接触式测量装置的制作方法
专利名称：接触式测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量装置，特别涉及一种接触式测量装置。
背景技术：
在工件加工过程中，通常会采用接触式或者非接触式测量装置来对工件的平面 度、粗糙度等进行测量。接触式测量装置需要在被测工件的表面施加一定的压力。为了保 证测量精度，常见的接触式测量装置一般会采用气体导轨，通过空气的压力使导芯在导轨 中基本处于悬浮状态来减少导芯与导轨之间的摩擦。一种接触式测量装置，包括底座、测量尺、传感器、测量头、两个导芯、两个固定板 以及气体导轨，其中传感器和气体导轨均固定于底座上。该气体导轨上并排开设有两个通 孔，该两个导芯为圆柱体，且可分别穿过气体导轨的两个通孔并相对气体导轨滑动。两个固 定板与两个导芯呈矩形连接，其中两个导芯互相平行，两个固定板互相平行。测量尺固定连 接于其中一个固定板上，测量头固定连接于另一个固定板上。因为导芯为圆柱体，所以其在 导轨中运动时，除了可相对导轨上下滑动外，还可转动，采用两个导芯平行设置并通过固定 板将两个导芯连接起来的方式，可以避免导芯在滑动的过程中转动，增加了测量的精准度。 但是因为增加了导芯的数量，相应地需要增大导轨的宽度，这样既增大该测量装置的体积， 又增加了制造成本。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种可保证测量精度且体积较小的接触式测量装置。一种接触式测量装置，包括导轨、导向件以及与导向件一端固定连接的测头，该导 轨具有供导向件穿过的导向孔，导向件与其轴线垂直的截面轮廓为非圆形，导轨的导向孔 为非圆孔，以使导向件仅有一个沿导轨导向孔的轴线方向的自由度。一种接触式测量装置，包括导轨、穿过导轨的导向件以及与导向件一端固定连接 的测头，该导向件包括多个依次连接的侧面，导轨具有多个依次连接且与导向件的侧面对 应的侧板，以使导向件仅能于导轨内滑动。上述接触式测量装置中通过将导向件上与其轴线垂直的截面轮廓和气体导轨的 导向孔均设置为非圆形，使导向件相对于导轨只有一个自由度，可避免导向件于导轨内转 动，以保证测量精度。采用此种接触式测量装置仅用一个导向件和导轨即可，节省了成本且 减小了体积。
图1是本发明实施例的接触式测量装置的立体分解图。图2是图1所示接触式测量装置去掉外壳后的立体分解图。图3是图2所示接触式测量装置另一视角的立体分解图。图4是图1所示气体导轨的立体剖面图。
具体实施例方式下面结合附图及实施方式对本发明提供的接触式测量装置作进一步详细说明。请参阅图1，本发明实施例提供的接触式测量装置100包括底座10、固定于底座10 上的传感器20、气体导轨30和抵持件40、与抵持件40连接的连接件50、平行连接于连接件 50同侧的导向件60和测量尺70、与导向件60固定连接的测头80以及盖于底座10上的外 壳90。导向件60穿过气体导轨30并可相对气体导轨30滑动。
请同时参阅图2，底座10具有第一基板11以及从第一基板11相对两边缘垂直延 伸的第二基板13和第三基板15。第一基板11上开设有安装孔111。第二基板13的中部 设置有连接头131，以与数控机床(图未示)连接。第三基板15上开设有通孔151，可供测 头80穿过。传感器20固定于第一基板11上，用于读取测量尺70的刻度。请同时参阅图1和图4，气体导轨30固定于第一基板11上，与传感器20并排。气 体导轨30大致为长方体结构，包括两个第一侧板31、两个第二侧板33、由该两个第一侧板 31和两个第二侧板33围成的正方形的导向孔35以及依次连接并围成该导向孔35的内侧 面37。该两个第一侧板31相对设置，该两个第二侧板33相对设置，第一侧板31和第二侧 板33可采用螺钉连接、铆接、焊接或胶粘等方式连接，本实施例中，第一侧板31和第二侧板 33通过螺钉连接。导向件60可滑动地容纳于导向孔35中。第一侧板31上自外表面向内部开设有一个进气口 311，其内部还开设有与进气口 311相通的导气孔313以及与导气孔313连通的多个出气口 315，出气口 315延伸至气体导 轨30的内侧面37与气体导轨30的导向孔35相通。第二侧板33的内部开设有与第一侧板31的导气孔313相通的气道(图未示)以 及与气道连通的出气口 331，该出气口 331延伸至气体导轨30的内侧面37且与气体导轨 30的导向孔35相通。气体导轨30的内侧面37上向气体导轨30内部凹陷形成有导槽371，导槽371沿 气体导轨30的内侧面37延伸并使第一侧板31上的各出气口 315连通以及使第二侧板33 上的各出气口 331连通。请同时参阅图2和图3，抵持件40 —端与第二基板13固定连接，用于提供测量压 力，其可为弹簧、气泵等能够提供变化测量压力的装置，本实施例中，抵持件40为弹簧。连接件50为板状结构，与抵持件40的另一端固定连接。导向件60为中空结构，所以导向件60具有重量轻且制造方便的优点。导向件60 上与其轴线垂直的截面轮廓为非圆形，本实施例中为正方形，即导向件60包括四个依次垂 直连接的侧面。导向件60通过螺钉与连接件50固定连接，穿过气体导轨30的导向孔35 并可相对气体导轨30滑动。导向件60与抵持件40分别位于连接件50的相对两侧。测量尺70通过螺钉固定于连接件50上，紧靠气体导轨30。测量尺70与导向件 60平行，且位于连接件50的同侧。导向件60和测量尺70均垂直于连接件50，当导向件60 运动时，测量尺70与导向件60 —同运动。测头80与导向件60固定连接，测头80的端部从底座10的第三基板15的通孔 151穿过，以对外部的待测工件(图未示)进行测量。
请参阅图1，外壳90盖于底座10的外部以保护固定于底座10上的各个元件，同时 可以防尘，外壳90上开设有一个安装孔91。 请同时参阅图1至图4，气体导轨30的其中一个进气口 311与外壳90的安装孔 91相连通，另一个进气口 311与第一基板11的安装孔111相连通。可以选择从外壳90的 安装孔91或者底座10的安装孔111其中之一或者两者一起给气体导轨30通气。气体从 进气口 311进入后，可经过导气孔313流向出气口 315以及导槽371，并最终流入气体导轨 30的导向孔35内，从而可以使导向件60悬浮于气体导轨30内，减小其相对气体导轨30滑 动时的摩擦。因为导向件60的截面为正方形，气体导轨30的导向孔35也为正方形孔，所以可 使导向件60仅相对气体导轨30滑动而不会在其中转动，使用一个导向件60便可保证测量 精度，同时也降低了成本，减小了接触式测量装置100的整体体积。此外，因为仅使用了一 个导向件60，气体导轨30的体积也较小，可以将传感器20与气体导轨30并排设置，从而使 导向件60与测量尺70平行，并通过尽可能地减少测量尺70与导向件60之间的距离的方 法来减少平行度的误差，从而可以减少该接触式测量装置100的长度。可以理解，导向件60与其轴线垂直的截面轮廓还可以为除正方形以外的其余形 状，如六边形、三角形等，优选正多边形等对称图形，这可使导向件60各向受力对称。另外，导向件60与其轴线垂直的截面轮廓形状与气体导轨30的导向孔35的形状 也可以不同。如导向件60与其轴线垂直的截面轮廓为三角形，气体导轨30的导向孔35为 正方形，只要能避免导向件60在气体导轨30内转动，仅能相对气体导轨30滑动即可。另， 为避免导向件60出现晃动，此种情况需要在气体导轨30上设置三个进气口，使导向件60 的三个面能受力均勻。当然，还可以使传感器20与连接件50连接，而将测量尺70固定于底座10上，只 要传感器20与测量尺70其中之一能与导向件60运动即可。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所 做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
权利要求
一种接触式测量装置，包括导轨、导向件以及与所述导向件一端固定连接的测头，所述导轨具有供所述导向件穿过的导向孔，其特征在于所述导向件与其轴线垂直的截面轮廓为非圆形，所述导轨的导向孔为非圆孔，以使所述导向件仅有一个沿所述导轨导向孔的轴线方向的自由度。
2.如权利要求1所述的接触式测量装置，其特征在于所述接触式测量装置还包括测 量尺与传感器，所述测量尺和传感器其中之一与所述导向件一起运动。
3.如权利要求2所述的接触式测量装置，其特征在于所述接触式测量装置还包括连 接件，所述导向件和测量尺均与所述连接件固定连接，所述导向件和测量尺平行，且所述导 向件、测量尺和传感器均位于所述连接件的同侧。
4.如权利要求1所述的接触式测量装置，其特征在于所述导轨为气体导轨。
5.如权利要求4所述的接触式测量装置，其特征在于所述导轨上设置有进气口以及 与所述进气口相通的出气口，所述出气口朝向所述导向件，所述导轨具有朝向所述导向件 的内侧面，所述内侧面上还开设有与所述导轨的出气口连通的导槽。
6.如权利要求1所述的接触式测量装置，其特征在于所述导向件上与其轴线垂直的 截面轮廓为正多边形，所述导轨的导向孔为正多边形孔。
7.一种接触式测量装置，包括导轨、穿过所述导轨的导向件以及与所述导向件一端固 定连接的测头，其特征在于所述导向件包括多个依次连接的侧面，所述导轨具有多个依次 连接且与所述导向件的侧面对应的侧板，以使所述导向件仅能于所述导轨内滑动。
8.如权利要求7所述的接触式测量装置，其特征在于所述接触式测量装置还包括测 量尺与传感器，所述测量尺和传感器其中之一与所述导向件一起运动。
9.如权利要求7所述的接触式测量装置，其特征在于所述导轨为气体导轨。
10.如权利要求9所述的接触式测量装置，其特征在于所述导轨上设置有进气口以及 与所述进气口相通的出气口，所述出气口朝向所述导向件，导轨的侧板具有朝向所述导向 件的内侧面，所述内侧面上还开设有与所述导轨的出气口连通的导槽。
全文摘要
一种接触式测量装置，包括导轨、导向件以及与导向件一端固定连接的测头，该导轨具有供导向件穿过的导向孔，导向件与其轴线垂直的截面轮廓为非圆形，导轨的导向孔为非圆孔，以使导向件仅有一个沿导轨导向孔的轴线方向的自由度。本发明的接触式测量装置具有可保证测量精度且体积较小的优点。
文档编号G01B21/30GK101813471SQ20091030054
公开日2010年8月25日 申请日期2009年2月25日 优先权日2009年2月25日
发明者夏发平 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司
技术领域：
本发明涉及一种测量装置，特别涉及一种接触式测量装置。
背景技术：
在工件加工过程中，通常会采用接触式或者非接触式测量装置来对工件的平面 度、粗糙度等进行测量。接触式测量装置需要在被测工件的表面施加一定的压力。为了保 证测量精度，常见的接触式测量装置一般会采用气体导轨，通过空气的压力使导芯在导轨 中基本处于悬浮状态来减少导芯与导轨之间的摩擦。一种接触式测量装置，包括底座、测量尺、传感器、测量头、两个导芯、两个固定板 以及气体导轨，其中传感器和气体导轨均固定于底座上。该气体导轨上并排开设有两个通 孔，该两个导芯为圆柱体，且可分别穿过气体导轨的两个通孔并相对气体导轨滑动。两个固 定板与两个导芯呈矩形连接，其中两个导芯互相平行，两个固定板互相平行。测量尺固定连 接于其中一个固定板上，测量头固定连接于另一个固定板上。因为导芯为圆柱体，所以其在 导轨中运动时，除了可相对导轨上下滑动外，还可转动，采用两个导芯平行设置并通过固定 板将两个导芯连接起来的方式，可以避免导芯在滑动的过程中转动，增加了测量的精准度。 但是因为增加了导芯的数量，相应地需要增大导轨的宽度，这样既增大该测量装置的体积， 又增加了制造成本。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种可保证测量精度且体积较小的接触式测量装置。一种接触式测量装置，包括导轨、导向件以及与导向件一端固定连接的测头，该导 轨具有供导向件穿过的导向孔，导向件与其轴线垂直的截面轮廓为非圆形，导轨的导向孔 为非圆孔，以使导向件仅有一个沿导轨导向孔的轴线方向的自由度。一种接触式测量装置，包括导轨、穿过导轨的导向件以及与导向件一端固定连接 的测头，该导向件包括多个依次连接的侧面，导轨具有多个依次连接且与导向件的侧面对 应的侧板，以使导向件仅能于导轨内滑动。上述接触式测量装置中通过将导向件上与其轴线垂直的截面轮廓和气体导轨的 导向孔均设置为非圆形，使导向件相对于导轨只有一个自由度，可避免导向件于导轨内转 动，以保证测量精度。采用此种接触式测量装置仅用一个导向件和导轨即可，节省了成本且 减小了体积。
图1是本发明实施例的接触式测量装置的立体分解图。图2是图1所示接触式测量装置去掉外壳后的立体分解图。图3是图2所示接触式测量装置另一视角的立体分解图。图4是图1所示气体导轨的立体剖面图。
具体实施例方式下面结合附图及实施方式对本发明提供的接触式测量装置作进一步详细说明。请参阅图1，本发明实施例提供的接触式测量装置100包括底座10、固定于底座10 上的传感器20、气体导轨30和抵持件40、与抵持件40连接的连接件50、平行连接于连接件 50同侧的导向件60和测量尺70、与导向件60固定连接的测头80以及盖于底座10上的外 壳90。导向件60穿过气体导轨30并可相对气体导轨30滑动。
请同时参阅图2，底座10具有第一基板11以及从第一基板11相对两边缘垂直延 伸的第二基板13和第三基板15。第一基板11上开设有安装孔111。第二基板13的中部 设置有连接头131，以与数控机床(图未示)连接。第三基板15上开设有通孔151，可供测 头80穿过。传感器20固定于第一基板11上，用于读取测量尺70的刻度。请同时参阅图1和图4，气体导轨30固定于第一基板11上，与传感器20并排。气 体导轨30大致为长方体结构，包括两个第一侧板31、两个第二侧板33、由该两个第一侧板 31和两个第二侧板33围成的正方形的导向孔35以及依次连接并围成该导向孔35的内侧 面37。该两个第一侧板31相对设置，该两个第二侧板33相对设置，第一侧板31和第二侧 板33可采用螺钉连接、铆接、焊接或胶粘等方式连接，本实施例中，第一侧板31和第二侧板 33通过螺钉连接。导向件60可滑动地容纳于导向孔35中。第一侧板31上自外表面向内部开设有一个进气口 311，其内部还开设有与进气口 311相通的导气孔313以及与导气孔313连通的多个出气口 315，出气口 315延伸至气体导 轨30的内侧面37与气体导轨30的导向孔35相通。第二侧板33的内部开设有与第一侧板31的导气孔313相通的气道(图未示)以 及与气道连通的出气口 331，该出气口 331延伸至气体导轨30的内侧面37且与气体导轨 30的导向孔35相通。气体导轨30的内侧面37上向气体导轨30内部凹陷形成有导槽371，导槽371沿 气体导轨30的内侧面37延伸并使第一侧板31上的各出气口 315连通以及使第二侧板33 上的各出气口 331连通。请同时参阅图2和图3，抵持件40 —端与第二基板13固定连接，用于提供测量压 力，其可为弹簧、气泵等能够提供变化测量压力的装置，本实施例中，抵持件40为弹簧。连接件50为板状结构，与抵持件40的另一端固定连接。导向件60为中空结构，所以导向件60具有重量轻且制造方便的优点。导向件60 上与其轴线垂直的截面轮廓为非圆形，本实施例中为正方形，即导向件60包括四个依次垂 直连接的侧面。导向件60通过螺钉与连接件50固定连接，穿过气体导轨30的导向孔35 并可相对气体导轨30滑动。导向件60与抵持件40分别位于连接件50的相对两侧。测量尺70通过螺钉固定于连接件50上，紧靠气体导轨30。测量尺70与导向件 60平行，且位于连接件50的同侧。导向件60和测量尺70均垂直于连接件50，当导向件60 运动时，测量尺70与导向件60 —同运动。测头80与导向件60固定连接，测头80的端部从底座10的第三基板15的通孔 151穿过，以对外部的待测工件(图未示)进行测量。
请参阅图1，外壳90盖于底座10的外部以保护固定于底座10上的各个元件，同时 可以防尘，外壳90上开设有一个安装孔91。 请同时参阅图1至图4，气体导轨30的其中一个进气口 311与外壳90的安装孔 91相连通，另一个进气口 311与第一基板11的安装孔111相连通。可以选择从外壳90的 安装孔91或者底座10的安装孔111其中之一或者两者一起给气体导轨30通气。气体从 进气口 311进入后，可经过导气孔313流向出气口 315以及导槽371，并最终流入气体导轨 30的导向孔35内，从而可以使导向件60悬浮于气体导轨30内，减小其相对气体导轨30滑 动时的摩擦。因为导向件60的截面为正方形，气体导轨30的导向孔35也为正方形孔，所以可 使导向件60仅相对气体导轨30滑动而不会在其中转动，使用一个导向件60便可保证测量 精度，同时也降低了成本，减小了接触式测量装置100的整体体积。此外，因为仅使用了一 个导向件60，气体导轨30的体积也较小，可以将传感器20与气体导轨30并排设置，从而使 导向件60与测量尺70平行，并通过尽可能地减少测量尺70与导向件60之间的距离的方 法来减少平行度的误差，从而可以减少该接触式测量装置100的长度。可以理解，导向件60与其轴线垂直的截面轮廓还可以为除正方形以外的其余形 状，如六边形、三角形等，优选正多边形等对称图形，这可使导向件60各向受力对称。另外，导向件60与其轴线垂直的截面轮廓形状与气体导轨30的导向孔35的形状 也可以不同。如导向件60与其轴线垂直的截面轮廓为三角形，气体导轨30的导向孔35为 正方形，只要能避免导向件60在气体导轨30内转动，仅能相对气体导轨30滑动即可。另， 为避免导向件60出现晃动，此种情况需要在气体导轨30上设置三个进气口，使导向件60 的三个面能受力均勻。当然，还可以使传感器20与连接件50连接，而将测量尺70固定于底座10上，只 要传感器20与测量尺70其中之一能与导向件60运动即可。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所 做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
权利要求
一种接触式测量装置，包括导轨、导向件以及与所述导向件一端固定连接的测头，所述导轨具有供所述导向件穿过的导向孔，其特征在于所述导向件与其轴线垂直的截面轮廓为非圆形，所述导轨的导向孔为非圆孔，以使所述导向件仅有一个沿所述导轨导向孔的轴线方向的自由度。
2.如权利要求1所述的接触式测量装置，其特征在于所述接触式测量装置还包括测 量尺与传感器，所述测量尺和传感器其中之一与所述导向件一起运动。
3.如权利要求2所述的接触式测量装置，其特征在于所述接触式测量装置还包括连 接件，所述导向件和测量尺均与所述连接件固定连接，所述导向件和测量尺平行，且所述导 向件、测量尺和传感器均位于所述连接件的同侧。
4.如权利要求1所述的接触式测量装置，其特征在于所述导轨为气体导轨。
5.如权利要求4所述的接触式测量装置，其特征在于所述导轨上设置有进气口以及 与所述进气口相通的出气口，所述出气口朝向所述导向件，所述导轨具有朝向所述导向件 的内侧面，所述内侧面上还开设有与所述导轨的出气口连通的导槽。
6.如权利要求1所述的接触式测量装置，其特征在于所述导向件上与其轴线垂直的 截面轮廓为正多边形，所述导轨的导向孔为正多边形孔。
7.一种接触式测量装置，包括导轨、穿过所述导轨的导向件以及与所述导向件一端固 定连接的测头，其特征在于所述导向件包括多个依次连接的侧面，所述导轨具有多个依次 连接且与所述导向件的侧面对应的侧板，以使所述导向件仅能于所述导轨内滑动。
8.如权利要求7所述的接触式测量装置，其特征在于所述接触式测量装置还包括测 量尺与传感器，所述测量尺和传感器其中之一与所述导向件一起运动。
9.如权利要求7所述的接触式测量装置，其特征在于所述导轨为气体导轨。
10.如权利要求9所述的接触式测量装置，其特征在于所述导轨上设置有进气口以及 与所述进气口相通的出气口，所述出气口朝向所述导向件，导轨的侧板具有朝向所述导向 件的内侧面，所述内侧面上还开设有与所述导轨的出气口连通的导槽。
全文摘要
一种接触式测量装置，包括导轨、导向件以及与导向件一端固定连接的测头，该导轨具有供导向件穿过的导向孔，导向件与其轴线垂直的截面轮廓为非圆形，导轨的导向孔为非圆孔，以使导向件仅有一个沿导轨导向孔的轴线方向的自由度。本发明的接触式测量装置具有可保证测量精度且体积较小的优点。
文档编号G01B21/30GK101813471SQ20091030054
公开日2010年8月25日 申请日期2009年2月25日 优先权日2009年2月25日
发明者夏发平 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司
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