CN105091827B - 球体直径测量仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种球体直径测量仪，包括基座、若干测砧和定位件，测砧能通过紧固装置紧固于基座上，被测球体能通过定位件置于测砧上；在基座上设置有带伸展臂的支撑部，伸展臂延伸至测砧的上方，伸展臂与支撑部构成L形形状的支撑架；在伸展臂上设置有上下贯通的贯通孔，限位套固定设置在贯通孔内，过渡平面测头设置在限位套内且其下端伸出限位套外，在过渡平面测头与限位套之间设置有限制过渡平面测头上下移动距离的限位装置；千分表通过安装座安装在伸展臂上，千分表下端的测头伸入贯通孔后抵压在过渡平面测头上端；在贯通孔内设置有复位装置；在支撑架上还设置有提起装置。本发明的优点是：使用成本低且检测精度和重复精度均较高。

Description

球体直径测量仪
技术领域
本发明涉及测量工具，尤其涉及一种球体直径测量仪。
背景技术
目前用于检测球体直径的测量仪器有游标卡尺、高度尺、外径千分尺等常规通用测量工具，由于球体的结构特性，在测量过程中该类常规通用测量工具无法准确地夹持在被测球体的直径部位，而且在夹持时被测球体也极易发生偏移现象，这样就无法精确地测量出被测球体的直径，而且该类常规通用测量工具自身的精度值比较低，这样就会大大降低该类常规通用测量工具的测量精度及重复精度，测量精度最高只能精确到0.02㎜，重复精度最高只能精确到0.02㎜，因而该类常规通用测量工具只能用于测量精度要求不高的球体。用于精密设备或其他设备中的高精度球体一般采用三坐标测量机对其进行测量，但是三坐标测量机的造价十分昂贵，一台三坐标测量机售价约为50万～500万，使用成本十分昂贵，并不适用于小规模生产中作为测量工具使用。
发明内容
本发明所需解决的技术问题是：提供一种使用成本低且检测精度和重复精度均较高的球体直径测量仪。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的球体直径测量仪，包括基座、若干测砧和定位件，各测砧高度互不相同，测砧能通过紧固装置紧固于基座上，被测球体能通过定位件置于测砧上；在基座上设置有支撑部，在支撑部上端设置有向一侧伸展的伸展臂，该伸展臂延伸至测砧的上方，伸展臂与支撑部构成L形形状的支撑架；在伸展臂上设置有上下贯通的贯通孔，限位套固定设置在贯通孔内，过渡平面测头设置在限位套内且其下端伸出限位套外，过渡平面测头能在限位套中上下移动，在过渡平面测头与限位套之间设置有限制过渡平面测头上下移动距离的限位装置，当被测球体通过定位件置于测砧上时，过渡平面测头下端能抵住被测球体并指向球心；千分表通过安装座安装在伸展臂上，千分表下端的测头伸入贯通孔后抵压在过渡平面测头上端；在贯通孔内设置有复位装置，上移的过渡平面测头能在复位装置的作用下向下移动至限位装置限定的下限位置；在支撑架上还设置有将过渡平面测头向上提起的提起装置。
进一步地，前述的球体直径测量仪，其中，所述的定位件为定位套，定位套套设在测砧上，在定位套上端还设置有贯通的定位孔，被测球体能被放置并定位于定位孔内。
进一步地，前述的球体直径测量仪，其中，在基座上设置有第一连接孔，所述的紧固装置包括：带第二连接孔的测砧紧定块和螺栓，在测砧底部设置有内螺纹孔，螺栓穿过测砧紧定块上的第二连接孔和基座上的第一连接孔后与测砧底部的内螺纹孔旋紧固定。
进一步地，前述的球体直径测量仪，其中，测砧底部为能嵌入到第一连接孔的导向轴，内螺纹孔位于导向轴底部；导向轴嵌入第一连接孔后，螺栓穿过测砧紧定块上的第二连接孔和基座上的第一连接孔后与导向轴底部的内螺纹孔旋紧固定。
进一步地，前述的球体直径测量仪，其中，所述的限位装置的结构为：在过渡平面测头的侧壁设置有向内凹进的竖向设置的长形槽，锁紧螺钉穿过限位套侧壁的第一通孔后伸入长形槽内；当锁紧螺钉与长形槽的上端面接触时，过渡平面测头位于限位装置限定的下限位置；当锁紧螺钉与长形槽的下端面接触时，过渡平面测头位于限位装置限定的上限位置。
进一步地，前述的球体直径测量仪，其中，所述的复位装置为：在过渡平面测头侧壁设置有向外凸出的凸环，在过渡平面测头的凸环和安装座之间套设有回位压簧，回位压簧的两端分别抵靠在凸环和安装座上，在回位压簧的作用下过渡平面测头移动至限位装置限定的下限位置。
进一步地，前述的球体直径测量仪，其中，在限位套内孔上段设置有供凸环上下运动的搁置孔，搁置孔孔径大于过渡平面测头的凸环直径，搁置孔与内孔之间形成搁置面，当过渡平面测头在回位压簧的作用下向下运动至限位装置限定的下限位置时凸环能搁置在搁置面上。
进一步地，前述的球体直径测量仪，其中，所述的提起装置的结构为：固定块设置在伸展臂上，手柄横向铰接于固定块上且手柄能相对铰接点上下摆动，在过渡平面测头下部设置有左右贯通的横向通孔，手柄的右端穿过限位套侧壁的第二通孔后伸入至横向通孔内；向下按压手柄左端能使过渡平面测头向上提起。
进一步地，前述的球体直径测量仪，其中，所述的伸展臂由上伸展臂和下伸展臂组成，在上伸展臂上设置有上下贯通的上贯通孔，在下伸展臂上设置有上下贯通的下贯通孔，上贯通孔和下贯通孔相互贯通形成一个贯通孔，在限位套上段设置有向外凸出的定位凸环，在上贯通孔下段或下贯通孔上段设置有容纳定位凸环的容纳孔，限位套下端伸出贯通孔外，在伸出贯通孔外的限位套侧壁上设置有外螺纹段，圆螺母与外螺纹段旋紧，从而将限位套锁紧固定在贯通孔中。
进一步地，前述的球体直径测量仪，其中，在过渡平面测头上端设置有向下凹进的孔，千分表下端的测头伸入孔后抵压在孔底平面上；在过渡平面测头位于下限位置时，千分表下端的测头抵压在孔底平面上的预压缩量为0.1㎜～0.3㎜。
本发明的有益效果是：在使用过程中只需更换不同高度的测砧即可对多种直径的球体进行测量，操作十分方便；除此之外，在满足较高测量精度和重复精度要求的同时能大大降低使用成本，其测量精度能精确到1μm，重复精度能精确到1μm，并且制造成本仅为三坐标测量机成本的0.4%～4%。
附图说明
图1是本发明所述的球体直径测量仪的立体结构示意图。
图2是球体直径测量仪的内部结构示意图。
图3是图2中限位套与过渡平面测头的装配结构示意图。
图4是测砧的结构示意图。
图5是定位套的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。
如图1、图2和图4所示，本发明所述的球体直径测量仪，包括基座1、若干测砧2和定位件，各测砧2的高度H互不相同，使用时将某一测砧2通过紧固装置紧固于基座1上，被测球体10能通过定位件置于测砧2上。如图5所示，本实施例中所述的定位件为定位套3，定位套3能套设在测砧2上，在定位套3上端还设置有贯通的定位孔31，被测球体10能被放置并定位于定位孔31内；当被测球体10位于定位孔31内时，被测球体10下端与测砧2的上端面相接触；在使用过程中，各测砧2分别对应一个定位套3，各定位套3中定位孔孔径与相对应测砧2的高度相匹配，从而使多种直径的被测球体均能很好地定位于相对应定位孔31内。本实施例中，如图2所示，在基座1上设置有第一连接孔，所述的紧固装置包括：带第二连接孔的测砧紧定块41和螺栓4，在测砧2的底部设置有内螺纹孔，螺栓4穿过测砧紧定块41上的第二连接孔和基座1上的第一连接孔后与测砧2底部的内螺纹孔旋紧固定。如图4所示，本实施例中，测砧2底部为能嵌入到第一连接孔的导向轴21，内螺纹孔位于导向轴21的底部；导向轴21从第一连接孔上端嵌入到第一连接孔内后，螺栓4穿过测砧紧定块41上的第二连接孔和基座1上的第一连接孔后与导向轴21底部的内螺纹孔旋紧固定，从而将测砧2紧固在基座1上。导向轴21的设置能使测砧2更好地紧固于基座上，从而能降低仪器自身的装配精度误差。在基座1上设置有支撑部11，在支撑部11上端设置有向一侧伸展的伸展臂，该伸展臂延伸至测砧2的上方，伸展臂与支撑部11构成L形形状的支撑架；在伸展臂上设置有上下贯通的贯通孔，限位套6固定设置在贯通孔内。如图2和图3所示，本实施例中，所述的伸展臂由上伸展臂13和下伸展臂12组成，在上伸展臂13上设置有上下贯通的上贯通孔，在下伸展臂12上设置有上下贯通的下贯通孔，上贯通孔和下贯通孔相互贯通形成一个贯通孔，在限位套6的上段设置有向外凸出的定位凸环61，本实施例中在上贯通孔下段设置有容纳定位凸环61的容纳孔，在实际使用过程中，也可将容纳孔设置在下贯通孔上段。位于贯通孔内的限位套6的下端伸出贯通孔外，在伸出贯通孔外的限位套侧壁上设置有外螺纹段64，圆螺母42与外螺纹段64旋紧，从而将限位套6锁紧固定在贯通孔中，避免因限位套6松动而影响仪器的测量精度及重复精度。过渡平面测头7设置在限位套6内且其下端伸出限位套6外，过渡平面测头7能在限位套6中上下移动，在过渡平面测头7与限位套6之间设置有限制过渡平面测头7上下移动距离的限位装置，当被测球体10通过定位套3置于测砧2上时，过渡平面测头7的下端能抵住被测球体10，过渡平面测头7与测砧2同轴心，因而当被测球体10位于定位套3中时被测球体10、过渡平面测头7和测砧2三者同轴心，这样就能保证过渡平面测头抵住被测球体10时能指向球心，此时，过渡平面测头下端面至测砧上表面之间的距离即为被测球体10的实际直径。千分表5通过安装座51安装在上伸展臂13上，千分表下端的测头52伸入贯通孔后抵压在过渡平面测头7的上端面上；本实施例中，在过渡平面测头7的上端设置有向下凹进的孔72，千分表下端的测头52伸入孔72后抵压在孔底平面上；在过渡平面测头7位于下限位置时，千分表下端的测头52抵压在孔底平面上的预压缩量为0.1㎜～0.3㎜。由于千分表5的量程具有局限性，通过选用不同高度的测砧2，被测球体10的直径越小，选用的测砧2的高度H也越大，能够使多种直径球体的测量范围控制在千分表5的量程范围内。在贯通孔内设置有复位装置，上移的过渡平面测头7能在复位装置的作用下向下移动至限位装置限定的下限位置；在支撑架上还设置有将过渡平面测头7向上提起的提起装置。
如图2和图3所示，本实施例中，所述的限位装置的结构为：在过渡平面测头7的侧壁设置有向内凹进的竖向设置的长形槽73，锁紧螺钉44穿过限位套6侧壁上的第一通孔后伸入长形槽73内；当锁紧螺钉44与长形槽73的上端面731接触时，过渡平面测头7位于限位装置限定的下限位置；当锁紧螺钉44与长形槽73的下端面732接触时，过渡平面测头7位于限位装置限定的上限位置。
如图2和图3所示，本实施例中，所述的复位装置为：在过渡平面测头7的侧壁设置有向外凸出的凸环71，在过渡平面测头7的凸环和安装座51之间套设有回位压簧75，回位压簧75的两端分别抵靠在凸环71和安装座51上，在回位压簧75的作用下过渡平面测头7移动至限位装置限定的下限位置。本实施例中，在限位套内孔上段设置有供凸环71上下运动的搁置孔62，搁置孔孔径大于过渡平面测头7上的凸环的直径，搁置孔孔径大于限位套内孔直径，搁置孔62与限位套内孔之间形成搁置面63，当过渡平面测头7在回位压簧的作用下向下运动至限位装置限定的下限位置时凸环71能搁置在搁置面63上。
如图2所示，本实施例中，所述的提起装置的结构为：固定块8设置在下伸展臂12上，手柄9横向铰接于固定块8上且手柄9能相对铰接点上下摆动，本实施例中，手柄9通过销轴98铰连接于固定块8上，手柄9能相对销轴98上下摆动。在过渡平面测头7的下部设置有左右贯通的横向通孔74，手柄9的右端穿过限位套6侧壁上的第二通孔65后伸入至横向通孔74内；向下按压手柄9的左端能使位于限位套内的手柄内端向上摆动，从而将过渡平面测头7向上提起。
使用上述球体直径测量仪对被测球体进行测量时，可以与直尺、游标卡尺、高度尺等常规通用测量工具配合使用，球体直径=初略直径+精确值，通过常规通用测量工具可确认该被测球体10的粗略直径，假设被测球体10的粗略直径为a，使用时，将匹配的测砧2及定位套3固定于基座1上，然后向下按压手柄9的左端将过渡平面测头7向上提起，然后将标准直径为a的标准球放置于定位套3的定位孔31内，释放施加在手柄9左端上的按压力，过渡平面测头7在回位压簧75的作用下向下运动至抵压标准球上端，然后将千分表5的读数校零，此时过渡平面测头7下端面至测砧上端面之间的距离为标准距离a。然后向下按压手柄9的左端将过渡平面测头7向上提起，取出标准球并将被测球体10放置于定位套3的定位孔31内，释放施加在手柄9左端上的按压力，过渡平面测头7在回位压簧75的作用下向下运动至抵压被测球体10上，此时千分表5读数即为被测球体10的精确值，该被测球体直径为标准球体直径与精确值两者之和，使用十分方便、可靠。
本发明的优点是：在使用过程中只需更换不同高度的测砧2即可对多种直径的球体进行测量，操作十分方便；除此之外，在满足较高测量精度和重复精度要求的同时能大大降低使用成本，其测量精度能精确到1μm，重复精度能精确到1μm，并且制造成本仅为三坐标测量机成本的0.4%～4%。

Claims (8)

1.球体直径测量仪，包括基座，其特征在于：还包括若干测砧和定位件，各测砧高度互不相同，测砧能通过紧固装置紧固于基座上，被测球体能通过定位件置于测砧上；在基座上设置有支撑部，在支撑部上端设置有向一侧伸展的伸展臂，该伸展臂延伸至测砧的上方，伸展臂与支撑部构成L形形状的支撑架；在伸展臂上设置有上下贯通的贯通孔，限位套固定设置在贯通孔内，过渡平面测头设置在限位套内且其下端伸出限位套外，过渡平面测头能在限位套中上下移动，在过渡平面测头与限位套之间设置有限制过渡平面测头上下移动距离的限位装置，所述的限位装置的结构为：在过渡平面测头的侧壁设置有向内凹进的竖向设置的长形槽，锁紧螺钉穿过限位套侧壁的第一通孔后伸入长形槽内；当锁紧螺钉与长形槽的上端面接触时，过渡平面测头位于限位装置限定的下限位置；当锁紧螺钉与长形槽的下端面接触时，过渡平面测头位于限位装置限定的上限位置；当被测球体通过定位件置于测砧上时，过渡平面测头下端能抵住被测球体并指向球心；千分表通过安装座安装在伸展臂上，千分表下端的测头伸入贯通孔后抵压在过渡平面测头上端；在贯通孔内设置有复位装置，上移的过渡平面测头能在复位装置的作用下向下移动至限位装置限定的下限位置；在支撑架上还设置有将过渡平面测头向上提起的提起装置，所述的提起装置的结构为：固定块设置在伸展臂上，手柄横向铰接于固定块上且手柄能相对铰接点上下摆动，在过渡平面测头下部设置有左右贯通的横向通孔，手柄的右端穿过限位套侧壁的第二通孔后伸入至横向通孔内；向下按压手柄左端能使过渡平面测头向上提起。
2.按照权利要求1所述的球体直径测量仪，其特征在于：所述的定位件为定位套，定位套套设在测砧上，在定位套上端还设置有贯通的定位孔，被测球体能被放置并定位于定位孔内。
3.按照权利要求1所述的球体直径测量仪，其特征在于：在基座上设置有第一连接孔，所述的紧固装置包括：带第二连接孔的测砧紧定块和螺栓，在测砧底部设置有内螺纹孔，螺栓穿过测砧紧定块上的第二连接孔和基座上的第一连接孔后与测砧底部的内螺纹孔旋紧固定。
4.按照权利要求3所述的球体直径测量仪，其特征在于：测砧底部为能嵌入到第一连接孔的导向轴，内螺纹孔位于导向轴底部；导向轴嵌入第一连接孔后，螺栓穿过测砧紧定块上的第二连接孔和基座上的第一连接孔后与导向轴底部的内螺纹孔旋紧固定。
5.按照权利要求1、2或3所述的球体直径测量仪，其特征在于：所述的复位装置为：在过渡平面测头侧壁设置有向外凸出的凸环，在过渡平面测头的凸环和安装座之间套设有回位压簧，回位压簧的两端分别抵靠在凸环和安装座上，在回位压簧的作用下过渡平面测头移动至限位装置限定的下限位置。
6.按照权利要求5所述的球体直径测量仪，其特征在于：在限位套内孔上段设置有供凸环上下运动的搁置孔，搁置孔孔径大于过渡平面测头的凸环直径，搁置孔与内孔之间形成搁置面，当过渡平面测头在回位压簧的作用下向下运动至限位装置限定的下限位置时凸环能搁置在搁置面上。
7.按照权利要求1、2或3所述的球体直径测量仪，其特征在于：所述的伸展臂由上伸展臂和下伸展臂组成，在上伸展臂上设置有上下贯通的上贯通孔，在下伸展臂上设置有上下贯通的下贯通孔，上贯通孔和下贯通孔相互贯通形成一个贯通孔，在限位套上段设置有向外凸出的定位凸环，在上贯通孔下段或下贯通孔上段设置有容纳定位凸环的容纳孔，限位套下端伸出贯通孔外，在伸出贯通孔外的限位套侧壁上设置有外螺纹段，圆螺母与外螺纹段旋紧，从而将限位套锁紧固定在贯通孔中。
8.按照权利要求1所述的球体直径测量仪，其特征在于：在过渡平面测头上端设置有向下凹进的孔，千分表下端的测头伸入孔后抵压在孔底平面上；在过渡平面测头位于下限位置时，千分表下端的测头抵压在孔底平面上的预压缩量为0.1㎜～0.3㎜。
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