一种具有自平衡轴的测量臂制造技术

本发明专利技术涉及一种具有自平衡轴的测量臂，包括：固定轴，所述的固定轴为中空结构，固定轴的后侧端面设置有轴向的固定轴环形槽；转动套，所述的转动套包括与固定轴的后侧端面对应的转动侧盖以及与固定轴轴向平行的上盖弧板；所述的转动侧盖内侧面设置有转动套内凹槽，转动套内凹槽与固定轴环形槽对应；连接轴，所述的连接轴通过轴承与固定轴旋转连接，连接轴一端部与转动侧盖连接；平衡扭簧，所述平衡扭簧设置在固定轴环形槽内，平衡扭簧的一端部固定安装于转动套内凹槽内，另一端部与固定轴环形槽连接。本发明专利技术提供了能够实现自动力矩平衡，达到稳定重心，缩小体积和重量，降低平衡扭簧的安装难度的测量臂。

A measuring arm with a self balancing axis

The invention relates to a measuring arm with a self balancing axis, including a fixed axis. The fixed axis is a hollow structure. The rear end face of the fixed axis is arranged with an axial fixed shaft ring groove, and the rotating sleeve includes a rotating side cover corresponding to the rear end face of the fixed shaft and a upper cover parallel to the axial axis. Arc plate; the inner side of the rotating side cover is arranged with a groove inside the rotating sleeve, the inner groove of the rotating sleeve corresponds to the ring groove of the fixed axis; the connecting shaft is connected to the fixed shaft by the bearing, and the connecting shaft is connected with the rotating side cover, and the balance torsion spring is set in the ring groove of the fixed axis, and the balance torsion spring is flat. One end of the torsion spring is fixedly installed in the groove of the rotating sleeve, and the other end part is connected with the annular groove of the fixed shaft. The invention provides a measuring arm capable of realizing automatic torque balance, achieving stable center of gravity, reducing volume and weight, and reducing installation difficulty of balancing torsion spring.

【技术实现步骤摘要】
一种具有自平衡轴的测量臂
本专利技术涉及测量臂自平衡控制领域，尤其是一种具有自平衡轴的测量臂。
技术介绍
测量臂作为一种精密三维尺寸测量工具广泛应用于模具和零件尺寸和装配检测测量，如逆向工程、造型设计、数模对比等应用中。其结构是由基座、多个运动轴（通常为6-7个）及测头组成，具有体积小，便携式使用，精度高，无限旋转，无死点测量的特点。而运动轴上相对运动的结构又主要包含旋转轴和固定轴两部分。测量臂在旋转测量时，除基座和第一运动轴（即A轴）以外,其他部分的重心位置随被测点位置变化发生相应变化，因而需要通过其平衡轴（即B轴）内的自平衡装置自动平衡重心力矩的变化，将位于测量臂末端的测头稳定定位于测量范围内空间任意位置之后，再用杠杆测头或激光测头进行接触式或非接触式精确测量，然后依据各个运动轴中的位置传感器的反馈位置信息计算获得被测点的精确位置信息。因此测量臂的自平衡装置是实现其精确测量功能的基础。测量臂平衡轴的主要结构包含自平衡装置、轴承机构和角度编码器。由于测量臂体积小的特点，其自平衡装置也是充分利平衡轴的旋转轴和固定轴两部分结构，通过平衡扭簧连接这两个部分来实现相对运动中的自平衡功能。自平衡装置功能的关键就是装置能根据测量臂除基座和第一运动轴以外其他部分的重心在空间位置的变化自动调节平衡扭簧的扭力，以实现旋转轴和固定轴在任意相对位置时平衡扭簧所产生的扭力扭矩与测量臂除基座和被测量轴以外其他部分的重力距之间达到力距平衡。测量臂然后通过同轴连接的位置传感器感应测量位置信息。这样就要求自平衡装置在安装过程中精确安装平衡扭簧才能达到力矩平衡。同时测量臂便携测量的特点要求其体积和重量尽量小。如果自平衡装置体积和重量过大的话，不仅在测量时会占据过大工位，不便移动，同时也不利于测量臂在测量时稳定测头重心位置。而且重量过大也会相应增加平衡扭簧尺寸和扭力规格，同时与平衡扭簧相配套的部件强度也需要得到相应增强。这样就会作为优选增大自平衡装置的体积和重量。传统测量臂（如图10-12）平衡轴解决方案是通过连接轴4依次水平串联自平衡装置1、轴承机构2和角度编码器3，平衡轴旋转轴5与连接轴4通过紧固件7固定连接，轴承机构2位于连接轴4和平衡轴固定轴6之间，通过轴承保证连接轴4与平衡轴固定轴6之间的相对转动。平衡扭簧8安装在平衡轴旋转轴5和平衡轴固定轴6之间。平衡扭簧8的两端分别卡在斜挡块9和平衡轴固定轴6的槽孔内。斜挡块9通过紧固件7与平衡轴旋转轴5固定连接。安装完成时连接轴4穿过平衡扭簧8内圈。由于平衡轴采用水平串联安装方式布置自平衡装置、轴承机构和角度编码器，这导致测量臂平衡轴水平长度较大，增大了平衡轴整体体积和重量，并且也不利于旋转测量时测量臂自身位置的稳定。同时，由于需要在安装过程中精确安装平衡扭簧，以保证旋转轴和固定轴在任意位置时的力矩平衡，而在传统的测量臂解决方案中卡住平衡扭簧的槽孔位置固定，只能通过调整斜挡块来调整平衡扭簧，而旋转轴和固定轴都是相对封闭的结构，这使得安装非常困难，需要经过不断循环拆卸，调整斜挡块位置，然后再安装测试，这样才能找到合适的平衡扭簧安装位置,同时这也造成巨大的人工和时间成本。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述中存在的问题，提供了能够实现自动力矩平衡，达到稳定重心，缩小体积和重量，降低平衡扭簧的安装难度的测量臂。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有自平衡轴的测量臂，包括：固定轴，所述的固定轴为中空结构，固定轴的后侧端面设置有轴向的固定轴环形槽；转动套，所述的转动套包括与固定轴的后侧端面对应的转动侧盖以及与固定轴轴向平行的上盖弧板；所述的转动侧盖内侧面设置有转动套内凹槽，转动套内凹槽与固定轴环形槽对应；连接轴，所述的连接轴通过轴承与固定轴旋转连接，连接轴一端部与转动侧盖连接；平衡扭簧，所述平衡扭簧设置在固定轴环形槽内，平衡扭簧的一端部固定安装于转动套内凹槽内，另一端部与固定轴环形槽连接。作为优选，所述的平衡扭簧的一端通过设置在转动套内凹槽上的可调扭簧卡箍安装于转动套内凹槽内，另一端通过设置在固定轴环形槽底部的固定扭簧卡箍安装于固定轴环形槽底部。作为优选，所述的连接轴为中空结构，其外沿为四级同轴心圆柱轴结构，其第四级圆柱轴外沿套接有编码器。作为优选，所述转动套内侧为三级同轴心中空圆柱，第一级为转动套内凹槽，第二级与第三级设置于上盖弧板内侧。作为优选，所述的固定轴环形槽的环宽大于平衡扭簧的线径。作为优选，所述的可调扭簧卡箍为耳形结构，可调扭簧卡箍的尺寸宽度与转动套内凹槽的中空圆柱结构相互匹配。作为优选，所述固定轴环形槽的内壁面设置有轴承机构套筒，轴承机构套筒为两级中空圆柱孔结构，第一级中空圆柱孔结构与固定轴的中空结构相互匹配。作为优选，所述的固定扭簧卡箍分为两级，第一级的外形与固定轴环形槽的外壁面相互匹配；第二级的外形与固定轴的外部弧形相互匹配。作为优选，所述的轴承机构为两个轴承；所述固定轴的中空结构内壁面设置有凸环，两个轴承分别卡合在凸环两侧端。作为优选，所述转动套与转动侧盖对立的一端设置有封盖；所述上盖弧板的顶部设置有贯穿的运动轴轴套；所述的固定轴底部设置有固定座。本专利技术的有益效果是：一种具有自平衡轴的测量臂，连接轴直接串联轴承机构和角度编码器，将轴承机构安装于连接轴与固定轴内轴套之间。平衡扭簧安装在这样使固定轴内外轴套之间。这样可以将轴承机构安装位于平衡扭簧内圈之中，大大缩短了运动轴水平方向的长度，减小了体积和重量。转动套和固定轴在安装平衡扭簧的位置各有一个空槽，通过两个相对独立的扭簧卡箍固定平衡扭簧两端，可以从外部直接完成平衡扭簧的安装和调整，大大降低的安装难度。同时转动套上的条形空槽较长，给与了可调扭簧卡槽加大的调整空间，可以在较大方位内进行调整以达到精确安装平衡扭簧实现扭矩平衡的目的，同时也降低了对平衡扭簧的技术要求，及其制造难度。同时轴承机构套筒采用较软材料为平衡扭簧发生形变是为轴承机构提供保护和缓冲，可以有效保障测量臂在测量使用过程中的精度一致性。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术所述的具有自平衡装置的测量臂平衡轴的整体结构示意图；图2是本专利技术所述的具有自平衡装置的测量臂平衡轴的侧部结构示意图；图3是本专利技术所述的具有自平衡装置的测量臂平衡轴的正面结构示意图；图4是本专利技术所述的具有自平衡装置的测量臂平衡轴的仰视结构示意图；图5是本专利技术所述的具有自平衡装置的测量臂平衡轴的正视剖面结构示意图；图6是本专利技术所述的具有自平衡装置的测量臂平衡轴的左视剖面结构示意图；图7是本专利技术所述的具有自平衡装置的测量臂平衡轴的右视剖面结构示意图；图8是本专利技术所述的具有自平衡装置的测量臂平衡轴的可调扭簧卡箍结构示意图；图9是本专利技术所述的具有自平衡装置的测量臂平衡轴的固定扭簧卡箍结构示意图；图10-12为传统测量臂平衡轴结构示意图。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。实施例1如图1-5所示的一种具有自平衡轴的测量臂，包括：固定轴6，所述的固定轴6为中空结构，固定轴6的后侧端面设置有轴向的固定轴环形槽61；转动套5，所述的转动套5包括与固定轴6的后侧端面对应的转动侧盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有自平衡轴的测量臂，其特征在于，包括：固定轴，所述的固定轴为中空结构，固定轴的后侧端面设置有轴向的固定轴环形槽；转动套，所述的转动套包括与固定轴的后侧端面对应的转动侧盖以及与固定轴轴向平行的上盖弧板；所述的转动侧盖内侧面设置有转动套内凹槽，转动套内凹槽与固定轴环形槽对应；连接轴，所述的连接轴通过轴承与固定轴旋转连接，连接轴一端部与转动侧盖连接；平衡扭簧，所述平衡扭簧设置在固定轴环形槽内，平衡扭簧的一端部固定安装于转动套内凹槽内，另一端部与固定轴环形槽连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有自平衡轴的测量臂，其特征在于，包括：固定轴，所述的固定轴为中空结构，固定轴的后侧端面设置有轴向的固定轴环形槽；转动套，所述的转动套包括与固定轴的后侧端面对应的转动侧盖以及与固定轴轴向平行的上盖弧板；所述的转动侧盖内侧面设置有转动套内凹槽，转动套内凹槽与固定轴环形槽对应；连接轴，所述的连接轴通过轴承与固定轴旋转连接，连接轴一端部与转动侧盖连接；平衡扭簧，所述平衡扭簧设置在固定轴环形槽内，平衡扭簧的一端部固定安装于转动套内凹槽内，另一端部与固定轴环形槽连接。2.根据权利要求1所述的一种具有自平衡轴的测量臂，其特征在于，所述的平衡扭簧的一端通过设置在转动套内凹槽上的可调扭簧卡箍安装于转动套内凹槽内，另一端通过设置在固定轴环形槽底部的固定扭簧卡箍安装于固定轴环形槽底部。3.根据权利要求1所述的一种具有自平衡轴的测量臂，其特征在于，所述的连接轴为中空结构，其外沿为四级同轴心圆柱轴结构，其第四级圆柱轴外沿套接有编码器。4.根据权利要求2所述的一种具有自平衡轴的测量臂，其特征在于，所述转动套内侧为三级同轴心中空圆柱，第一级为转动套内凹槽，第二级与第三级设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾鹰，董俊，阎素珍，
申请(专利权)人：广州市精谷智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44