CN219161161U - 一种接触式测针 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种接触式测针，包括复位组件以及检测组件，上述复位组件包括复位弹簧、弹簧座和测头芯体，检测组件包括座板、用于检测的固定部和移动部，测头芯体活动的设置于弹簧座的内部空腔中，复位弹簧的两端分别连接弹簧座和测头芯体，当测头芯体因受到外力而移动时，复位弹簧将对测头芯体施加弹力使测头在触发前后的末端的位置保持不变，并且用于检测的固定部和移动部分别设置于座板与测头芯体上，当移动部随测头芯体移动时，固定部将敏锐的感测移动部的位置变化从而测出测头位移的大小和方向，同时具有高稳定性、低成本的优势。

Description

一种接触式测针

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，具体涉及一种接触式测针。

背景技术

三坐标测量机是通过测头来拾取信号，现有触发式和模拟式两种工作方式，触发式测头主要用于接触判断，当测端接触到被测体时，测头发出一个脉冲信号，此时坐标测量机的标尺***记录当前坐标值。这种工作方式在测量规则几何特征时有很高的效率，但不适合于测量自由曲面等几何特征；模拟式测头可以连续输出测端的位移信息，适用于测量自由曲面等非规则几何特征。

目前在坐标测量机上使用的触发式测头仅相当于一个开关，其没有监控测针末端的位置，为保证精度和可靠性，需要其具有很高的重复性，即在触发前后，末端的位置能尽量不变。并且，现有测头各个方向的力和位移的变化通过装在敏感粱上的应变计进行检测，但应变计的检测灵敏度和精度都比较低，要提高检测灵敏度和精度就需要集成二至四个高精度传感器，但又会造成结构复杂、装调难度大、解耦复杂的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种接触式测针，该接触式测针由复位组件和检测组件共同组成，通过复位弹簧对测头芯体施加弹力使测头在触发前后的末端的位置保持不变，并且用于检测的固定部和移动部分别设置于座板与测头芯体上，当移动部随测头芯体移动时，固定部将敏锐的感测移动部的位置变化从而测出测头位移的大小和方向，同时具有高稳定性、低成本的优势。

为达到上述技术目的，本实用新型通过下述技术方案实现：

一种接触式测针，包括外壳，所述外壳内部包括：

复位组件，所述复位组件包括复位弹簧、弹簧座和测头芯体；

所述测头芯体活动的设置于所述弹簧座的内部空腔中；

所述复位弹簧位于所述弹簧座的内部空腔中，且两端分别连接所述空腔底部和所述测头芯体的顶端；

检测组件，所述检测组件包括座板、用于检测的固定部和移动部，所述座板连接于所述弹簧座下端，所述移动部设置于所述测头芯体上，随所述测头芯体移动，所述固定部与所述移动部相对设置并固定于所述座板上，所述固定部用于感测移动部的位置变化从而测出测头位移的大小和方向。

在本方案中，弹簧座内部设置有容纳测头芯体的空腔，测头芯体的上端部在该空腔中偏摆或垂直方向的移动中的一种或组合，并且用于检测的固定部和移动部分别设置于座板与测头芯体上，当移动部随测头芯体移动时，固定部将敏锐的感测移动部的位置变化从而测出测头位移的大小和方向，并通过复位弹簧对测头芯体施加弹力使测头芯体在触发前后的末端的位置保持不变，保证了测量精度和可靠性。

作为所述接触式测针的进一步技术方案，所述复位组件还包括调整球，所述调整球成对设置于所述座板上，相邻所述调整球之间形成支撑槽，所述测头芯体上设置有与所述支撑槽匹配的调整柱，所述复位弹簧的两端分别连接所述内部空腔底部和所述调整柱。

在本方案中，相邻调整球之间形成支撑槽，而调整柱为圆柱状结构，调整柱与支撑槽通过曲面的点对点接触，并在复位弹簧的弹簧力作用下，使测头芯体在触发前后的末端的位置实现更精准的回位。

作为所述接触式测针的进一步技术方案，所述座板上形成至少3个所述支撑槽，多个所述支撑槽沿所述测头芯体的轴线均匀分布，进一步使测头芯体实现更精准的回位。

作为所述接触式测针的进一步技术方案，所述调整柱设置有容纳所述复位弹簧的第一盲孔，所述弹簧座设置有与所述第一盲孔对应的第二盲孔，所述复位弹簧的两端分别设置于所述第一盲孔和所述第二盲孔中，所述复位弹簧对所述调整柱施加朝向所述支撑槽的作用力。

在本方案中，调整柱设置于测头芯体上端面的外缘上并且测头芯体上端面为具有一定弹性的薄板，弹簧座与调整柱分别设置有第一盲孔和第二盲孔，第一盲孔和第二盲孔处于同一直线上，复位弹簧设置于第一盲孔和第二盲孔之间，使测头在触发前后的末端的位置保持不变的同时具有更好的测量精度和可靠性。

作为所述接触式测针的进一步技术方案，为避免测头芯体因底部端口的干扰摆动造成测量精度下降，所述测头芯体的上端设置有多个支板，多个所述支板均匀分布于相邻所述支撑槽之间，所述移动部设置于所述支板的下表面。

作为所述接触式测针的进一步技术方案，为进一步提高稳定性及简化本测针的结构，所述测头芯体的下端为柱状构件且向所述外壳外侧延伸，所述移动部设置于所述测头芯体的下端侧壁面上。

作为所述接触式测针的进一步技术方案，为克服因测头芯体倾斜而导致用于检测位置变化的移动部产生非线性数据，所述移动部沿所述测头芯体的轴线环设多个，多个所述移动部在纵向上交错设置并对称形成差动机构，有效提高感测的灵敏度和精度。

作为所述接触式测针的进一步技术方案，所述固定部为读数头或霍尔器件，所述移动部为光栅尺或永磁体或电容式传感器。

作为所述接触式测针的进一步技术方案，为提高测针内部清洁度，保护敏感元器件不被损坏，所述外壳与所述座板的连接处设置有防尘罩，所述测头芯体穿设于所述防尘罩。

作为所述接触式测针的进一步技术方案，还包括探针和芯体接头，所述芯体接头的两端分别螺纹连接所述测头芯体与所述探针，方便拆卸和更换不同规格探针，提高本测针的适应性。

从以上技术方案可以看出，本申请提供的一种接触式测针包括复位组件以及检测组件，上述复位组件包括复位弹簧、弹簧座和测头芯体，检测组件包括座板、用于检测的固定部和移动部，测头芯体活动的设置于弹簧座的内部空腔中，复位弹簧的两端分别连接弹簧座和测头芯体，当测头芯体因受到外力而移动时，复位弹簧将对测头芯体施加弹力使测头在触发前后的末端的位置保持不变，并且用于检测的固定部和移动部分别设置于座板与测头芯体上，当移动部随测头芯体移动时，固定部将敏锐的感测移动部的位置变化从而测出测头位移的大小和方向，同时具有高稳定性、低成本的优势。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型提供的接触式测针的结构示意图；

图2为本实用新型提供的接触式测针的剖视结构示意图；

图3为本实用新型提供的接触式测针的***结构示意图；

图4为本实用新型提供的另一种接触式测针的剖视结构示意图；

图5为本实用新型提供的另一种接触式测针的局部***结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-接头，2-压盖，3-底座，4-外壳，5-复位弹簧，6-调整柱，7-座板，8-防尘罩，9-芯体接头，10-探针，11-第一固定圈，12-第二固定圈，13-固定部，14-移动部，15-调整球，16-测头芯体，17-集成电路板，18-弹簧座。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

本实施例1提供一种接触式测针，如图1-图3所示，包括外壳4、复位组件以及检测组件，而上述复位组件包括接头1、压盖2、底座3、复位弹簧5、弹簧座18和测头芯体16，弹簧座18设置于外壳4内，弹簧座18的一端设置有适配复位弹簧5的第二盲孔以及适配测头芯体16的空腔，另一端与底座3连接且该端部还设置有适配集成电路板17的凹槽，压盖2与外壳4的一端侧壁通过螺纹进行连接，并且压盖2的下端压住底座3从而固定住底座3及弹簧座18，在底座3的中心位置处设置有螺纹通孔，该螺纹通孔与接头1的外圆适配，接头1的一端与坐标测量机连接，另一端与集成电路板17连接，并且接头1和弹簧座18连通，用于铺设本测针的电气线路，上述测头芯体16的上端部活动的设置于弹簧座18的内部空腔中，测头芯体16的上端部在该空腔中偏摆或垂直方向的移动中的一种或组合。

在本实施例中，为使测头芯体16在触发前后的末端的位置实现更精准的回位，上述复位组件还包括调整球15，该调整球15成对设置于座板7上，且相邻调整球15之间形成支撑槽，为使回位效果更佳，座板7上形成至少3个上述支撑槽，多个上述支撑槽沿测头芯体16的轴线均匀分布，并且测头芯体16上设置有与上述支撑槽匹配的调整柱6，该调整柱6为圆柱状结构，调整柱6与支撑槽通过曲面的点对点接触。

与此同时，检测组件包括了座板7、用于检测测头位置变化的固定部13和移动部14，座板7设置于弹簧座18和外壳4的下端部之间，移动部13设置于测头芯体16上，随测头芯体16移动，固定部13与移动部14相对设置并固定于座板7上，用于感测移动部14的位置变化从而测出测头位移的大小和方向，具体地，上述固定部13为读数头或霍尔器件，移动部14为光栅尺或永磁体或电容式传感器，且固定部13与移动部14均与集成电路板17电连接，测头芯体16的上端还设置有多个支板，多个上述支板均匀分布于相邻支撑槽之间，如图3所示，在本实施例中设置3个，移动部14设置于上述支板的下表面，也避免测头芯体16因底部端口的干扰摆动造成测量精度下降，当移动部14随测头芯体16移动时，任意两个固定部13感测的所述测头芯体16位移信息的不相同，经集成电路板17计算可转化成正交坐标系中的位移信息，比如固定部13为读数头，设置有三个，其中一个感测ZY平面的位移，一个感测XZ平面的位移，一个感测XY平面的位移，综合分析三组的信号，可计算推导出测头芯体16在X、Y、Z方向上的位移。

在本实施例中，为使测头在触发前后的末端的位置保持不变的同时具有更好的测量精度和可靠性，调整柱6设置于测头芯体16上端面的外缘上并且测头芯体16上端面为具有一定弹性的薄板，调整柱6设置有第一盲孔，该第一盲孔和上述第二盲孔两两相对应，复位弹簧5设置于第一盲孔和第二盲孔之间，为测头芯体16提供恢复弹力。

在本实施例中，为提高测针内部清洁度，保护敏感元器件不被损坏，外壳4与座板7的连接处设置有防尘罩8，测头芯体16穿设于防尘罩8，具体地，防尘罩8设置于外壳4的下端部，并通过第一固定圈11和第二固定圈12将防尘罩8的上下两端分别固定于测头芯体16以及座板7，测头芯体16穿设于防尘罩8，且防尘罩8为柔软材质，比如橡胶或者矽胶，防尘罩8伴随测头芯体16移动。

在本实施例中，测头芯体16上远离弹簧座18的一端还螺纹连接有芯体接头9，芯体接头9的另一端螺纹连接有探针10，方便拆卸和更换不同规格探针，提高本测针的适应性。

实施例2

本测针因测头芯体16倾斜可能导致用于检测位置变化的移动部14产生非线性数据，造成误差，故基于实施例1所提供的技术方案，本实施例2提供一种接触式测针，如图4-图5所示，测头芯体16的下端为圆柱状构件，移动部14设置于测头芯体16的下端侧壁面上，并且移动部14沿上述测头芯体16的轴线环设多个，多个移动部14在纵向上交错设置并对称形成差动机构，可有效提高感测的灵敏度和精度。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种接触式测针，其特征在于，包括：

外壳(4)，所述外壳(4)内部设置复位组件和检测组件：

所述复位组件包括复位弹簧(5)、弹簧座(18)和测头芯体(16)；

所述测头芯体(16)活动的设置于所述弹簧座(18)的内部空腔中；

所述复位弹簧(5)位于所述弹簧座(18)的内部空腔中，且两端分别连接所述内部空腔底部和所述测头芯体(16)的顶端；

所述检测组件包括座板(7)、固定部(13)和移动部(14)，所述座板(7)连接于所述弹簧座(18)下端，所述移动部(14)设置于所述测头芯体(16)上，随所述测头芯体(16)移动，所述固定部(13)与所述移动部(14)相对设置并固定于所述座板(7)上，且所述固定部(13)检测所述移动部(14)的位移。

2.根据权利要求1所述的一种接触式测针，其特征在于，所述复位组件还包括调整球(15)，所述调整球(15)成对设置于所述座板(7)上，相邻所述调整球(15)之间形成支撑槽，所述测头芯体(16)上设置有与所述支撑槽匹配的调整柱(6)，所述复位弹簧(5)的两端分别连接所述内部空腔底部和所述调整柱(6)。

3.根据权利要求2所述的一种接触式测针，其特征在于，所述座板(7)上形成至少3个所述支撑槽，多个所述支撑槽沿所述测头芯体(16)的轴线均匀分布。

4.根据权利要求3所述的一种接触式测针，其特征在于，所述调整柱(6)设置有容纳所述复位弹簧(5)的第一盲孔，所述弹簧座(18)设置有与所述第一盲孔对应的第二盲孔，所述复位弹簧(5)的两端分别设置于所述第一盲孔和所述第二盲孔中，所述复位弹簧(5)对所述调整柱(6)施加朝向所述支撑槽的作用力。

5.根据权利要求4所述的一种接触式测针，其特征在于，所述测头芯体(16)的上端设置有多个支板，多个所述支板均匀分布于相邻所述支撑槽之间，所述移动部(14)设置于所述支板的下表面。

6.根据权利要求4所述的一种接触式测针，其特征在于，所述测头芯体(16)的下端为柱状构件且向所述外壳(4)外侧延伸，所述移动部(14)设置于所述测头芯体(16)的下端侧壁面上。

7.根据权利要求6所述的一种接触式测针，其特征在于，所述移动部(14)沿所述测头芯体(16)的轴线环设多个，多个所述移动部(14)在纵向上交错设置。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的一种接触式测针，其特征在于，所述固定部(13)为读数头或霍尔器件，所述移动部(14)为光栅尺或永磁体或电容式传感器。

9.根据权利要求1所述的一种接触式测针，其特征在于，所述外壳(4)与所述座板(7)的连接处设置有防尘罩(8)，所述测头芯体(16)穿设于所述防尘罩(8)。

10.根据权利要求1所述的一种接触式测针，其特征在于，还包括探针(10)和芯体接头(9)，所述芯体接头(9)的两端分别螺纹连接所述测头芯体(16)与所述探针(10)。

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