专利名称：多维联动测头架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量仪器上的测头架。
背景技术：
测头架是测量仪的主要部件，用于固定安装测量头元件。现测量仪的形式中其中有一种如日本三井公司的测量仪，拖车很沉，由母丝杠带动，测头架安装在拖车上，在对径安装的测头架上放置测头，测头放在丝杠的螺旋槽内，能消除丝杠跳动或弯曲对测量造成的影响，但为了与对径安装的辅助测头配合，测头架在轴向可以靠弹簧调整，但很不方便， 整个机构复杂。还有一种如国产光栅测量仪，由于采用滚动导轨，拖车较轻，但测头架上只有一个测头，它既要带动拖车运动，又要通过拖车带动读数头移动实现位移测量，当导轨有误差或丝杠弯曲时，都会造成测头位置的变化，甚至与丝杠脱离接触，从而影响测量结果。对于螺纹导程误差的动态测量，它实际上是沿着螺旋线进行测量的。只有测量元件(如激光干涉仪的测量棱镜，光栅测量仪中的读数头)与测量测头一起沿着螺旋槽的固定位置移动才能真正反映螺旋线的误差，测量的结果才真实可靠，同时，为满足生产需要， 测头安装调整应快捷方便，故亟待有更好的测头架问世。
发明内容本实用新型的目的是提供一种多维联动测头架，其安装快捷方便，可以有效保证其上安装的测头真实反映测量误差。为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案一种多维联动测头架，用于固定安装测量头元件，包括有一测头架基体和安装在其上的测量棱镜，所述测头架基体通过一支架与测量仪的拖车刚性连接；在测头架基体的上方设置可实现轴向移动及摆动的轴向移动板及实现径向位移的径向导向板；一弹性机构体，通过轴向弹性元件和径向弹性元件实现与径向导向板及轴向移动板的连接；设有一组同向的联动测头，至少包括有带动测头和测量测头；所述的带动测头尾端固定在测头架基体上，头端置入被测件的滚道内；测量测头固定在弹性机构体的内侧底板上。所述的一组联动测头中还包括有一个外圆定位测头，该外圆定位测头尾端固定在弹性机构体的径向导向板上，头端抵在被测件的外圆上，有时，外圆定位测头需对径设置。当所述的被测件为丝杠时，带动测头头端置入丝杠的齿槽内；当所述的被测件为不同截形的螺纹(如蜗杆，梯形、矩形螺杆等)时，带动测头头端置入螺纹的螺旋槽内。本实用新型多维联动测头架是在测头架上集成多个测头，分工合作。带动测头随拖车运动，产生轴向位移；外圆定位测头克服丝杠弯曲对测量造成的影响；测量测头带着测量元件始终沿着某一条螺旋线轴向移动，实现测量。[0013]本实用新型的优点是整个测头架体积小，安装与调整都很方便；利用弹性元件和多个测头多维联动，定位准确，测量结果真实。
图1为本实用新型多维联动测头架结构示意图(应用状态)。图2为本实用新型多维联动测头架结构示意图(俯视)。图3为图2中的A-A剖示图(主视方向)。图4为图2中的B-B剖示图。图5为图2中的C-C剖示图。图6为图2中的D-D剖示图。图7为图2中的E-E剖示图。图8为图2中的F-F剖示图。
以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明具体实施方式
参阅图1、图2图3及图4所示，本实用新型多维联动测头架的基础通用部件为一测头架基体9和安装在其上的测量棱镜6，所述测头架基体9可以通过支架12与测量仪的拖车刚性连接；在测头架基体9的上方设置可实现轴向位移的轴向移动板11及径向位移的径向导向板10，设有一弹性机构体8，通过轴向弹性元件5和径向弹性元件7实现与径向导向板10的连接。还设有一组同向的联动测头，包括带动测头2、测量测头3和外圆定位测头 4 (至少应包括有带动测头和测量测头)；所述的带动测头2尾端固定在滑座13上，头端置入被测件的滚道内(图1所示实施例中，被测件是丝杠1，带动测头2的头端置入丝杠的齿槽内)；测量测头3固定在弹性机构体8的内侧底板上(弹性机构体8为一个平行四边形框，定义接近被测件一侧为内端)。所述的外圆定位测头4固定在径向导向板10上。图5是通过拉杆把径向导向板10置于滑座13的凸台上，使其带着测量测头与外园定位测头快速退离工件位，以方便调整。图6示出了用调整螺钉对径向导向板10沿径向进行微量移动的调整。图7示出了带动测头部位的安装结构。图8示出了外圆定位测头部位的安装结构。本实用新型多维联动测头架除了轴向、径向利用调整机构可调位移外，利用弹性元件，测量测头在带动测头和外圆定位测头的联合带动下，轴向、径向都有自由度，从而保证测量测头始终与螺旋线接触，真实反映丝杠(被测件)导程误差。本实用新型多维联动测头架可以根据被测丝杠的螺距，选择不同直径的带动测头、测量测头和外圆定位测头。各测头在安装时以伸出的长度最短为原则，这样既可以增强刚性又可以减少阿贝误差(这时测量棱镜距离丝杠中心最近)，并可分别用锁紧旋钮固紧。 根据被测丝杠的直径，调整滑座13到适当位置，用锁紧手柄将其锁紧。将带动测头2插入丝杠齿槽并移动工作台使其贴紧滚道中径，移动测量测头的左右移动旋钮，使测量测头3轻贴于丝杠中径附近的螺旋面上后，再继续移动lmm--2mm，用旋钮将其锁紧。对于长径比大、 容易弯曲的丝杠，要将外园定位测头4置于滚道外园上作辅助定位。[0030]本实用新型多维联动测头架的工作原理如图1所示，被测丝杠1由主轴带动作旋转运动，带动测头2放在被测件丝杠的齿槽(螺旋槽)内，靠螺旋升力的驱动带动测头架基体9作轴向运动，由于测头架基体放在拖车上，与拖车刚性连接，从而带动拖车运动，实现在丝杠全行程的动态测量。弹性机构体8在弹性元件5、7的作用下，可以沿轴向摆动，也可以在径向导向板10的带动下沿径向微动。测量测头3、测量棱镜6、外圆定位测头4就固定在弹性机构体上。由于存在导程误差，在拖车运动的过程中，测量测头2会在轴向产生摆动，这里的弹性元件5靠测量开始时储存的预压缩量保证测量测头始终与螺纹滚道接触而不会脱离；由于丝杠外圆或滚道存在径向跳动，测量过程中，测头会在径向产生位移，这里的弹性元件7靠测量开始时储存的预压缩量通过外圆定位测头4保证测量测头3始终与螺纹滚道的某一螺旋线接触；这样就保证了测量的准确性。另外，整个测头架体积小，安装与调整部很方便。此外，外圆定位测头4也可以由对径安装的测头代替，克服丝杠径向跳动对测量带来的影响。上述各实施例可在不脱离本实用新型的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本实用新型申请专利的保护范围。
权利要求1.一种多维联动测头架，用于固定安装测量头元件，包括有一测头架基体和安装在其上的测量棱镜，所述测头架基体通过一支架与测量仪的拖车刚性连接；其特征在于在测头架基体的上方设置可实现轴向位移的轴向移动板及径向位移的径向导向板；一弹性机构体，通过轴向弹性元件和径向弹性元件实现与轴向移动板及径向导向板的连接；设有一组同向的联动测头，至少包括有带动测头和测量测头；所述的带动测头尾端固定在测头架基体上，头端置入被测件的滚道内；测量测头固定在弹性机构体的内侧底板上。
2.根据权利要求1所述的多维联动测头架，其特征在于所述的一组联动测头中还至少包括有一外圆定位测头，该外圆定位测头尾端固定在弹性机构体的径向导向板上，头端抵在被测件的外圆上。
3.根据权利要求1所述的多维联动测头架，其特征在于所述的一组联动测头中还包括有一对对径设置的外圆定位测头，该外圆定位测头尾端固定在对径设置的弹性机构体上，头端抵在被测件的外圆上。
4.根据权利要求1所述的多维联动测头架，其特征在于所述的被测件为丝杠，带动测头头端置入丝杠的齿槽内。
5.根据权利要求1所述的多维联动测头架，其特征在于所述的被测件是截形为螺纹的蜗杆或梯形、矩形螺杆，带动测头头端置入螺纹的螺旋槽内。
专利摘要一种多维联动测头架，有测头架基体和测量棱镜，测头架基体通过支架与拖车连接；在测头架基体的上方设置轴向移动板及径向导向板；一弹性机构体，通过轴向弹性元件和径向弹性元件实现与径向导向板的连接；设有一组同向的联动测头，至少包括有带动测头和测量测头；带动测头尾端固定在测头架基体上，头端置入被测件的滚道内；测量测头和测量棱镜固定在弹性机构体的内侧底板上。还可有一个外圆定位测头，该外圆定位测头尾端固定在弹性机构体的径向导向板上，头端抵在被测件的外圆上，有时，外圆定位测头在对径设置。其是在测头架上集成多个测头，分工合作，整个测头架体积小，安装与调整都很方便；利用弹性元件和多个测头多维联动，定位准确，测量结果真实。
文档编号G01B11/00GK201955062SQ20102067137
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者张东松, 汪韬, 焦洁, 王树华, 王雪梅, 肖正义 申请人:北京机床所精密机电有限公司, 北京机床研究所