一种测量直径可调的球径仪及曲率半径和偏移量测量方法技术

本发明专利技术公开了一种测量直径可调的球径仪及曲率半径和偏移量测量方法，包括指示表以及用于安装指示表的固定底座，固定底座四周以通孔圆心为中心均设有至少三个竖直导轨，还包括能够相对竖直轨道上下滑动的升降台，固定底座四周以通孔圆心为中心均设有多个与竖直导轨间隔设置的底座滑槽，底座滑槽上设有能够在底座滑槽上滑动的滑块，通过升降台带动三个滑块进行靠近或远离圆心运动，实现对不同直径工件的测量，不用更换测环，整个装置占用空间小，简单方便。三个支脚同时沿着直径方向移动，可以进行定心功能，从而使得指示表的测头对准工件的球心位置，使得测量更准确。采用锁紧机构，可以在指定的位置随时进行锁紧，操作简单方便。

A Diameter Meter for Measuring Adjustable Diameter and a Method for Measuring Curvature Radius and Offset

The invention discloses a spherical diameter meter with adjustable diameter and a method for measuring curvature radius and offset, including an indicator and a fixed base for installing the indicator. At least three vertical guideways are arranged around the fixed base with the center of the through hole circle, and a lifting platform capable of sliding up and down relative to the vertical track. There are many lifting platforms around the fixed base with the center of the through hole circle. There are three sliding blocks which can slide on the sliding chute of the base. The lifting platform drives three sliding blocks to move close to or far from the center of the circle. The measurement of workpieces with different diameters can be realized without changing the measuring ring. The whole device occupies small space and is simple and convenient. The three supporting feet move along the diameter direction at the same time, so the centring function can be carried out, so that the probe of the indicator is aligned with the ball center position of the workpiece, and the measurement is more accurate. The locking mechanism can be used to lock at any time in the designated position, and the operation is simple and convenient.

【技术实现步骤摘要】
一种测量直径可调的球径仪及曲率半径和偏移量测量方法
本专利技术涉及球面、非球面光学元件的测量
，特别是一种测量直径可调的球径仪及曲率半径和偏移量测量方法。
技术介绍
球面、非球面镜在现代国防、商用领域有着极大的应用，其尺寸也从几十毫米到几千毫米不等，大型球面镜例如500mm以上的，由于自身尺寸太大，另有其它测量方法。对于中小型球面镜、非球面镜的测量，可以用球径仪直接进行在位测量，避免工件的装夹带来费时的缺点。球径仪是用来测量球面或非球面光学元件曲率半径的仪器，作为精密的元件，如果测量不准确，则会对焦点及后续的加工造成很大的误差。现有的球径仪主要有三种：第一种是用于现场的粗略测量，通过转动卡盘改变半径，采用螺旋机构测量，但它有3个缺点：1.卡盘转动时同步性能不好，导致无法准确的确定圆心。2.该球径仪是手持式，由于工件重量的原因，只能针对小型工件测量。3.采用螺旋测微进行测量会对测量的精度有所影响。第二种是使用测环的球径仪，这种球径仪可以达到很高的精度，但是一种测环不能对不同直径工件进行测量，适用范围差，需要准备多个不同测量范围的测环，而且更换测环也比较麻烦。第三种就是计算机控制的球径仪，它可以改变直径进行测量，但都是通过电机来控制，通过光栅尺测量矢高，再由计算机计算得到，但它具有几个缺点：1.采用光栅尺测量再进行计算，理论误差会有所积累，并且安装比较繁琐。2.该球径仪采用计算机、步进电机进行控制，因此造价昂贵，而且占用空间比较大，不简便易用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测量直径可调的球径仪及曲率半径和偏移量测量方法，以克服现有技术的不足，本装置能够对不同直径的工件进行测量，期间不用更换测环，定心功能更好，而且具有自锁功能，操作简便，方便易用，而且可以根据精度要求更换指示表，使得读数更准确。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种测量直径可调的球径仪，包括指示表以及用于安装指示表的固定底座，固定底座上设有通孔，指示表固定安装于固定底座的通孔内，固定底座四周以通孔圆心为中心均设有至少三个竖直导轨，还包括能够相对竖直轨道上下滑动的升降台，升降台上设有能够同时分别与多个竖直导轨同时啮合滑动的滑动耳，固定底座四周以通孔圆心为中心均设有多个与竖直导轨间隔设置的底座滑槽，底座滑槽上设有能够在底座滑槽上滑动的滑块，滑块与升降台通过连杆连接，底座滑槽中间设有滑槽通孔，滑块下端固定有支脚，底座滑槽上设有用于标注滑块与固定底座通孔中心距离的刻度。关于竖直导轨，固定底座四周以通孔圆心为中心均设有三个竖直导轨。进一步的，滑动耳上设有用于将升降台与竖直轨道锁紧固定锁紧装置。对于锁紧装置，包括设置于滑动耳上设有用于套设于竖直轨道的通孔，滑动耳侧壁设有连通通孔的锁紧螺纹孔，锁紧螺纹孔内设有锁紧螺母。关于连杆的连接，两端分别铰接在滑块与升降台上，升降台侧壁设有用于连接连杆的铰接耳。在底座上，底座滑槽外端设有防止滑块滑落的挡块。关于升降台，升降台上设有调整升降台的水平度的水平仪，升降台中间设有取放孔。在支脚的连接方面，支脚与滑块通过螺纹连接。一种球面曲率半径偏移量测量方法，包括以下步骤：步骤1)、调整滑块至待测量工件的半径尺寸刻度位置，然后通过标准件对指示表进行调零校准；步骤2)、然后将校准后的本装置水平放入待测球面，使本装置的支脚与待测球面接触，然后调整指示表测头接触待测球面，直接读取指示表读数得到偏移量。一种球面曲率半径测量方法，包括以下步骤：步骤1)、调整滑块至待测量工件的半径尺寸刻度位置，固定支脚的高度；步骤2)、使支脚底面与标准件表面接触，对指示表校准；步骤3)、然后将校准后的装置水平放入待测工件表面，使支脚与待测球面接触，然后调整指示表测头接触待测工件表面，直接读取指示表读数得到偏移量；步骤4)、根据公式求出待测环半径下的曲率半径，式中r为部分球面的弦半径，在球径仪上为滑块底部中心圆孔与固定底座通孔中心的距离，即滑块在相应底座上的刻度读数；xR为对应该部分的矢高，对于待测工件，xR则是根据基准工件对应部分的矢高与指示表读数来求得，标准工件的矢高xR是根据已知的R与r和公式反求得到，R为测环所在口径弦半径r处的待求曲率半径。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术一种测量直径可调的球径仪，包括指示表以及用于安装指示表的固定底座，固定底座上设有通孔，指示表固定安装于固定底座的通孔内，固定底座四周以通孔圆心为中心均设有至少三个竖直导轨，还包括能够相对竖直轨道上下滑动的升降台，升降台上设有能够同时分别与多个竖直导轨同时啮合滑动的滑动耳，固定底座四周以通孔圆心为中心均设有多个与竖直导轨间隔设置的底座滑槽，底座滑槽上设有能够在底座滑槽上滑动的滑块，滑块与升降台通过连杆连接，底座滑槽中间设有滑槽通孔，滑块下端固定有支脚，通过升降台带动三个滑块进行靠近或远离圆心运动，进而将实现三个支脚至固定底座中心距离与待测工件半径相同，可以实现对不同直径工件的测量，不用更换测环，整个装置占用空间小，简单方便。三个支脚同时沿着直径方向移动，可以进行定心功能，从而使得指示表的测头对准工件的球心位置，使得测量更准确。测量直径的调整采用滑块上下移动的方式，使得成本降低，采用锁紧机构，可以在指定的位置随时进行锁紧，操作简单方便。与此同时，支脚可以进行伸缩，从而对不同厚度的工件调整球径仪高度，而非球面镜由于曲率半径是不相同的，调整高度可以进行非球面的测量。本专利技术一种球面曲率半径偏移量测量方法，通过调整滑块至待测量工件的半径尺寸刻度位置，然后通过标准件对指示表进行调零校准；然后将校准后的本装置水平放入待测球面，使本装置的支脚与待测球面接触，然后调整指示表测头接触待测球面，直接读取指示表读数得到偏移量，通过调整调整滑块至待测量工件的半径尺寸刻度位置，能够实现不同测量直径工件尺寸的测量，简单方便，测量速度快。一种球面曲率半径测量方法，通过调整滑块至待测量工件的半径尺寸刻度位置，能够满足不同待测工件的直径，然后固定支脚的高度；使支脚底面与标准水平面接触，对指示表校准；可以实现在位测量，将校准后的装置水平放入待测工件表面，使支脚与待测球面接触，然后调整指示表测头接触待测工件表面，直接读取指示表读数得到偏移量；利用公式以及直接测量的偏移量能够快速求出待测环半径下的曲率半径，式中各参数能够直接得到，由于可以实现在位测量，因此根据指示表读数判断当前加工是否精确，以便调节下一步的加工参数，快速便捷，方法简单，提高了工件加工效率。附图说明图1为本专利技术轴侧结构示意图。图2为本专利技术仰视轴侧图。图3为本专利技术主视图。图4为本专利技术俯视图。图5为本专利技术升降台结构示意图。图6为本专利技术固定底座轴侧示意图。图7为测量原理示意图。其中，1、指示表；2、锁紧螺母；3、滑动耳；4、竖直导轨；5、升降台；6、连杆；7、水平仪；8、滑块；9、底座滑槽；10、支脚；11、固定底座；12、挡块；13、测头；14、通孔；15、锁紧螺纹孔；16、铰接耳；17、取放孔。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：如图1至图7所示，一种测量直径可调的球径仪，包括指示表1以及用于安装指示表1的固定底座11，固定底座11上设有通孔，指示表1固定安装于固定底座11的通孔内，固定底座11四本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量直径可调的球径仪，其特征在于，包括指示表(1)以及用于安装指示表(1)的固定底座(11)，固定底座(11)上设有用于固定安装指示表(1)的通孔，固定底座(11)四周以通孔圆心为中心均设有至少三个竖直导轨(4)，竖直轨道(4)上设有能够相对竖直轨道(4)上下滑动的升降台(5)，升降台(5)上设有能够分别与多个竖直导轨(4)同时啮合滑动的滑动耳(3)，固定底座(11)四周以通孔圆心为中心均设有多个与竖直导轨(4)间隔设置的底座滑槽(9)，底座滑槽(9)上设有能够在底座滑槽(9)上滑动的滑块(8)，滑块(8)与升降台(5)通过连杆(6)连接，底座滑槽(9)中间设有滑槽通孔，滑块(8)下端固定有支脚(10)，底座滑槽(9)上设有用于标注滑块(8)与固定底座(11)通孔中心距离的刻度。

【技术特征摘要】
1.一种测量直径可调的球径仪，其特征在于，包括指示表(1)以及用于安装指示表(1)的固定底座(11)，固定底座(11)上设有用于固定安装指示表(1)的通孔，固定底座(11)四周以通孔圆心为中心均设有至少三个竖直导轨(4)，竖直轨道(4)上设有能够相对竖直轨道(4)上下滑动的升降台(5)，升降台(5)上设有能够分别与多个竖直导轨(4)同时啮合滑动的滑动耳(3)，固定底座(11)四周以通孔圆心为中心均设有多个与竖直导轨(4)间隔设置的底座滑槽(9)，底座滑槽(9)上设有能够在底座滑槽(9)上滑动的滑块(8)，滑块(8)与升降台(5)通过连杆(6)连接，底座滑槽(9)中间设有滑槽通孔，滑块(8)下端固定有支脚(10)，底座滑槽(9)上设有用于标注滑块(8)与固定底座(11)通孔中心距离的刻度。2.根据权利要求1所述的一种测量直径可调的球径仪，其特征在于，固定底座(11)四周以通孔圆心为中心均设有三个竖直导轨(4)。3.根据权利要求1所述的一种测量直径可调的球径仪，其特征在于，滑动耳(3)上设有用于将升降台(5)与竖直轨道(4)锁紧固定锁紧装置。4.根据权利要求3所述的一种测量直径可调的球径仪，其特征在于，锁紧装置包括设置于滑动耳(3)上设有用于套设于竖直轨道(4)的通孔(14)，滑动耳(3)侧壁设有连通通孔的锁紧螺纹孔(15)，锁紧螺纹孔(15)内设有锁紧螺母(2)。5.根据权利要求1所述的一种测量直径可调的球径仪，其特征在于，连杆(6)两端分别铰接在滑块(8)与升降台(5)上，升降台(5)侧壁设有用于连接连杆(6)的铰接耳(16)。6.根据权利要求1所述的一种测量直径可调的球径仪，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙林，刘剑锋，方续东，陈兆翔，李常胜，王鑫垚，蒋庄德，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61