專利名稱：便攜式凸凹曲面測量儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種精確測量任意凸凹曲面的曲率半徑和曲率的測量儀器，屬現代加工中的精密測量領域。
20世紀50年代出現的三坐標測量儀，經過近半個世紀的發展，已基本上能滿足測量復雜凸凹曲面幾何形狀的要求，但是現行的三坐標曲面測量儀體積大、固定安裝、造價高，而且對工作環境有一定要求，因此，設計一種造價低，既可固定安裝測量大型曲面，也可是攜帶的測量中小型曲面幾何形狀的測量儀，已勢在必行。
本實用新型的目的是為克服現有三坐標儀存在的上述缺點，提供一種結構簡單，既可固定安裝測量大型曲面，也可以攜帶測量中小曲面幾訶形狀的便攜式凸凹曲面測量儀，以及該測量儀的使用方法。
本實用新型的目的是這樣實現的，結合
如下該測量儀是由測量架10、測腳1和儀表12組成，測腳1采用左、中、右三只測腳，中測腳通過套管15裝在疊置在一起的連接架9和測量架10的中心孔內，并與儀表12相連，儀表12通過表座13固定在套管15和測量架上，中測腳可在套管15內滑動，并可由鎖緊螺母16鎖緊，左、右測腳的上端分別固定在相互嚙合的雙聯齒輪6上，雙聯齒輪6通過齒輪軸5裝在連接架9上，連接架9由測量架10壓緊。
該測量儀是根據以下原理設計的結合附圖1(凹面)、圖2(凸面)和圖3，有如下關系ρ2=R2+(ρ-H)2(1)ρ=R2+H22H---(2)]]>r2=l02-h2(3)由附圖1、圖2和圖3可知R=r0+r(4)h=l0-Δh (5)r=l02-h2---(6)]]>把(5)式代入(6)式，然后把結果代入(4)式，得R=r0+2l0Δh-Δh2---(7)]]>把(7)式代入(2)式，得ρ=H2+r02-Δh2+2l0Δh+2r02l0Δh-Δh22H---(8)]]>由(8)可知，如果已知r0和l0，只要測得Δh和H，便可求得ρ，根據曲面上任一點均可用兩條正交的曲線描示，而曲線上任一點的幾何形狀均可用該點曲率半徑或曲率表示的原理，便可測得任意曲面的幾何形狀。
本實用新型涉及的便攜式凸凹曲面測量儀的用途是測量零件凸凹曲面的曲率半徑、曲率，其使用方法是a．測量儀處于初始狀態時，將其測腳1置于平面上，使左、右測腳相距2r0，三只測腳長度為l0，而且互相平衡，儀表(可采用千分表)調零后，便處于已知的l0和r0狀態；b．當把左、右測腳張開2R時，再置于平面上，千分表記錄的時中間測腳縮短Δh的值；c．再將千分表調零后，三只測腳置于待測的凹曲面或凸曲面上，千分表記錄的數值即為中間測腳伸長或縮短了l0，即H=Δl±Δh；d．把Δh和H帶入ρ=H2+r02-Δh2+2l0Δh+2r02l0Δh-Δh22H]]>，即可求得所測零件曲面得曲率半徑ρ和曲率 的具體值。
與現有的三座標曲面測量儀相比本發明有以下的優點和效果1．可以直接攜帶到加工制造現場對中小型的零、部件進行測量，也可以固定安裝在實驗室對中大型的零、部件進行測量；2．可以根據測量對象的大小，方便的更換左右和中間測量腳；3．加工制造簡單，造價低，每件測量儀的造價約需現有的三座標曲面測量儀的二十分之一；4．如果把千分表用位移傳感器代換，再設置一個固化集成塊，還可以直接輸入到小型計算器直接顯示出曲率半徑和曲率之值；圖1測量儀置于待測的凹曲面上的示意圖；圖2測量儀置于待測的凸曲面上的示意圖；圖3測量儀處于初始狀態的示意圖；圖4測量儀(剖掉連接架和測量架)的結構示意圖；圖5是圖4的側視圖；圖6是測量儀的外形示意圖；圖7是雙聯齒輪的結構示意圖；圖8是圖7的A-A視圖；圖9測量示例圖，其中(a)任意一條曲線；(b)根據測得的曲率半徑作出的曲線；(c)為(a)和(b)兩條曲線吻合效果。
圖中1．測腳(左、右、中測腳) 2．左、右測桿 3．螺釘 4．中測桿 5．齒輪軸 6．雙聯齒輪 7．滾珠 8．彈簧壓片 9．連接架 10．測量架 11．緊固螺釘 12．儀表 13．儀表座 14．螺釘 15．中測桿套 16．鎖緊螺母該測量儀包括三只測腳1。中測腳通過套管15裝在疊置在一起的連接架9和測試架10的中心孔內，壺與儀表12相連，儀表12相連，儀表12由螺釘14固定在哀座13上，表座13固定在套管15和測量架10上。中測腳可在套管15內滑動，并可由鎖緊螺母16鎖緊。左、右測腳的上端分別插入相互嚙合的雙聯齒輪6中間的中心孔內，用螺釘3鎖緊。雙聯齒輪6通過齒輪軸5裝在聯接架9上，齒輪軸5可以采用半軸結構，連接架9由測量架10通過緊固螺釘11壓緊。
三只測腳1可以采用測桿與測腳相聯接的結構，且長度可調。
由于限于結構的關系，若齒輪軸5采用半軸結構，為保證雙聯齒輪6良好的嚙合以保證測量精度，在雙聯齒輪6的兩測端面上分別開有與各自軸心同心的環槽，其內裝有滾珠7，該滾珠7通過彈簧壓片8由連接架9的內壓力保持在環槽內。連接架9的內側面設由凹槽以固定彈簧壓片。
該測量儀的儀表12，既可以采用千分表，也可以采用位移傳感器，通過固化集成快直接將測量數據輸入到小型計算器，直接顯示測量結果。
該測量儀的實施方可以采用h/r0=10、h/r0=7和h/r0=4三種，當然也可根據實際需要定為其它的比例尺寸。h為初始狀態時三腳的高度，r0為測量儀處初始狀態時，即三只測腳平行時其間距。
前述的使用方法測量零件曲率半徑的實施方式結合圖9說明如下
如圖9(a)所示的任意一條曲線，將其分成適當的幾段1-2、2-3，用h0/r0=7中型規格制造的測量儀測量各段的曲率半徑，得到測量值如下ρA=21.2134、ρB=24.1364。根據測得的曲率半徑作出的曲線如圖9(b)所示，兩者吻合效果如圖9(c)所示。由圖可見，用肉眼看基本上是重疊在一起，如果縮小1-2、2-3間的距離，采用本發明小型規格的測量儀測量，可得到更好的精度。這說明達到了設計的效果。
權利要求1．便攜式凸凹曲面測量儀是由測量架、測腳和儀表組成，其特征在于測腳(1)采用左、中、右三只測腳，中測腳通過套管(15)裝在疊置在一起的連接架(9)和測量架(10)的中心孔內，并與儀表(12)相連，儀表(12)通過表座(13)固定在套管(15)和測量架上，中測腳可在套管(15)內滑動，并可由鎖緊螺母(16)鎖緊，左、右測腳的上端分別固定在相互嚙合的雙聯齒輪(6)上，雙聯齒輪(6)通過齒輪軸(5)裝在連接架(9)上，連接架(9)由測量架(10)壓緊。
2．按權利要求1所述的便攜式凸凹曲面測量儀，其特征在于所說的測腳(1)可以采用測桿與測腳連接的結構，且長度可調。
3．按權利要求1或2所述的便攜式凸凹曲面測量儀，其特征在于在雙聯齒輪(6)的兩測端面上分別開有與各自軸心同心的環槽，其內裝有滾珠(7)，該滾珠(7)通過彈簧壓片(8)由連接架(9)的內壓力保持在環槽內。
專利摘要本實用新型涉及一種精確測量任意凸凹曲面的曲率半徑和曲率的測量儀器,屬現代加工中的精密測量領域。它是由測量架、測腳和儀表組成,測腳1采用左、中、右三只測腳,中測腳通過套管15裝在疊置在一起的連接架9和測量架10的中心孔內,并與儀表12相連,儀表12通過表座13固定在套管15和測量架上,中測腳可在套管(15)內滑動,并可由鎖緊螺母(16)鎖緊,左、右測腳的上端分別固定在相互嚙合的雙聯齒輪(6)上,雙聯齒輪(6)通過齒輪軸(5)裝在連接架(9)上,連接架(9)由測量架(10)壓緊。本實用的使用方法是根據公式:
文檔編號G01B5/20GK2457565SQ0026829
公開日2001年10月31日 申請日期2000年12月25日 優先權日2000年12月25日
發明者宋玉泉, 王習文 申請人:吉林大學
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
