CN111678483B - 一种伺服电机驱动的内径测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伺服电机驱动的内径测量装置，包括柄和伺服电机,手柄内底端的中部固定设有伺服电机，且手柄呈U形，伺服电机上设置有用于测量部件内径的测量机构，测量机构包括电机托盘、后端盖、壳体、螺旋板牙、板牙底座、悬臂梁和触头。本发明通过限位机构和调节机构，可以使得待测量部件定位在测量机构的正上方，实现了测量时能快速将触头定位在待测量部件内径的圆心，提高了测量的精度，同时由于该测量装置的体型较小，通过手柄，便于该测量装置的携带，提高了实用性。

Description

一种伺服电机驱动的内径测量装置

技术领域

本发明涉及一种内径测量装置，具体为一种伺服电机驱动的内径测量 装置。

背景技术

专利一：中国发明专利(申请号CN201711240180.0)所公开的一种“用 于检测工件直径的工装”。包括驱动部件、沿周向布置的多个伸缩部件和与所 述伸缩部件数目一致的多个滑块，所述驱动部件能够驱动多个所述伸缩部件沿 径向同步伸缩；所述滑块与所述伸缩部件沿径向滑动配合，所述滑块与所述伸 缩部件之间还设有限制两者的相对位置的限位结构，以便所述滑块在所述驱动 部件的驱动下能够随所述伸缩部件沿径向移动；各所述滑块还具有沿轴向向下 伸出的凸出部；所述工装还包括用于检测各所述滑块的径向位移值的多个位移 检测部件。该工装可用于检测不同尺寸的工件直径，通用性强，并且检测效率 高，测量误差小。

但该专利所公开的技术方案实施过于复杂，并且具体是采用多个滑块40 与待检测工件相接触后对测得的多组数据取平均值得到最终数据，由于该种测 量方式本身误差较大，此外还需要多次测量，因此检测过程耗时较大；并且使 用时还需要将待检测工件拆下并放在装置上进行检测，若待检测工件是固定在 设备上的，势必造成无法开展检测工作的；并且该工装没有一个很好的限位待 检测工件的限位机构。

专利二：根据中国发明专利公布号为CN 107345791 A所公开的“一种激 光多尺寸伺服检测装置及其检测***”记载的内容“利用激光位移传感器作为 测量工具，为了实现多尺寸精密检测，采用X向运动组件、Y向运动组件、 旋转运动组件夹紧机构和测量块组件，进行轴向、径向两方向，及多个阶梯面 的多尺寸检测。解决了手工检测为主工件的检测效率非常低的问题，实现加工 零件在生产线上检测过程的自动化，不但省时省力，而且还在提高零件加工品 质和加工效率的同时,对推进加工测量一体化技术的发展具有深远意义”。

但是该专利所公开的技术方案实施也易造成数据误差大的问题。因此我们 对此做出改进，提出一种伺服电机驱动的内径测量装置。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种伺服电机驱动的内径测量装 置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种伺服电机驱动的内径测量装置，包括手柄和伺服电机,其特征 在于，所述手柄内底端的中部固定设有伺服电机，且手柄呈U形，所述伺 服电机上设置有用于测量部件内径的测量机构，所述测量机构包括电机托 盘、后端盖、壳体、螺旋板牙、板牙底座、悬臂梁和触头，所述电机托盘 底端的中部与伺服电机的输出轴固定连接，所述后端盖的底端与电机托盘 的顶端固定连接，所述壳体的底端与后端盖的顶端固定连接，所述螺旋板牙设置在壳体内，且伺服电机的输出轴依次穿过电机托盘和后端盖并穿入 壳体内与螺旋板牙的中部固定连接，所述测量机构的顶部设置有用于定位 测量部件的限位机构，所述限位机构包括两个传动块、一个丝杆、一个第 一弧形卡合件和一个第二弧形卡合件，所述测量机构和限位机构之间设置 有用于上下移动限位机构的调节机构，所述调节机构包括两个固定块，两 个连接杆、两个滑块、一个U形件、一个限位件和一个限位盘，两个所述 固定块分别与手柄两侧的底端固定连接，所述连接杆的底端与固定块的顶 端固定连接，所述限位盘的顶端正对于第一弧形卡合件和第二弧形卡合件 之间，通过两个连接杆将限位机构定位在测量机构的正上方。

作为本发明的一种优选技术方案，所述测量机构还包括四个板牙，四个 所述板牙的顶端分别与四个板牙底座的底端固定连接，且板牙与螺旋板牙 螺纹连接，所述壳体的顶端通过开设有的板牙径向凹槽与板牙底座滑动连 接，所述悬臂梁的底端与板牙底座的顶端固定连接，所述触头的底端与悬 臂梁的顶端固定连接，所述触头的截面呈1/4半圆状，其中一个相对设置 的两个所述触头上固定设有传感器，所述电机托盘底端的两侧分别控固定 设有控制器和驱动器，所述伺服电机与驱动器电性连接，且驱动器与控制 器电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述限位机构还包括两个轴承，两个 所述传动块的一边侧分别与U形件和限位件的一边侧固定连接，所述轴承 嵌设在传动块的顶部，所述丝杆的两端分别与两个轴承的内圈固定连接， 且丝杆的一端固定设有摇杆，所述丝杆的两侧均螺纹连接有内螺纹筒，且 两个内螺纹筒的旋向相反，所述内螺纹筒的一边侧固定设有固定杆。

作为本发明的一种优选技术方案，两个所述固定杆的端部均固定连接有 连接块，所述第一弧形卡合件和第二弧形卡合件分别与两个连接块的一侧 固定连接，且第一弧形卡合件和第二弧形卡合件相对设置，所述第一弧形 卡合件中部的两边侧均开设有与第二弧形卡合件相匹配的开槽，两个所述 传动块的另一边侧之间固定设有限位板，所述内螺纹筒的另一边侧固定设 有限位滑杆，且限位板的一边侧开设有与限位滑杆相匹配的滑槽。

作为本发明的一种优选技术方案，所述调节机构还包括两个磁铁环，两 个所述磁铁环分别嵌设在两个滑块的中部，所述连接杆套设在磁铁环上， 所述连接杆为金属铁制成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述U形件和限位件一侧的底部分别 与两个滑块的一侧固定连接，所述U形件和限位件上均设置有活动杆，所 述U形件远离传动块的一边侧固定设有转轴。

作为本发明的一种优选技术方案，其中一个所述活动杆通过转轴与U形 件转动连接，另一个所述活动杆与限位件端部开设的卡槽卡合连接，所述 限位盘的两侧分别与两个活动杆的另一端固定连接，且限位盘的底端正对 于由四个触头围成的圆形。

作为本发明的一种优选技术方案，所述U形件远离传动块的一边侧固定 设有转轴，其中一个所述活动杆的一端与转轴转动插接，另一个所述活动杆与 限位件穿插连接，所述限位盘的两侧分别与两个活动杆的端部固定连接，且限 位盘的底端正对于由四个触头围成的圆形。

优选的，所述伺服电机上加装有散热片。

1.本发明的有益效果是：该种伺服电机驱动的内径测量装置，通过限位机 构和调节机构，可以使得待测量部件位于测量机构的正上方，实现了测量时能 快速将测量机构定位在待测量部件内径的中心位置，解决了人为的确定工件与 测头之间的位置所带来的测量误差，提高了测量的精度；

2.通过伺服电机，配合螺旋板牙和板牙底座，可以使得四个触头径向移动， 进而使得触头与待测量部件的内壁相接触，从而测量出待测量部件的内径，螺 旋式展开相比于伞状的直接展开，能够使得测头缓慢展开并与工件内径接触， 避免测头直接碰撞内壁而破坏测头；

3.同时由于该测量装置的体型较小，通过手柄，便于该测量装置的手持使 用，提高了实用性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与 本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图 中：

图1是本发明一种伺服电机驱动的内径测量装置的分拆结构示意图；

图2是本发明一种伺服电机驱动的内径测量装置的传动机构和限位机 构的局部结构示意图；

图3是本发明一种伺服电机驱动的内径测量装置的检测机构的结构示 意图；

图4是本发明一种伺服电机驱动的内径测量装置的检测机构的手柄和 电机托盘结构示意图；

图5是本发明一种伺服电机驱动的内径测量装置的检测机构的局部结 构示意图；

图6是本发明一种伺服电机驱动的内径测量装置的检测机构的局部分 拆结构示意图；

图中：1、手柄；2、伺服电机；3、测量机构；301、电机托盘；302、 后端盖；303、壳体；304、螺旋板牙；305、板牙底座；306、悬臂梁；307、 触头；308、板牙；309、控制器；3010、驱动器；4、限位机构；401、传 动块；402、丝杆；403、第一弧形卡合件；404、第二弧形卡合件；405、轴承；406、内螺纹筒；407、固定杆；408、连接块；409、限位板；4010、 限位滑杆；5、调节机构；501、连接杆；502、滑块；503、U形件；504、 限位件；505、限位盘；506、固定块；507、磁铁环；508、活动杆；509、 转轴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的 优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本发明一种伺服电 机驱动的内径测量装置，包括手柄1和伺服电机2,其特征在于，手柄1内底 端的中部固定设有伺服电机2，且手柄1呈U形，伺服电机2上设置有用 于测量部件内径的测量机构3，测量机构3包括电机托盘301、后端盖302、 壳体303、螺旋板牙304、板牙底座305、悬臂梁306和触头307，电机托 盘301底端的中部与伺服电机2的输出轴固定连接，后端盖302的底端与 电机托盘301的顶端固定连接，壳体303的底端与后端盖302的顶端固定 连接，螺旋板牙304设置在壳体303内，且伺服电机2的输出轴依次穿过 电机托盘301和后端盖302并穿入壳体303内与螺旋板牙304的中部固定 连接，测量机构3的顶部设置有用于定位测量部件的限位机构4，限位机 构4包括两个传动块401、一个丝杆402、一个第一弧形卡合件403和一个 第二弧形卡合件404，测量机构3和限位机构4之间设置有用于上下移动 限位机构4的调节机构5，调节机构5包括两个固定块506，两个连接杆 501、两个滑块502、一个U形件503、一个限位件504和一个限位盘505， 两个固定块506分别与手柄1两侧的底端固定连接，连接杆501的底端与 固定块506的顶端固定连接，限位盘505的顶端正对于第一弧形卡合件403 和第二弧形卡合件404之间，通过两个连接杆将限位机构定位在测量机构 的正上方。

其中，测量机构3还包括四个板牙308，四个板牙308的顶端分别与四 个板牙底座305的底端固定连接，且板牙308与螺旋板牙304螺纹连接， 壳体303的顶端通过开设有的板牙径向凹槽与板牙底座305滑动连接，悬 臂梁306的底端与板牙底座305的顶端固定连接，触头307的底端与悬臂 梁306的顶端固定连接，触头307的截面呈1/4圆状，其中一个相对设置 的两个触头307上固定设有传感器，电机托盘301底端的两侧分别控固定 设有控制器309和驱动器3010，伺服电机2与驱动器3010电性连接，且 驱动器3010与控制器309电性连接。

其中，限位机构4还包括两个轴承405，两个传动块401的一边侧分别 与U形件503和限位件504的一边侧固定连接，轴承405嵌设在传动块401 的顶部，丝杆402的两端分别与两个轴承405的内圈固定连接，且丝杆402 的一端固定设有摇杆，丝杆402的两侧均螺纹连接有内螺纹筒406，且两 个内螺纹筒406的旋向相反，内螺纹筒406的一边侧固定设有固定杆407； 两个固定杆407的端部均固定连接有连接块408，第一弧形卡合件403和 第二弧形卡合件404分别与两个连接块408的一侧固定连接，且第一弧形 卡合件403和第二弧形卡合件404相对设置，第一弧形卡合件403中部的 两边侧均开设有与第二弧形卡合件404相匹配的开槽，两个传动块401的 另一边侧之间固定设有限位板409，内螺纹筒406的另一边侧固定设有限 位滑杆4010，且限位板409的一边侧开设有与限位滑杆4010相匹配的滑 槽。

其中，调节机构5还包括两个磁铁环507，两个磁铁环507分别嵌设在 两个滑块502的中部，连接杆501套设在磁铁环507上，连接杆501为金 属铁制成；U形件503和限位件504一侧的底部分别与两个滑块502的一 侧固定连接，U形件503和限位件504上均设置有活动杆508，U形件503 远离传动块401的一边侧固定设有转轴509；其中一个活动杆508通过转轴509与U形件503转动连接，另一个活动杆508与限位件504端部开设 的卡槽卡合连接，限位盘505的两侧分别与两个活动杆508的端部固定连 接，且限位盘505的底端正对于由四个触头307围成的圆形。伺服电机2 上加装有散热片。

工作时，当需要测量部件的内径时，将待测量部件底端与限位盘505的 顶端相接触，转动摇杆，在轴承405的作用下，使得丝杆402转动，随着 丝杆402的转动，由于两个内螺纹筒406的旋向相反，在限位滑杆4010和 限位板409的限位作用下，使得两个固定杆407相对运动，配合连接块408， 第一弧形卡合件403和第二弧形卡合件404相对运动，从而将待测量部件固定 在第一弧形卡合件403和第二弧形卡合件404之间，通过开槽，可以调整第一弧形卡合件403和第二弧形卡合件404的间距，进而可以固定不同直径的待测 量部件，待测量部件固定好后，通过U形件503，配合转轴509和其中一个活 动杆508，移开限位盘505，以进行测量，向下移动滑块502，使得待测量部 件下移，四个触头307置于待测量部件内，停止移动，在磁铁环507的作用下， 使得滑块502固定，进而使得待测量部件固定，由于两个连接杆501将限位 机构4定位在测量机构3的正上方，因此工件下移后测头即位于工件内径 的圆心，无需人工调整工件与测头的位置关系，实现了测量时能快速将待测 量部件定位在测量机构3的中心位置，提高了测量的精度；当得伺服电机2 工作时，伺服电机2的输出轴转动，进而使得螺旋板牙304转动，由于螺旋板 牙304与四个板牙308是啮合的，进而随着螺旋板牙304的转动，使得四个板 牙304带动四个板牙底座305在径向被打开，进而使得四个悬臂梁306带动 四个触头307同时径向运动，即相当于触头307围成的圆的的直径不断的增加，触头307张开过程中，当触头307触碰到待测量部件时，触头上的传感 器将传递信号给控制器309，使得伺服电机2停止工作，从而根据传感器获得 的数据计算工件的内径，同时由于该测量装置的体型较小，通过手柄1，便于 该测量装置的手持使用，提高了实用性。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制 本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术 人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其 中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种伺服电机驱动的内径测量装置，包括手柄(1)和伺服电机(2),其特征在于，所述手柄(1)内底端的中部固定设有伺服电机(2)，且手柄(1)呈U形，所述伺服电机(2)上设置有用于测量部件内径的测量机构(3)，所述测量机构(3)包括电机托盘(301)、后端盖(302)、壳体(303)、螺旋板牙(304)、板牙底座(305)、悬臂梁(306)和触头(307)，所述电机托盘(301)底端的中部与伺服电机(2)的输出轴固定连接，所述后端盖(302)的底端与电机托盘(301)的顶端固定连接，所述壳体(303)的底端与后端盖(302)的顶端固定连接，所述螺旋板牙(304)设置在壳体(303)内，且伺服电机(2)的输出轴依次穿过电机托盘(301)和后端盖(302)并穿入壳体(303)内与螺旋板牙(304)的中部固定连接，所述测量机构(3)的正上方设置有用于定位测量部件的限位机构(4)，所述限位机构(4)包括两个传动块(401)、一个丝杆(402)、一个第一弧形卡合件(403)和一个第二弧形卡合件(404)，所述测量机构(3)和限位机构(4)之间设置有用于上下移动限位机构(4)的调节机构(5)，所述调节机构(5)包括两个固定块(506)、两个连接杆(501)、两个滑块(502)、一个U形件(503)、一个限位件(504)和一个限位盘(505)，两个所述固定块(506)分别与手柄(1)两侧的底端固定连接，所述连接杆(501)的底端与固定块(506)的顶端固定连接，所述限位盘(505)的顶端正对于第一弧形卡合件(403)和第二弧形卡合件(404)之间，通过两个连接杆(501)将限位机构(4)定位在测量机构(3)的正上方；所述测量机构(3)还包括四个板牙(308)，四个所述板牙(308)的顶端分别与四个板牙底座(305)的底端固定连接，且板牙(308)与螺旋板牙(304)螺纹连接，所述壳体(303)的顶端通过开设有的板牙径向凹槽与板牙底座(305)滑动连接，所述悬臂梁(306)的底端与板牙底座(305)的顶端固定连接，所述触头(307)的底端与悬臂梁(306)的顶端固定连接，所述触头(307)的截面呈1/4圆状，其中一个相对设置的两个所述触头(307)其上固定设有传感器，所述电机托盘(301)底端的两侧分别控固定设有控制器(309)和驱动器(3010)，所述伺服电机(2)与驱动器(3010)电性连接，且驱动器(3010)与控制器(309)电性连接；所述调节机构(5)还包括两个磁铁环(507)，两个所述磁铁环(507)分别嵌设在两个滑块(502)的中部，所述连接杆(501)套设在磁铁环(507)上，所述连接杆(501)为金属铁制成；所述U形件(503)和限位件(504)一侧的底部分别与两个滑块(502)的一侧固定连接，所述U形件(503)和限位件(504)上均设置有活动杆(508)，所述U形件(503)远离传动块(401)的一边侧固定设有转轴(509)；其中一个所述活动杆(508)通过转轴(509)与U形件(503)转动连接，另一个所述活动杆(508)与限位件(504)端部开设的卡槽卡合连接，所述限位盘(505)的两侧分别与两个活动杆(508)的端部固定连接，且限位盘(505)的底端正对于由四个触头(307)围成的圆形。

2.根据权利要求1所述的一种伺服电机驱动的内径测量装置，其特征在于，所述限位机构(4)还包括两个轴承(405)，两个所述传动块(401)的一边侧分别与U形件(503)和限位件(504)的一边侧固定连接，所述轴承(405)嵌设在传动块(401)的顶部，所述丝杆(402)的两端分别与两个轴承(405)的内圈固定连接，且丝杆(402)的一端固定设有摇杆，所述丝杆(402)的两侧均螺纹连接有内螺纹筒(406)，且两个内螺纹筒(406)的旋向相反，所述内螺纹筒(406)的一边侧固定设有固定杆(407)。

3.根据权利要求2所述的一种伺服电机驱动的内径测量装置，其特征在于，两个所述固定杆(407)的端部均固定连接有连接块(408)，所述第一弧形卡合件(403)和第二弧形卡合件(404)分别与两个连接块(408)的一侧固定连接，且第一弧形卡合件(403)和第二弧形卡合件(404)相对设置，所述第一弧形卡合件(403)中部的两边侧均开设有与第二弧形卡合件(404)相匹配的开槽，两个所述传动块(401)的另一边侧之间固定设有限位板(409)，所述内螺纹筒(406)的另一边侧固定设有限位滑杆(4010)，且限位板(409)的一边侧开设有与限位滑杆(4010)相匹配的滑槽。

4.一种伺服电机，应用于如权利要求1的内径测量装置，其特征在于，所述伺服电机(2)上加装有散热片。

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