通过连杆(13)而固定连接于所述连接件(11),所述连杆(13)包括直接固定于所述连接件(11)的基础部(131)、从该基础部(131)延伸的杆体部(132)和在该杆体部(132)末端安装有所述接触头的安装部(133),所述接触头和连杆(13)位于所述四边形结构所在的平面内或者所述接触头不位于所述四边形结构所在的平面内。

7.根据权利要求1所述的孔类零件的测量系统,其特征在于,所述第一弹性变形体(21)和第二弹性变形体(22)均为细长的板条形状。

8.根据权利要求1所述的孔类零件的测量系统,其特征在于,所述第一弹性变形体(21)和第二弹性变形体(22)均具有厚度变小的减薄部(B),所述第一弹性变形体(21)和第二弹性变形体(22)设置有沿厚度方向贯穿的通孔(H)。

9.根据权利要求1所述的孔类零件的测量系统,其特征在于,所述致动件(40)在所述致动器(41)的作用下具有往复转换的初始位置和致动位置,其中:在非致动状态下的所述初始位置,所述致动件(40)不与所述悬臂件(30)相作用,所述连接件(11)相对于所述基础件(10)处于初始状态,从而使所述接触头处于伸出位置;

在致动状态下的致动位置,所述致动件(40)对所述悬臂件(30)施加朝向所述第一弹性变形体(21)或第二弹性变形体(22)的载荷(F),从而使所述连接件(11)处于相对于所述基础件(10)朝向所述第一弹性变形体(21)或第二弹性变形体(22)偏移的偏移状态,使所述接触头处于收缩位置,该收缩位置相对于所述伸出位置具有位移差。

说明书 :

孔类零件的测量系统

技术领域

[0001] 本申请涉及机械零部件的检测测量领域,更具体地说,涉及一种用于对孔类零件的孔结构进行检测测量的测量系统。

背景技术

[0002] 机械零部件出厂前需要进行检测测量,以确保机械零部件的各项参数满足工作需要。除了机械零部件表面的参数外,对于中空或带孔的机械零部件,对其内表面的尺寸形状等参数进行检测也十分重要。
[0003] 传统上,对孔类零件的孔内进行测量,通常是使用游标卡尺、千分尺等手动工具,或借助其他光学、电学测量仪器,对孔内径进行测量。然而传统的测量装置通常只适用于孔内表面光滑的孔类零件,难以测量孔内具有其他凹凸形状或结构的孔类零件的参数,比如测量带有内螺纹的孔类零件的内螺纹跨棒距,目前并没有非常理想的测量方案。
[0004] 因此,如何实现既能测量孔的径向方向的参数,又能测量孔的轴向方向的参数(如带有内螺纹的孔类零件的内螺纹跨棒距),成为本领域需要解决的技术问题。

发明内容

[0005] 有鉴于此,本申请提出了一种用于孔类零件的检测系统,以实现既能测量孔的径向方向的参数,又能测量孔的轴向方向的参数(如带有内螺纹的孔类零件的内螺纹跨棒距)。
[0006] 根据本申请,提出了一种孔类零件的测量系统,该测量系统包括:底座,该底座固定于机架且设置有沿纵向方向平行延伸且相互间隔布置的第一导轨和第二导轨;基础弹性测量装置,该基础弹性测量装置安装于所述底座并具有沿纵向方向延伸的基础臂,该基础臂的端部设置有基础接触头;和第一弹性测量装置和第二弹性测量装置,该第一弹性测量装置和第二弹性测量装置分别通过所述第一导轨和第二导轨而可滑动地安装于所述底座,所述第一弹性测量装置具有沿纵向方向延伸且端部设置有第一接触头的第一臂,所述第二弹性测量装置具有沿纵向方向延伸且端部设置有第二接触头的第二臂,所述基础接触头、第一接触头和第二接触头中的至少两个具有不同的朝向。其中,所述基础接触头、第一接触头和第二接触头均具有可往复转换的径向伸出位置和径向收缩位置。在所述基础弹性测量装置、第一弹性测量装置和第二弹性测量装置的致动状态中,所述基础接触头、第一接触头和第二接触头均处于所述径向收缩位置,以允许所述基础接触头、第一接触头和第二接触头进出待测孔类零件的孔结构;在所述基础弹性测量装置、第一弹性测量装置和第二弹性测量装置的非致动状态中,所述基础接触头、第一接触头和第二接触头均处于所述径向伸出位置,以抵触到待测孔类零件的孔结构的内表面上。
[0007] 优选地,所述基础接触头、第一接触头和第二接触头在垂直于所述径向方向的同一个或不同的竖直平面内周向分布,或者所述基础接触头、第一接触头和第二接触头在所述纵向方向所在的竖直平面内在竖直方向上分布。
[0008] 优选地,所述基础接触头朝下设置,所述第一接触头和第二接触头在纵向方向上前后间隔布置且均朝上设置。
[0009] 优选地,所述基础弹性测量装置位于所述第一弹性测量装置和第二弹性测量装置之间,所述基础臂、第一臂和第二臂中至少一者具有曲折结构。
[0010] 优选地,所述待测的孔类零件为螺母,所述测量系统用于测量螺母内螺纹的跨棒距。
[0011] 优选地,所述基础弹性测量装置、第一弹性测量装置和第二弹性测量装置的弹性测量装置均包括:基础件和连接件,该基础件和连接件彼此间隔设置,所述连接件上远离所述基础件延伸设置有所述接触头,所述基础件作为所述弹性测量装置安装于所述底座的安装基础;第一弹性变形体和第二弹性变形体,该第一弹性变形体和第二弹性变形体彼此间隔地连接在所述基础件和连接件之间,从而形成四边形结构;悬臂件,该悬臂件固定设置于所述连接件并从所述连接件向所述基础件延伸,所述基础件上安装有用于测量悬臂件位移变化的测量头;致动件,该致动件固定安装于所述基础件并朝向所述悬臂件延伸,该致动件在安装于所述基础件上的致动器的驱动下而可释放地对所述悬臂件的端部施加载荷。
[0012] 优选地,所述接触头通过连杆而固定连接于所述连接件,所述连杆包括直接固定于所述连接件的基础部、从该基础部延伸的杆体部和在该杆体部末端安装有所述接触头的安装部,所述接触头和连杆位于所述四边形结构所在的平面内或者所述接触头不位于所述四边形结构所在的平面内。
[0013] 优选地,所述第一弹性变形体和第二弹性变形体均为细长的板条形状。
[0014] 优选地,所述第一弹性变形体和第二弹性变形体均具有厚度变小的减薄部,所述第一弹性变形体和第二弹性变形体设置有沿厚度方向贯穿的通孔。
[0015] 优选地,所述致动件在所述致动器的作用下具有往复转换的初始位置和致动位置,其中:在非致动状态下的所述初始位置,所述致动件不与所述悬臂件相作用,所述连接件相对于所述基础件处于初始状态,从而使所述接触头处于伸出位置;在致动状态下的致动位置,所述致动件对所述悬臂件施加朝向所述第一弹性变形体或第二弹性变形体的载荷,从而使所述连接件处于相对于所述基础件朝向所述第一弹性变形体或第二弹性变心形体偏移的偏移状态,使所述接触头处于收缩位置,该收缩位置相对于所述伸出位置具有位移差。
[0016] 根据本申请的技术方案,通过弹性测量装置的状态变化,使各个接触头具有可往复转换的径向伸出位置和径向收缩位置,弹性测量装置在致动状态时,处于径向收缩位置的各个接触头能够通过孔类零件的开口而进出该孔类零件的孔内,弹性测量装置在非致动状态时,各个接触头径向伸出,能够在孔类零件的孔内自动展开到达测量点上,从而实现对孔类零件内表面的测量。设置在导轨上的弹性测量装置能够根据孔内形状(如内螺纹)自动调整接触头的轴向位置,提高测量系统的柔性适用性。
[0017] 本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

[0018] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中:
[0019] 图1为本申请优选实施方式的弹性测量装置的示意图;
[0020] 图2为图1所示的弹性测量装置在非致动状态下的示意图;
[0021] 图3为图2的局部放大图;
[0022] 图4为图1所示的弹性测量装置在致动状态下的示意图;
[0023] 图5为本申请另一种实施方式的弹性测量装置的局部示意图;
[0024] 图6为图1的局部放大图;
[0025] 图7为图2的局部剖视图;
[0026] 图8和图9为本申请优选实施方式的孔类零件的测量系统的示意图;
[0027] 图10为图8所示的孔类零件的测量系统的剖视图;
[0028] 图11为图8所示的孔类零件的测量系统在工作状态下的局部剖视图;
[0029] 图12为本申请优选实施方式的孔类零件的测量系统的基础弹性测量装置的示意图;
[0030] 图13为本申请优选实施方式的孔类零件的测量系统的基础弹性测量装置和第二弹性测量装置的示意图;
[0031] 图14为表示本申请优选实施方式的孔类零件的测量系统的接触头空间位置关系的示意图。

具体实施方式

[0032] 下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。
[0033] 在对孔类零件进行测量时,通常对于孔内径等径向参数测量时相对较为容易,然而对于孔类零件轴向方向的相关参数的测量相对难度较大。例如,对带有内螺纹的孔类零件的内螺纹跨棒距进行检测时难度较大。为此,本申请提出了孔类零件的测量系统,既能够对孔类零件的径向方向上的参数进行测量,也能够对孔类零件的轴向方向上的参数进行测量,例如,既能够检测孔的内径,也能够检测螺纹孔的内螺纹相关参数。尤其是,本申请的技术方案适用于螺母的孔类零件,所述测量系统用于测量螺母(尤其是用于传递动力的螺纹结构)内螺纹的跨棒距S,在该工况下,所谓跨棒距是指滚球在动力螺母的螺纹滚道内的状态下,在螺纹孔直径方向上两个滚球之间的最小距离。
[0034] 下面分别就该测量系统的不同部分进行相应地描述。
[0035] 1.底座和导轨
[0036] 上述孔类零件的测量系统包括底座500,该底座500固定于机架且设置有沿纵向方向D平行延伸且相互间隔布置的第一导轨501和第二导轨502。
[0037] 底座500作为整个孔类零件的测量系统的基础安装于机架。机架可以设计为固定不动,也可以设计为可移动的,例如可以设计为上下移动。
[0038] 设置在底座500上的第一导轨501和第二导轨502彼此间隔布置,并均沿纵向方向D延伸,从而允许第一弹性测量装置505和第二弹性测量装置506在纵向方向D上前后往复移动,如图8所示。此外,在底座500上还安装有基础弹性测量装置503,因此如图8和图12所示,在底座500上安装有基础弹性测量装置503,而同时在弹性测量装置503的两侧分别设置有第一弹性测量装置505和第二弹性测量装置506。
[0039] 2.基础弹性测量装置、第一弹性测量装置和第二弹性测量装置
[0040] 如图12所示,基础弹性测量装置503安装于所述底座500并具有沿纵向方向延伸的基础臂5031,该基础臂5031的端部设置有基础接触头504。
[0041] 如图8、图9、图13所示,第一弹性测量装置505和第二弹性测量装置506分别通过所述第一导轨501和第二导轨502而可滑动地安装于所述底座500。因此,如上所述,第一弹性测量装置505和第二弹性测量装置506能通过第一导轨501和第二导轨502在纵向方向D上前后移动。相比而言,基础弹性测量装置503在图中所示的实施方式中一般不沿纵向方向移动,但在其他实施方式中也可以设计为沿纵向方向D线性移动,设置在高度方向上上下移动。
[0042] 如图8所示,所述基础弹性测量装置503位于所述第一弹性测量装置505和第二弹性测量装置506之间,但本申请并不限于此,例如也可以将基础弹性测量装置503设置在一侧,而使第一弹性测量装置和第二弹性测量装置彼此相邻。
[0043] 第一弹性测量装置505具有沿纵向方向延伸且端部设置有第一接触头507的第一臂508,所述第二弹性测量装置506具有沿纵向方向延伸且端部设置有第二接触头509的第二臂510。如图10、图11和图14所示,利用基础臂5031的端部设置的基础接触头504、第一臂508端部设置的第一接触头507和第二臂510端部设置的第二接触头509来实现对孔类零件的测量。
[0044] 3.基础接触头、第一接触头和第二接触头
[0045] 如图10、图11和图14所示,通过基础臂5031、第一臂508和第二臂510中至少一者的曲折结构,能够使得基础臂5031端部设置的基础接触头504、第一臂508端部设置的第一接触头507和第二臂510端部设置的第二接触头509具有不同的布局方案,以适用于孔类零件的内孔的检测。具体来说,优选情况下,基础接触头504、第一接触头507和第二接触头509中的至少两个具有不同的朝向,尤其是在进入待测孔零件中的径向方向上具有不同的朝向。
[0046] 优选情况下,所述基础接触头504、第一接触头507和第二接触头509在垂直于所述径向方向的同一个或不同的竖直平面内周向分布,或者所述基础接触头504、第一接触头507和第二接触头509在所述纵向方向所在的竖直平面内在竖直方向上分布。再如,所述基础接触头504朝下设置,所述第一接触头507和第二接触头509在纵向方向上前后间隔布置且均朝上设置,如图14所示。可以理解的是,本申请的技术方案并不限于此,而是可以根据不同的应用工况下使基础接触头504、第一接触头507和第二接触头509具有各种不同的布局方式。
[0047] 通过上述各个接触头在径向方向上的不同朝向,因此能够满足对孔类零件径向方向参数的检测测量。此外,由于第一接触头和第二接触头相对于基础接触头具有纵向方向D上的自由度,因此通过检测第一接触头(或第二接触头)相对于基础接触头在纵向方向上的相对位置,能够对孔类零件纵向方向上的参数进行检测。因此,能够实现对孔类零件纵向方向和径向方向上的测量。
[0048] 所述基础接触头504、第一接触头507和第二接触头509均具有可往复转换的径向伸出位置和径向收缩位置。
[0049] 在所述基础弹性测量装置503、第一弹性测量装置505和第二弹性测量装置506的致动状态中,所述基础接触头504、第一接触头507和第二接触头509均处于所述径向收缩位置,以允许所述基础接触头504、第一接触头507和第二接触头509进出待测孔类零件的孔结构。
[0050] 在所述基础弹性测量装置503、第一弹性测量装置505和第二弹性测量装置506的非致动状态中,所述基础接触头504、第一接触头507和第二接触头509均处于所述径向伸出位置,以抵触到待测孔类零件的孔结构的内表面上,如图11所示。
[0051] 4.工作过程
[0052] 准备好待测的孔类零件。同时,准备好上述孔类零件的测量系统。
[0053] 首先,先对非致动状态下的基础弹性测量装置503、第一弹性测量装置505和第二弹性测量装置506施加致动力,从而使基础弹性测量装置503、第一弹性测量装置505和第二弹性测量装置506进入致动状态,进而基础接触头504、第一接触头507和第二接触头509均从径向伸出位置转换为径向收缩位置。因此,使得各个接触头伸入到孔类零件中。
[0054] 到达预定位置后,释放致动力,从而使各个接触头从径向收缩位置恢复至径向伸出位置,以使各个接触头抵触于各自对应的测量点处,如图11所示。在图示的实施方式中,基础弹性测量装置的基础接触头504在孔内的位置相对保持固定,作为基础存在。而第一接触头507和第二接触头509则可以再转换为径向收缩位置,从而在纵向方向(即为轴向方向)上在孔内调整轴向的位置,以能够检测其他参数或对之前测量进行校对。通过这个过程的描述可知,显然利用本申请所提供的技术方案,既能够对孔类零件的径向参数进行检测,也能够对轴向方向的参数进行检测测量。
[0055] 具体到螺母的内螺纹的跨棒距的测量,上述各个接触头可以替代在螺纹滚道内的滚球,从而获得在直径方向上的最小间距。同时本申请并不限于此,对于孔类零件的螺纹结构在轴向方向和径向方向的各个参数都能够适应性地进行检测测量。另外,虽然本申请中对孔类零件提出了测量方案,但本领域技术人员可以理解的是,如果将各个接触头设计为沿径向方向朝内布置(在本申请方案中,各个接触头设计为沿径向方向向外布置,以适合孔结构的测量),也可以对轴类零件的外螺纹结构进行测量。
[0056] 上述测量系统中的各个弹性测量装置(如基础弹性测量装置以及第一和第二弹性测量装置)可以采用传统上已有的接触式弹性测量装置。下面就一种优选的弹性测量装置进行详细描述。
[0057] 如图1所示,本申请提供了一种弹性测量装置,该弹性测量装置包括:基础件10和连接件11,该基础件10和连接件11彼此间隔设置,所述连接件11上远离所述基础件10延伸设置有接触头12;第一弹性变形体21和第二弹性变形体22,该第一弹性变形体21和第二弹性变形体22彼此间隔地连接在所述基础件10和连接件11之间,从而形成四边形结构;悬臂件30,该悬臂件30固定设置于所述连接件11并从所述连接件11向所述基础件10延伸,所述基础件10上安装有用于测量悬臂件30位移变化的测量头31;致动件40,该致动件40固定安装于所述基础件10并朝向所述悬臂件30延伸,该致动件40在安装于所述基础件10上的致动器41的驱动下而可释放地对所述悬臂件30的端部施加载荷。下面对该技术方案进行详细描述。
[0058] 基础件10用作弹性测量装置的安装基础。基础件10可以为各种合适的结构形式,通常情况下基础件10的刚性较高,从而在弹性变形体发生弹性变形时基础件10基本保持不变形。
[0059] 连接件11与基础件10间隔设置且背向基础件10连接有接触头12,接触头12作为直接与待测零部件的测量点相互接触,从而在接触头与待测零部件的测量点之间产生压力变化。接触头12可以通过多种方式固定连接于连接件11,例如,接触头12通过连杆13而固定连接于所述连接件11。连杆13可以单根也可以为多根彼此连接而成。优选情况下,如图2所示,所述连杆13包括直接固定于所述连接件11的基础部131、从该基础部131延伸的杆体部132和在该杆体部132末端安装有所述接触头12的安装部133。但可以理解的是,连杆13并不限于上述具体结构形式。
[0060] 接触头12的指向可以根据具体应用工况而选择设计。例如,如图2所示,安装部133的延伸方向与所述杆体部132的延伸方向之间的角度为60度至90度。另外,虽然如图2所示,安装部133形成了一个弯折部,但图中仅为示例,而不限于此结构形式。例如,在图11所示的测量系统中的具体应用时,接触头12可以通过数个不同的弯折部而具有合适的空间位置。另外,接触头12和连杆13可以位于四边形结构所在的平面内,也可以使接触头12不位于所述四边形结构所在的平面内。因此,接触头12的立体空间方位可以根据具有工况而选择设计。
[0061] 在所述基础件10和连接件11之间彼此间隔地设置有第一弹性变形体21和第二弹性变形体22,从而形成四边形结构,如图1和图2所示。因此,当连接件11的接触头12与待测零部件的测量点相互接触而产生压力时,接触头12会带动连接件11通过第一弹性变形体21和第二弹性变形体22而相对于基础件10产生预定的弹性变形(通常该弹性变形并非为人眼所能观察)。因此,通过检测或感知该弹性变形的程度,进而能够获得预定参数的测量数据。
[0062] 上述四边形结构可以为长方形结构、正方形结构或菱形结构,甚至在某些工况下也可以为不规则的四边形结构。在该结构中,第一弹性变形体21和第二弹性变形体22为允许连接件11相对于基础件10发生变形或位移的关键部件。优选情况下,所述第一弹性变形体21和第二弹性变形体22的弹性模量E为150-250Gpa,以有利于上述精密变形和位移的发生,进而实现测量。弹性变形体的材料可以为不锈钢或硬质合金等,如2Cr13。优选地,如图1所示,所述第一弹性变形体21和第二弹性变形体22均为细长的板条形状。由于板条形状的厚度相对较薄,因此,有利于发生弹性变形。
[0063] 进一步优选地,所述第一弹性变形体21和第二弹性变形体22均具有厚度变小的减薄部B,如图2所示;和/或如图1所示,所述第一弹性变形体21和第二弹性变形体22设置有沿厚度方向贯穿的通孔H。通过设置减薄部B,能进一步提高弹性变形体的可变形性;通过设置通孔H,除了提高可变形性之外,还能够降低重量。针对减薄部B和通孔H可以设置在弹性变形体的合适的位置处。
[0064] 第一弹性变形体21和第二弹性变形体22可以为相对独立的部件。作为另一种选择方式,如图2所示,所述第一弹性变形体21和第二弹性变形体22通过连接板23而连接为U形结构且通过该连接板23贴合固定于所述连接件11。如图1和图2所示,第一弹性变形体21和第二弹性变形体的端部可通过紧固件而可拆卸地连接于基础件10。
[0065] 如图5和图7所示,为了缓冲连接件11通过所述第一弹性变形体21和第二弹性变形体22的弹性变形而相对于基础件10的位移,优选情况下,在基础件10上固定设置有固定臂50,该固定臂50在所述四边形结构所在的平面内从所述基础件10朝向所述连接件11延伸并位于悬臂件30(在下文中详细描述)与所述第二弹性变形体22之间,所述固定臂50的端部不与所述连接件11相接触且与所述悬臂件30的底部相邻近,在所述固定臂50的端部501与所述悬臂件30的底部301之间设置有弹性件60。
[0066] 在该结构形式中,基础件10基本保持固定不动,因此固定臂50与基础件10固定连接为同一刚体。由于固定臂50的端部与连接件11之间不直接接触(如图7所示),从而避免对连接件11的干涉影响,连接件11依然能够自由地通过弹性体的弹性变形而相对于基础件10产生位移。
[0067] 由于弹性件60的设置,当连接件11以及悬臂件30相对于基础件10存在位移时,弹性件60能够缓冲二者之间的相对位移。进一步优选的,如图5所示,也可以在悬臂件30与安装于连接件11的部件之间设置弹性件(未标记)。所述弹性件可以为弹簧件。
[0068] 如图1、图2、图4、图5所示,连接件11固定设置有向基础件10延伸(但不连接于基础件10)的悬臂件30。因此,当连接件11通过第一弹性变形体21和第二弹性变形体22发生弹性变形或弹性位移时,悬臂件30能够直接反映连接件11的弹性位移变化。同时,在基础件10上安装有用于测量悬臂件30位移变化的测量头31,如图1至图3所示,测量头31与悬臂件30相邻但一般不直接接触。测量头31通过感知悬臂件30的位移变化从而获得检测数据。
[0069] 如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示,基础件10固定安装有致动件40,该致动件40朝向所述悬臂件30延伸,用于在安装于所述基础件10上的致动器41的驱动下而可释放地对所述悬臂件30的端部施加载荷。因此,在致动器41的驱动下,致动件40可以对悬臂件30的端部施加载荷或不施加载荷,从而使悬臂件30直接带动连接件11通过第一弹性变形体21和第二弹性变形体22的弹性变形而相对于基础件10发生位移,进而使连接件11的接触头12在伸出位置与收缩位置(或者收缩位置与伸出位置)之间转换。
[0070] 致动器41优选为线性致动器,如线性电机、气缸、液压缸等,通过线性移动从而能对悬臂件30的端部施加拉力F(如图5所示)和/或推力(未显示)。需要注意的是,在图4和图5中不同的实施方式中,致动件40有所不同。在图5所示的实施方式中,所谓的致动件40实际为悬臂件30的一部分,因此拉力F能够使连接件11相对于基础件10在图5所示的方位中整体向右偏移;而在图4和图6所示的实施方式中,则通过杠杆机构通过拉力F使得连接件11向左偏移。通过控制连接件11的偏移方向能够使连接件上的接触头12向与连接件相同的方向移动或后退。
[0071] 致动器41安装于基础件10或者安装于机架。如图3所示,所述基础件10延伸有邻近所述第一弹性变形体21间隔设置的延伸部14,所述测量头31安装于该延伸部14且间隙地穿过所述第一弹性变形体21而接近所述悬臂件30,所述致动器41安装于所述延伸部14且间隙地穿过所述第一弹性变形体21。
[0072] 延伸部14从基础件10延伸,因此可以理解为基础件10的一部分。延伸部14为测量头31和致动器41提供安装基础。例如,如图3所示,测量头31需要间隙地穿过第一弹性变形体21而接近悬臂件30,因此测量头不会影响第一弹性变形体的弹性变形。类似地,致动器41安装于延伸部14且间隙地穿过第一弹性变形体21从而通过致动件40与悬臂件30的相互作用,因此致动器41也不会影响第一弹性变形体的弹性变形。
[0073] 致动件40受致动器41的驱动和控制,并直接与悬臂件30的端部相互作用,或为悬臂件30的一部分。如图4和图6所示,根据优选实施方式,所述致动件40包括:支架401,该支架401突出地固定设置于所述基础件10朝向所述连接件11的侧面;致动杆402,该致动杆402铰接于所述支架401并具有与所述致动器41配合的第一端403和与所述悬臂件30配合的第二端404。因此,致动杆402相当于铰接于支架401的杠杆,致动杆402的第一端403与致动器41相配合,而第二端404用于与悬臂件30相配合。如图4所示,当致动杆402顺时针转动时,能够使第二端404脱离与悬臂件30的抵触关系;而当致动杆402逆时针转动时,能够使第二端
404对悬臂件30的端部时间图4所示方位中向左的压力,进而使得连接件11及其接触头向左偏移。
[0074] 在该实施方式中,由于利用致动杆402与支架401的铰接设计,从而无需致动器41直接作用于悬臂件30,因此能够更为精准地对悬臂件30施加载荷F。而且,与整体式悬臂件30相比,由于悬臂件30可以设计得更小或更为紧凑,因此可以施加更小的载荷就能够驱动悬臂件30的变形,进而带动连接件和接触头12的位移。而且,通过作为杠杆402的机构设计,可以实现力的放大效果,从而利用致动器40对致动杆402的第一端403施加相对小的力,就能在第二端404对悬臂件30的端部施加相对大的力,从而实现对致动器40所施加的载荷的精准控制,以进一步提高测量精度。
[0075] 如图6所示,所述支架401为叉形支架,所述致动杆402的中部通过铰接轴405铰接于所述叉形支架的开口端部406。因而,致动杆402的两侧侧面均通过铰接轴405铰接于开口端部406,从而获得良好的稳定性。优选情况下,致动杆402的所述第二端404设置有滚轮407,从而能够避免第二端404与悬臂件30的端部之间的摩擦集中。虽然在图中表示了本申请的优选实施方式,但本申请并不限于此,例如支架401也可以不为叉形结构形式,而仅为板条状。
[0076] 致动器41可以通过多种方式与致动杆402的第一端403配合或连接。例如,致动器41可以直接铰接连接于第一端403,因此在致动器41可以施加推力和拉力。优选情况下,致动器41间隙地穿过所述致动杆402的所述第一端403且端部设置有凸缘止挡部411,因此通过施加拉力(载荷)而使致动杆402在图4的方位中逆时针转动,以通过第二端404对悬臂件
30的端部施加朝左的压力。当致动杆402不转动时或顺时针转动时,第二端404不会对悬臂件30的端部施加作用力,或者即便施加也不会使悬臂件30产生变形。进一步优选的,可以在铰接轴处设置扭簧(未图示),以通过致动器41和扭簧一起控制致动杆402的位置。
[0077] 致动件40在致动器41的作用下或释放下处于非致动状态下的初始位置。在该非致动状态下的初始位置,致动件40不对悬臂件30施加压力或载荷,从而悬臂件30和连接件11保持其自身相对于基础件10的初始状态,同时安装于连接件11的接触头12处于第一位置(如沿接触头12朝向的伸出位置,以进行点触待测零部件的待测点)。
[0078] 致动器41对致动件40进行作用,以使致动件40进入致动位置,如在图4所示的实施方式中拉动致动杆402的第一端403,进而使致动杆403的通过第二端404悬臂件30的端部施加载荷,即朝向第二弹性变形体22的载荷F(如图4所示),从而使悬臂件30带动连接件11通过第一弹性变形体21和第二弹性变形体22的弹性变形而相对于基础件10在与悬臂件30受力方向相同的方向上产生偏移位移,进而使接触头12处于第二位置(如沿接触头12朝向的收缩位置,该收缩位置相对于所述伸出位置具有位移差)。本领域技术人员可以理解的是,在不同的实施方式中,接触头的上述伸出位置和收缩位置可以互换,如图5所示的实施方式。
[0079] 因此,当准备利用过上述弹性测量装置时,首先利用致动器驱动致动件进而使得接触头12处于收缩位置,然后将上述弹性测量装置移动到预定的准确位置,再释放致动件从而使接触头12处于伸出位置并准确地点触于待测量零部件的测量点处,同时由于致动器无需驱动而便于接触头12保持与测量点处的点触。因此,通过测量头31测量与接触头12和连接件11连接在一起的悬臂件30的参数信息,进而获得测量参数。当然,本申请也不限于此,例如,可以在致动器非致动时使接触头处于收缩位置,而在致动器致动时使接触头处于伸出位置。
[0080] 以上对本申请所提供的弹性测量装置进行了详细而充分地描述,利用弹性变形体的组合设计,使得上述测量装置具有良好的柔性实用性,可适用于多种不同的应用场合。而且,由于悬臂件的紧凑型和小型化的设计,能够减小需要致动器施加的载荷大小,加上优选方式的杠杆设计,更能进一步降低所需载荷的大小,而提高测量的精准度。上述弹性测量装置中的各个部分或部件,通常利用金属材料制成,但在满足应用条件下也不排除利用非金属材料制成,如工程塑料、陶瓷等,这需要根据具体工况而加以选择适用。上述弹性测量装置可以用于测量各种参数,如尺寸参数、位置度参数等。弹性测量装置可以单个适用,也可以根据不同的应用场合而组合适用。此外,本申请并不限于上述图1至图7所示的弹性测量装置,例如也可以利用笔式传感器等其他接触式弹性测量装置。
[0081] 以上详细描述了本申请的优选实施方式,但是,本申请并不限于上述实施方式中的具体细节,在本申请的技术构思范围内,可以对本申请的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本申请的保护范围。
[0082] 另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0083] 此外,本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本申请的思想,其同样应当视为本申请所公开的内容。