本实用新型专利技术公开了一种垂直式表面粗糙度测头及表面粗糙度仪，垂直式表面粗糙度测头包括固定架、移动架、位移测量模块、针杆、触针和导向装置，移动架竖向滑动连接于固定架上，移动架上设置针杆，移动架的底板上设有导向装置，导向装置能够用于对针杆进行竖向导向以防止针杆摆动，针杆的底端固定设置有触针，针杆穿过导向装置，触针贯穿移动架的底板，位移测量模块用于测量针杆竖直方向上的移动距离；表面粗糙度仪包括架体、移动装置和上述的垂直式表面粗糙度测头。本实用新型专利技术中，触针与针杆在导向装置的作用下，测量过程中始终与工件表面垂直，操作简便、测量精准程度高。
【技术实现步骤摘要】
垂直式表面粗糙度测头及表面粗糙度仪
本技术涉及测量设备
，特别是涉及一种垂直式表面粗糙度测头及表面粗糙度仪。
技术介绍
表面粗糙度是一项用以描述零件微观几何形状误差的技术指标，也是一种评定机械加工工艺的重要方法。在精密机械、仪器仪表、超精密加工等制造领域中，表面粗糙度都是一个被重视的参数，其测量理论研究与测量仪器研发一直是人们所关心的重点。现有技术中一般采用杠杆式触针式粗糙度测量仪，测量原理是通过触针与待测工件表面相对运动后，使触针在垂直方向上随着被测工件表面起伏，再利用传感器测量这种微小起伏，经过信号处理最终得到被测工件的表面信息，但杠杆触针式粗糙度测量仪由于其测量结构特性，导致其测量表面高度起伏变化时存在着不可避免的余弦误差，最终影响粗糙度测量仪的整体精度，虽然这种系统误差是可以通过角度传感器等一些手段补偿，但在纳米测量领域，这仍是不可避免的误差，且会在对仪器不确定度整体评估时，引入更多的不确定度，系统噪音也较大。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种垂直式表面粗糙度测头及表面粗糙度仪，以解决上述现有技术存在的问题，使装置操作简便、测量的精准程度高。为实现上述目的，本技术提供了如下方案：本技术提供一种垂直式表面粗糙度测头，包括固定架、移动架、位移测量模块、针杆、触针和导向装置，所述移动架竖向滑动连接于所述固定架上，所述移动架包括顶板、竖板和底板，所述竖板的两端分别与所述顶板和所述底板固定连接，所述针杆的顶端与所述顶板弹性连接，所述底板上设有所述导向装置，所述导向装置能够用于对所述针杆进行竖向导向以防止所述针杆摆动，所述针杆的底端固定设置有所述触针，所述针杆穿过所述导向装置，所述触针贯穿所述底板，所述位移测量模块用于测量所述针杆竖直方向上的移动距离。优选的，所述位移测量模块包括反射部和激光干涉仪，所述反射部为固定设置在所述针杆顶端的镀银层，所述反射部与所述针杆的中心线垂直设置，所述激光干涉仪的光路中心与所述针杆的中心线重合。优选的，所述导向装置包括垂直基准模块，所述针杆上沿周向设有多个所述导向半球，所述垂直基准模块包括多个滑块，所述滑块的数量与所述导向半球的数量相同，各所述滑块的内壁设有V形凹槽，各所述V形凹槽的两侧壁均与一个所述导向半球点接触，所述移动架的底板上设有至少一个定位销，至少一个所述滑块上设有定位孔且所述定位销能够伸入所述定位孔中。优选的，所述顶板的底面固定设置有振膜，所述针杆的顶端与所述振膜的中心通过环氧树脂薄层粘接。优选的，包括压力控制模块，所述压力控制模块包括距离调节装置和压力传感器，所述固定架上固定设置有距离调节装置，所述距离调节装置竖直设置，所述距离调节装置通过沿竖直方向微调所述移动架来调节所述触针与待测工件表面的距离，所述距离调节装置的底端顶紧在所述顶板的上表面上，所述压力传感器设置于待测产品下方用于监测待测样品所受压力。优选的，所述弹性连接件为弹簧，所述弹簧处于拉伸状态，各所述弹簧竖直设置且各所述弹簧关于所述距离调节装置对称设置。优选的，所述距离调节装置为深度千分尺，所述深度千分尺的测微螺杆顶紧在所述顶板上，所述深度千分尺的尺架与所述固定架固定连接。优选的，所述顶板的上表面设有连接块，所述深度千分尺的测微螺杆顶紧在所述连接块上。优选的，各所述滑块上设有滑动槽，两相邻的所述滑块之间设有滑动条，两相邻的所述滑块中，所述滑动条的一端与一个所述滑块固定连接，所述滑动条的另一端与另一个所述滑动槽滑动连接，各所述滑块的外侧壁均为曲面且曲率半径相同，通过使所述滑动条沿所述滑动槽移动来使没有设置所述定位孔的所述滑块沿所述针杆的径向移动。本技术还提供一种表面粗糙度仪，包括架体、移动装置和上述任意一项的垂直式表面粗糙度测头，所述固定架与所述架体连接，所述架体上固定设有所述移动装置，所述移动装置能够驱动所述固定架水平移动。本技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本技术提供一种垂直式表面粗糙度测头和表面粗糙度仪，设置固定架、移动架、针杆、触针和导向装置，移动架竖向滑动连接于固定架上，在测量待测工件表面的粗糙度时，可以根据待测工件的尺寸上下调整移动架的高度，调整到位并将移动架与固定架的相对位置固定后开始测量，操作简便，针杆的顶端与顶板弹性连接，通过测量针杆上下移动的距离里来计算出待测工件表面的粗糙度，导向装置能够用于对所述针杆进行竖向导向以防止针杆摆动，使得在测量时，针杆和触针始终竖直设置，宏观上，与水平设置的待测工件的检测面垂直，噪音水平低，提高测量的精准度；表面粗糙度仪上的移动装置固定架水平移动，并且在移动到设定的距离后停止移动、恢复原位，操作简便、测量精准度高。进一步的，位移测量模块包括反射部和激光干涉仪，反射部为固定设置在针杆顶端的镀银层，反射部与针杆的中心线垂直设置，激光干涉仪的光路中心与针杆的中心线重合，激光干涉仪不仅测量精度高，而且测量速度快，与计算软件配合可以快速给出粗糙度测量结果。进一步的，导向装置包括垂直基准模块，针杆上沿周向设有多个导向半球，垂直基准模块包括多个滑块，滑块的数量与导向半球的数量相同，各滑块的内壁设有V形凹槽，各V形凹槽的两侧壁均与一个导向半球点接触，点接触摩擦力小，使得各滑块基本不会对针杆的上下移动产生阻碍，保证测量的精准度，移动架的底板上设有至少一个定位销，至少一个滑块上设有定位孔且定位销能够伸入定位孔中，使得可以使各滑块的位置固定，即使拆卸后重新组装也能保证针杆与移动架的底板垂直。进一步的，顶板的底面固定设置有振膜，针杆的顶端与振膜的中心通过环氧树脂薄层粘接，针杆与移动架通过振膜连接并且使用环氧树脂为粘接剂，环氧树脂的粘接力强，不易因温度变化而变形，不影响透光。进一步的，压力控制模块包括距离调节装置和压力传感器，距离调节装置竖直设置，距离调节装置通过沿竖直方向微调移动架来调节触针与待测工件表面的距离，距离调节装置的底端顶紧在顶板的上表面上，压力传感器设置于待测产品下方用于监测待测样品所受压力，表面材质较软的工件在测量粗糙度时，如果受到的压力偏大容易被划伤，距离调整装置可以根据压力传感器指示的压力值来微调触针与工件表面的距离，改变针杆与顶板之间的连接结构的弹性变形量，调整工件受到的压力、防止划伤。进一步的，弹性连接件为弹簧，弹簧处于拉伸状态，各弹簧竖直设置且各弹簧关于距离调节装置对称设置，弹簧的弹性变形能力强、价格低，而且各弹簧对称设置，受力点均匀分布，能保证移动架的稳定性和平衡性。进一步的，距离调节装置为深度千分尺，深度千分尺的测微螺杆顶紧在顶板上，深度千分尺的尺架与固定架固定连接，深度千分尺为常见的检测用具，方便易得，而且因为工件表面所述的压力很小，稍作调节便可能超范围，深度千分尺调整精度高，方便将工件表面所受的压力快速调整到规定的范围内，无需反复调整。进一步的，顶板的上表面设有连接块，深度千分尺的测微螺杆顶紧在连接块上，测微螺杆不与移动架直接接触，测微螺杆与连接块互相摩擦本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种垂直式表面粗糙度测头，其特征在于：包括固定架、移动架、位移测量模块、针杆、触针和导向装置，所述移动架竖向滑动连接于所述固定架上，所述移动架包括顶板、竖板和底板，所述竖板的两端分别与所述顶板和所述底板固定连接，所述针杆的顶端与所述顶板的下表面弹性连接，所述底板上设有所述导向装置，所述导向装置能够用于对所述针杆进行竖向导向以防止所述针杆摆动，所述针杆的底端固定设置有所述触针，所述针杆穿过所述导向装置，所述触针贯穿所述底板，所述位移测量模块用于测量所述针杆竖直方向上的移动距离。/n
【技术特征摘要】
1.一种垂直式表面粗糙度测头，其特征在于：包括固定架、移动架、位移测量模块、针杆、触针和导向装置，所述移动架竖向滑动连接于所述固定架上，所述移动架包括顶板、竖板和底板，所述竖板的两端分别与所述顶板和所述底板固定连接，所述针杆的顶端与所述顶板的下表面弹性连接，所述底板上设有所述导向装置，所述导向装置能够用于对所述针杆进行竖向导向以防止所述针杆摆动，所述针杆的底端固定设置有所述触针，所述针杆穿过所述导向装置，所述触针贯穿所述底板，所述位移测量模块用于测量所述针杆竖直方向上的移动距离。
2.根据权利要求1所述的垂直式表面粗糙度测头，其特征在于：所述位移测量模块包括反射部和激光干涉仪，所述反射部为固定设置在所述针杆顶端的镀银层，所述反射部与所述针杆的中心线垂直设置，所述激光干涉仪的光路中心与所述针杆的中心线重合。
3.根据权利要求1所述的垂直式表面粗糙度测头，其特征在于：所述导向装置包括垂直基准模块，所述针杆上沿周向设有多个导向半球，所述垂直基准模块包括多个滑块，所述滑块的数量与所述导向半球的数量相同，各所述滑块的内壁设有V形凹槽，各所述V形凹槽的两侧壁均与一个所述导向半球点接触，所述移动架的底板上设有至少一个定位销，至少一个所述滑块上设有定位孔且所述定位销能够伸入所述定位孔中。
4.根据权利要求1所述的垂直式表面粗糙度测头，其特征在于：所述顶板的底面固定设置有振膜，所述针杆的顶端与所述振膜的中心通过环氧树脂薄粘接。
5.根据权利要求1所述的垂直式表面粗糙度测头，其特征在于：包括压力控制模块，所述压力控制模块包括距离调节装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：张树，施玉书，皮磊，史舟淼，高思田，李伟，李琪，李适，黄鹭，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11
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