本实用新型专利技术公开了一种非刚性连接的快速驱动高精度位移测量装置，包括支架、螺纹管、螺纹柱、测砧，螺纹管与螺纹柱配合，支架内设有测轴、弹性元件、用于测量测轴位移的测量元件，测轴的一端为测头，测头与测砧配合，测轴与螺纹柱连接，螺纹柱在导向机构的作用下只在轴向有自由度，测轴通过直线导轨与支架连接，弹性元件的一端与支架相连，另一端与测轴相连，弹性元件对测轴施加向着被测点方向的回复力。本实用新型专利技术测轴和驱动结构采用非刚性连接，测杆只由弹簧在同一形变位置提供恒定的测力，提高了重复性精度，防止过大的外部力作用在测杆上影响量具精度、损伤被测件，采用旋转、拨动的方式，满足快速切换尺寸的需求，测量效率高。
A fast driving and high precision displacement measuring device with non rigid connection
【技术实现步骤摘要】
非刚性连接的快速驱动高精度位移测量装置
本技术涉及一种位移测量装置，尤其涉及一种非刚性连接的快速驱动高精度位移测量装置。
技术介绍
位移测量装置，例如千分尺，用它测长度可以准确到0.01mm。现有的千分尺存在以下缺点：1.普通千分尺采用棘轮装置，棘轮装置恒定速度时测力较为稳定，但棘轮转动速度容易受外界因素影响而波动，最终产生的测量力不够稳定，测量同一零件尺寸会产生较大误差，因此测量重复性精度较低。杠杆式千分尺测力相对稳定，但只限于极小的行程范围内，而且杠杆式千分尺想要实现高精度测量，测量前需要用到标准量块进行零位调整，即相对测量，测量过程较为繁杂，而普通千分尺采用绝对测量，测量过程较为简单。2.传统量具测量轴与驱动结构为刚性链接，驱动部分能移动必定存在间隙，此间隙会将量具外部的力由刚性连接传递到测轴上，因此测杆会受到侧向力后发生歪斜，致使测杆与测砧之间丧失原有的平行精度，产生平行度误差，从而对测量的精度造成影响度，轴向力导致测力不恒定，也会影响测量精度；3.普通千分尺采用旋进式结构，旋进式会造成被测零件表面刮花，损坏被测零件，而且测杆会受到侧向力后产生平行度误差，对测量的精度造成影响，由于测杆与螺纹管采用螺纹配合的方式，导致测杆与螺纹管之间在相互不转动的时候会相互固定，在轴向没有自由度，人工操作时，若旋转螺纹管过快，测杆测头与待测零件碰撞会损坏待测零件，碰撞也使待测零件表面发生微变形，进而不再是原来的尺寸，影响测量精度，同时测头与测砧之间受到压力，导致弓形支架发生微小形变也会影响测量精度，卡规采用齿轮式，克服了旋转式千分尺的缺陷，但由于卡规通常采用齿轮式，测杆受力同样不恒定，容易出现重复性误差；4.在大批量以及大量程的测量中，需要人工不断旋转螺纹管以使测头与测砧适合不同尺寸、不同量程的零件，量程切换周期长、测量效率低下，测量人员操作费时费力。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种测力恒定、测量效率高、测量精度高、测量方便的快速位移测量装置。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：非刚性连接的快速驱动高精度位移测量装置，包括支架、螺纹管、螺纹柱、测砧，螺纹管内设螺纹与螺纹柱外设螺纹配合，所述支架内设有测轴、弹性元件、用于测量测轴位移的测量元件，测轴的一端为测头，所述测头与测砧配合，测轴与螺纹柱连接，螺纹柱在导向机构的作用下只在轴向有自由度，测轴通过直线导轨与支架连接，所述弹性元件的一端与支架相连，另一端与测轴相连，弹性元件对测轴施加向着被测点方向的回复力。优选的，所述测轴包括测杆和防转杆，测杆通过防转杆与螺纹柱连接，防转杆通过直线导轨与支架连接，测杆的非测头端通过非刚性连接部连接防转杆的一端，通过非刚性连接部连接后，所述测杆与防转杆在径向和轴向均有相互自由度。优选的，所述测杆与防转杆的连接端设有缺口，防转杆与测杆的连接端设有与所述缺口配合的凸块，所述的非刚性连接部包括凸块和缺口，所述凸块包括与防转杆连接的连接部以及与连接部连接的卡合部，卡合部的正投影面积大于连接部的正投影面积，当凸块与缺口的几何中心重合时，凸块的外壁与缺口内壁均不接触。优选的，所述的非刚性连接部由柔性材料制成。优选的，所述的支架上设有一号防转销钉，螺纹柱上设有二号防转销钉，沿防转杆轴线方向在防转杆上设有滑槽，所述一号防转销钉和二号防转销钉与所述滑槽配合，且一号防转销钉和二号防转销钉的轴线均垂直于防转杆的轴线。优选的，所述的支架内部固定设置有导向块，所述测轴上固定设置有固定块，固定块上设有导向杆，导向杆的轴线与测轴的轴线垂直，导向块上设有与导向杆配合的导向槽，导向槽与测杆轴线平行。优选的，所述的弹性元件为拉簧，导向块上设有拉簧柱，支架内设有滑轮，拉簧与滑轮配合，拉簧的一端固定在拉簧柱上，拉簧的另一端穿过滑轮后固定在导向杆上，拉簧的一端通过拉簧柱与支架相连，拉簧的另一端通过导向杆与测轴相连。优选的，所述的螺纹柱上设有轴孔，测轴的非测头端与所述轴孔配合并穿过所述轴孔，测轴的非测头端设有限位部，限位部的横截面积大于所述轴孔的横截面积，限位部用于防止测轴从向着被测点一端的轴孔脱出，但可以向远离被测点的轴向自由移动。优选的，所述的测量元件为编码光栅，所述编码光栅包括与支架相对静止的定栅以及与测轴同步动作的动栅。优选的，所述的支架上设有同轴的轴盖和防转套，轴盖的一端与支架螺纹连接，轴盖的另一端与防转套螺纹连接，防转杆设在轴盖和防转套的内部，轴盖和防转套设在螺纹管的内部，螺纹管内壁设有一号限位块，防转套外壁设有与一号限位块配合的二号限位块，支架上还设有扳手座，扳手座上铰接设有扳手，所述扳手与螺纹管的边缘处配合，扳手用于推动螺纹管向远离支架的方向运动。本技术的有益效果是：（1）拉簧的一端与支架连接，另一端与测杆连接，拉簧为测杆提供了唯一的回复力，根据胡克定律，测杆在任意同一移动位置所受的拉力为恒定值，因此，测杆所受测力恒定，量具的重复性精度显著提高。（2）防转杆的一端与测杆非刚性连接，另一端与螺纹柱非刚性连接，避免人为驱动对测杆施加外部力，仅由螺纹管带动防转杆为测杆提供轴向单向驱动力，此单向驱动力始终不影响测力，由此提高测量精度。（3）螺纹管与螺纹柱以自锁螺纹配合带动防转杆为测杆提供快速位移驱动，且可自锁于行程任意位置，扳手与螺纹管非刚性连接，扳手驱动螺纹管轴向移动带动防转杆可在自锁位置提供固定小行程的快速驱动，提高了批量测量的测量效率。（4）将普通千分尺绝对测量的优点、杠杆千分尺可自适应被测零件尺寸的优点、以及卡规直进直出式的优点集于一身，避免了传统千分尺棘轮刚性连接测杆，人为驱动棘轮，轴向测力不恒定，带来测量误差的问题，也避免了杠杆千分尺仅可在极小行程测力恒定，且需校准零位的问题。附图说明图1为本技术整体结构示意图；图2为缺口与凸块配合结构示意图；图3为测杆与固定块、导向块配合结构示意图；图4为螺纹管内部部分结构示意图；图5为扳手与螺纹管配合结构示意图；图中，1-支架，2-测砧，3-碗形橡胶，4-固定轴套，5-测杆，6-定栅，7-拉簧，8-动栅，9-导向杆，10-尾端轴套，11-轴盖，12-防转杆，13-防转套，14-一号防转销钉，15-螺纹柱，16-螺钉，17-端面盖，18-螺纹管，19-二号防转销钉，20-扳手，21-扳手轴，22-扳手座，23-导向块，24-拉簧柱，25-电池，26-滑轮，27-缺口，28-凸块，29-连接部，30-卡合部，31-固定块，32-垫片，33-一号限位块。具体实施方式下面将结合实施例，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。参阅图1-5，本技术提供一种技本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.非刚性连接的快速驱动高精度位移测量装置，包括支架（1），其特征在于：还包括螺纹管（18）、螺纹柱（15）、测砧（2），螺纹管（18）内设螺纹与螺纹柱（15）外设螺纹配合，所述支架（1）内设有测轴、弹性元件、用于测量测轴位移的测量元件，测轴的一端为测头，所述测头与测砧（2）配合，测轴与螺纹柱（15）连接，螺纹柱（15）在导向机构的作用下只在轴向有自由度，测轴通过直线导轨与支架（1）连接，所述弹性元件的一端与支架（1）相连，另一端与测轴相连，弹性元件对测轴施加向着被测点方向的回复力。/n
【技术特征摘要】
1.非刚性连接的快速驱动高精度位移测量装置，包括支架（1），其特征在于：还包括螺纹管（18）、螺纹柱（15）、测砧（2），螺纹管（18）内设螺纹与螺纹柱（15）外设螺纹配合，所述支架（1）内设有测轴、弹性元件、用于测量测轴位移的测量元件，测轴的一端为测头，所述测头与测砧（2）配合，测轴与螺纹柱（15）连接，螺纹柱（15）在导向机构的作用下只在轴向有自由度，测轴通过直线导轨与支架（1）连接，所述弹性元件的一端与支架（1）相连，另一端与测轴相连，弹性元件对测轴施加向着被测点方向的回复力。
2.根据权利要求1所述的非刚性连接的快速驱动高精度位移测量装置，其特征在于：所述测轴包括测杆（5）和防转杆（12），测杆（5）通过防转杆（12）与螺纹柱（15）连接，防转杆（12）通过直线导轨与支架（1）连接，测杆（5）的非测头端通过非刚性连接部连接防转杆（12）的一端，通过非刚性连接部连接后，所述测杆（5）与防转杆（12）在径向和轴向均有相互自由度。
3.根据权利要求2所述的非刚性连接的快速驱动高精度位移测量装置，其特征在于：所述测杆（5）与防转杆（12）的连接端设有缺口（27），防转杆（12）与测杆（5）的连接端设有与所述缺口（27）配合的凸块（28），所述的非刚性连接部包括凸块（28）和缺口（27），所述凸块（28）包括与防转杆（12）连接的连接部（29）以及与连接部（29）连接的卡合部（30），卡合部（30）的正投影面积大于连接部（29）的正投影面积，当凸块（28）与缺口（27）的几何中心重合时，凸块（28）的外壁与缺口（27）内壁均不接触。
4.根据权利要求2所述的非刚性连接的快速驱动高精度位移测量装置，其特征在于：所述的非刚性连接部由柔性材料制成。
5.根据权利要求2所述的非刚性连接的快速驱动高精度位移测量装置，其特征在于：所述的支架（1）上设有一号防转销钉（14），螺纹柱（15）上设有二号防转销钉（19），沿防转杆（12）轴线方向在防转杆（12）上设有滑槽，所述一号防转销钉（14）和二号防转销钉（19）与所述滑槽配合，且一号防转销钉（14）和二号防转销钉（19）的轴线均垂直于防转杆（12）的轴线。
【专利技术属性】
技术研发人员：黄郑平，杜军，
申请(专利权)人：成都华量传感器有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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