CN203629559U - 一种六点式锥度测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型设计了一种六点式锥度测量仪，包括中空的圆柱形的外壳，外壳的顶部开设有用于放入待测工件的圆孔；外壳内部分为上下两层，上层设置有三根上层测杆，三根上层测杆的两侧均固定有齿轮齿条机构，且相邻的两对齿轮齿条机构相啮合；外壳下层设置有三根下层测杆，三根下层测杆的两侧均固定有齿轮齿条机构，且相邻的两对齿轮齿条机构相啮合。本实用新型采用六点自动实时接触式测量，有效减小测量误差；在检测过程中，由操作人员手动上下工件，其余测量过程以及仪器复位动作均由仪器自动完成，不须人为干预。可大大缩短测量时间，提高测量效率；另外，本实用新型机构简单，制造相对容易；仪器可广泛应用于各类型精密柱类零件的检测与分选。

Description

一种六点式锥度测量仪

技术领域

本实用新型属于测量工具领域，具体涉及一种六点式锥度测量仪。

背景技术

目前市场上的锥度测量仪种类繁多，原理各样，但大都操作繁琐，尤其在大批量测量和检测中，过多的人为操作一方面势必导致测量效率下降，另一方面引入的各项人为误差因素也会直接影响测量精度。而对于高精度、自动化程度高的尖端测量仪器往往价格昂贵，难以推广。而在保证测量精度的前提下，一种操作简单、快捷高效、经济实用的锥度测量仪的设计和制造对于相关零件生产厂商、检测人员及其他用户群体是尤为重要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种六点式锥度测量仪，该测量仪操作简单、快捷高效、经济实用。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：包括中空的圆柱形的外壳，外壳的顶部开设有用于放入待测工件的圆孔；外壳内部分为上下两层，上层设置有三根上层测杆，这三根上层测杆均匀布置在外壳上层水平圆周上，且三根上层测杆的两侧均固定有齿轮齿条机构，且相邻的两对齿轮齿条机构相啮合；外壳下层设置有三根下层测杆，这三根下层测杆均匀布置在外壳下层水平圆周上，且三根下层测杆的两侧均固定有齿轮齿条机构，且相邻的两对齿轮齿条机构相啮合；每个上层测杆和下层测杆的后端均通过复位装置连接到外壳的内壁上，每个上层测杆和下层测杆的前端部均为斜面，使待测工件向下插入时，能够推动上层测杆和下层测杆向外移动。

所述的上层测杆的底面和下层测杆的顶面分别设置有相互配合的挡块。

所述的挡块处安装有测量上层测杆和下层测杆端部之间位移差的距离传感器，外壳内设置有数据处理系统，外壳的顶面上还安装有显示器；其中，距离传感器与数据处理系统的数据输入端相连，数据处理系统的结果输出端与显示器相连。

所述的数据处理系统为用于将距离传感器采集到的相对位移差计算为锥度的单片机。

所述的齿轮齿条机构包括相互啮合的齿轮和齿条，其中，齿条固定在其对应一侧的上层测杆或下层测杆的侧面；齿轮的一侧与齿条相啮合，另一侧与另一组齿轮齿条机构的齿轮相啮合。

所述外壳的上层内设置有导槽，上层测杆设置在导槽中。

所述的复位装置为弹簧。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型采用六点自动实时接触式测量，有效减小测量误差；同时，对于同一被测件，仪器动态测量可获取多组数据，有效减小了随机误差，提高了测量精度；在检测过程中，由操作人员手动上下工件，其余测量过程以及仪器复位动作均由仪器自动完成，不须人为干预。可大大缩短测量时间，提高测量效率；另外，本实用新型机构简单，制造相对容易；仪器可广泛应用于各类型精密柱类零件的检测与分选。

进一步的，本实用新型上层三根测杆是通过齿轮齿条机构和齿轮机构联动的，工件插入时可以保证三根杆的移动距离是相同的，同时保证了在移动过程中三根杆端部所在圆的圆心位置不变。

进一步的，本实用新型上下两层测杆的中心是与直径测量平面垂直的，这种设计使得工件在插入测量仪后可以自动定位，使测量仪在不是水平放置的情况下测量同样精准。

进一步的，本实用新型在每个测杆的后部都安装了复位弹簧，保证了测量头和轴的接触，使测量结果更加精确，一定程度上避免了错误结果的产生。

进一步的，本实用新型采用嵌入式系统，无需其他外接设备；数据采集、处理、显示均由内部系统完成，稳定可靠。

附图说明

图1为本实用新型的俯视半剖图；

图2为本实用新型的主视半剖图。

其中，1为外壳；2为待测工件；3为上层测杆；4为下层测杆；5为导槽；6为挡块；7为齿轮；8为齿条；9为弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的描述：

参见图1，本实用新型包括中空的圆柱形的外壳1，外壳1的顶部开设有用于放入待测工件2的圆孔；外壳1内部分为上下两层，上层设置有三根上层测杆3，这三根上层测杆3均匀布置在外壳1上层水平圆周上，且三根上层测杆3的两侧均固定有齿轮齿条机构，且相邻的两对齿轮齿条机构相啮合；外壳1的上层内设置有导槽5，上层测杆3设置在导槽5中。外壳1下层设置有三根下层测杆4，这三根下层测杆4均匀布置在外壳1下层水平圆周上，且三根下层测杆4的两侧均固定有齿轮齿条机构，且相邻的两对齿轮齿条机构相啮合；齿轮齿条机构包括相互啮合的齿轮7和齿条8，其中，齿条8固定在其对应一侧的上层测杆3或下层测杆4的侧面；齿轮7的一侧与齿条8相啮合，另一侧与另一组齿轮齿条机构的齿轮相啮合。每个上层测杆3和下层测杆4的后端均通过复位弹簧9连接到外壳1的内壁上，每个上层测杆3和下层测杆4的前端部均为斜面，使待测工件向下插入时，能够推动上层测杆3和下层测杆4向外移动。上层测杆3的底面和下层测杆4的顶面分别设置有相互配合的挡块6。挡块处安装有测量上下层测量头之间位移差的距离传感器，外壳1内设置有数据处理系统，外壳1的顶面上还安装有显示器；其中，距离传感器与数据处理系统的数据输入端相连，数据处理系统的结果输出端与显示器相连。数据处理系统为用于将距离传感器采集到的相对位移差计算为锥度的单片机。

本实用新型的原理以及工作过程

本实用新型包括圆柱形外壳、上下层各六对齿轮齿条机构、三个上层测杆、三根下层测杆、复位弹簧、距离传感器、数据处理系统、显示器等。齿轮齿条的运动采用联动的方式，保证了每层测杆的三个触头所在圆的圆心位置不变，进而可以保证三根杆的移动距离是相同的，测杆的端部为斜面，便与被测工件插入。

使用时，工件向下插入，接触上层测杆端部斜面，推动其向外移动，上层测杆移动到一定位置，上下两个挡块接触，下层测杆受推力向外移动，此时，上层触头（测杆顶端与工件接触部位）所在圆的直径小于下层测杆端部斜面上沿所在圆直径，以保证工件可以顺利进入，不被下层测杆挡住。上下两层测杆的中心是与直径测量平面垂直的，这种设计使得工件在插入测量仪后可以自动定位，使测量仪在不是水平放置的情况下测量同样精准。

随后，下层触头与工件锥面接触。随着工件继续下移，下层测杆继续向外移动，而由于工件锥面母线与竖直方向夹角小于上下挡块接触瞬间上下层对应触头触点连线与竖直方向的夹角（仪器主要适于测量较小锥度工件），所以此时下层测杆运动速度较上层快，但下面挡块在外侧，所以不受上面挡块限制，这样便可保证工件与上下层六个触头均实时接触。在每个测杆的后部都安装了复位弹簧，保证了传感器和轴的接触，使测量结果更加精确，一定程度上避免了错误结果的产生。

本实用新型的距离传感器与单片机连接，数值送入单片机后通过预先设定好的程序将结果计算并在显示器上显示出来。为了保证测量仪的精度传感器的精度也较高，也可以根据不同的精度要求安装不同精度的传感器。在插入过程中，传感器采集三次数据，传给数据处理系统，经过数据处理系统处理后将结果输出显示在显示器上。测量过程中，上下层测杆在被测件的推力作用下均向外移动一定距离，通过安装在下层测杆上的距离传感器测量出工件完全进入测量状态时（六触点均接触时）下层测杆相对于上层测杆的位移变化量ΔS，又因为上下层触点的距离是一定的L，最后用公式2ΔS/L得出被测件的锥度。位移差ΔS的测量是通过安装在上下挡块之间的传感器实现的，上下层之间的距离是预先设定好的，计算是通过单片机来实现的，最后将结果直接显示在仪器的显示器上。

本实用新型的优点在于：

1.测量精度高。该锥度测量仪采用六点自动实时接触式测量，有效减小测量误差；同时，对于同一被测件，仪器动态测量可获取多组数据，有效减小了随机误差，提高了测量精度；

2.自动化程度高，大大提高测量效率。检测过程中，由操作人员手动上下工件，其余测量过程以及仪器复位动作均由仪器自动完成，不须人为干预。可大大缩短测量时间，提高测量效率。

3.经济实用，应用范围广，易于普及。该仪器由于机构简单，制造相对容易；仪器可广泛应用于各类型精密柱类零件的检测与分选，例如油泵油嘴行业柱塞零件的自动检测等；

4.性能稳定，使用寿命长。采用嵌入式系统，无需其他外接设备；数据采集、处理、显示均由内部系统完成，稳定可靠。

Claims (7)

1.一种六点式锥度测量仪，其特征在于：包括中空的圆柱形的外壳（1），外壳（1）的顶部开设有用于放入待测工件（2）的圆孔；外壳（1）内部分为上下两层，上层设置有三根上层测杆（3），这三根上层测杆（3）均匀布置在外壳（1）上层水平圆周上，且三根上层测杆（3）的两侧均固定有齿轮齿条机构，且相邻的两对齿轮齿条机构相啮合；外壳（1）下层设置有三根下层测杆（4），这三根下层测杆（4）均匀布置在外壳（1）下层水平圆周上，且三根下层测杆（4）的两侧均固定有齿轮齿条机构，且相邻的两对齿轮齿条机构相啮合；每个上层测杆（3）和下层测杆（4）的后端均通过复位装置连接到外壳（1）的内壁上，每个上层测杆（3）和下层测杆（4）的前端部均为斜面，使待测工件向下插入时，能够推动上层测杆（3）和下层测杆（4）向外移动。 

2.根据权利要求1所述的六点式锥度测量仪，其特征在于：所述的上层测杆（3）的底面和下层测杆（4）的顶面分别设置有相互配合的挡块（6）。 

3.根据权利要求2所述的六点式锥度测量仪，其特征在于：所述的挡块（6）处安装有测量上层测杆（3）和下层测杆（4）端部之间位移差的距离传感器，外壳（1）内设置有数据处理系统，外壳（1）的顶面上还安装有显示器；其中，距离传感器与数据处理系统的数据输入端相连，数据处理系统的结果输出端与显示器相连。 

4.根据权利要求3所述的六点式锥度测量仪，其特征在于：所述的数据处理系统为用于将距离传感器采集到的数据计算为锥度的单片机。 

5.根据权利要求4所述的六点式锥度测量仪，其特征在于：所述的齿轮齿条机构包括相互啮合的齿轮（7）和齿条（8），其中，齿条（8）固定在其对应一侧的上层测杆（3）或下层测杆（4）的侧面；齿轮（7）的一侧与齿条（8） 相啮合，另一侧与另一组齿轮齿条机构的齿轮相啮合。 

6.根据权利要求5所述的六点式锥度测量仪，其特征在于：所述外壳（1）的上层内设置有导槽（5），上层测杆（3）设置在导槽（5）中。 

7.根据权利要求6所述的六点式锥度测量仪，其特征在于：所述的复位装置为弹簧（9）。 

Images