沟槽测量装置的制作方法

1.本技术涉及测量领域，更具体地说，涉及一种沟槽测量装置。


背景技术：

2.沟槽是机械领域中常用的配合结构。例如带轮与带轮轴之间，就可以通过工件装配面上的沟槽与凸起配合，实现同步转动。为了能够保证装配成功率和设备可靠性，装配前需要对沟槽的各项参数进行检测。
3.传统上，对于沟槽的不同参数的测量需要用到不同的测量设备，如利用至少一个检测装置测量沟槽深度，以及至少一个检测设备测量沟槽的同轴度和位置度等。传统测量方式不仅测量成本较高，而且测量效率较低。
4.因此，如何提供一种同时测量沟槽深度和位置的测量装置成为本领域需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术提出了一种沟槽测量装置，以实现能够在横向方向x和纵向方向y上同时实现对沟槽的位置和深度的检测。
6.根据本技术，提出了一种沟槽测量装置，该沟槽测量装置包括基座、摆动杆和测杆，所述基座包括基体和支撑部，所述摆动杆包括杆体，该杆体的连接端绕在横向方向x上延伸的第一轴线s1可摆动地安装于所述支撑部，所述测杆的一端安装有触头，另一端绕在纵向方向y上延伸的第二轴线s2可摆动地安装于所述连接端，所述基体上安装有用于测量所述杆体摆动位置以获取沟槽在纵向方向y的深度参数的第一测量元件，所述杆体上安装有用于测量所述测杆的摆动位置以获取沟槽在横向方向x的位置参数的第二测量元件。
7.优选地，所述触头沿所述纵向方向y布置，该触头具有与被测沟槽相匹配的形状。
8.优选地，所述沟槽的长度方向、所述横向方向x和所述纵向方向y三者间互为垂直。
9.优选地，所述测杆固定安装有延伸杆，该延伸杆平行于所述测杆朝背向所述触头的方向延伸，所述第二测量元件用于通过测量所述延伸杆的摆动位置，以间接测量所述测杆相对于所述摆动杆的摆动状态。
10.优选地，所述摆动杆的连接端与所述基座的支撑部之间连接有第一弹性模块，在所述第一弹性模块的弹性力作用下，所述连接端可弹性偏摆地安装于所述支撑部；和/或所述测杆与所述连接端之间连接有第二弹性模块，在所述第二弹性模块的弹性力作用下，所述测杆可弹性偏摆地安装于所述连接端。
11.优选地，所述第一弹性模块包括间隔布置的第一安装块和第二安装块、以及互不干涉地连接于所述第一安装块和第二安装块之间的多个弹片，所述第一轴线s1穿过该多个弹片；所述第一安装块安装于所述支撑部，所述第二安装块安装于所述连接端。
12.优选地，所述第一弹性模块的弹片的数量为两个，该两个所述弹片彼此垂直延伸。
13.优选地，所述第二弹性模块包括弹性体和两个复位杆；其中，所述弹性体的第一端
安装于所述连接端，所述弹性体的第二端安装于所述测杆，所述第一端和第二端之间为可弹性变形的薄型部；所述复位杆安装于所述测杆和所述连接端中的一者上，并弹性接触另一者；所述两个复位杆分别位于所述薄型部的两侧。
14.优选地，所述基体和所述杆体之间连接有弹簧件，该弹簧件用于提供使所述杆体靠近或远离所述基体的弹性力；所述基体上安装有用于驱动所述杆体朝克服所述弹簧件的弹性力的方向摆动的单向驱动器。
15.优选地，所述基体安装有作用于所述杆体用于在所述杆体摆动过程中提供阻力的阻尼器。
16.根据本技术的技术方案，在沟槽测量过程中，摆动杆相对于基座摆动，以将触头与沟槽相配合。触头触及沟槽底部的情况下，第一测量元件测量摆动杆的杆体的偏摆位置，从而实现在纵向方向y上对沟槽深度的检测。与此同时，第二测量元件检测测杆在沟槽侧壁对触头的干涉下是否发生偏摆，从而实现在横向方向x上对沟槽位置的检测。而且通过更换测量点位，分别对比不同点位下的第一测量元件和第二测量元件的检测结果，还能够对沟槽的同轴度进行判断。
17.本技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
18.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施方式及其说明用于解释本技术。在附图中：图1为根据本技术优选实施方式的沟槽测量装置的立体图；图2为沟槽测量装置另一视角的立体图；图3为沟槽测量装置的侧视图；图4为图3的a部放大图；图5为沟槽测量装置的仰视图；图6为图5的b部放大图；图7为沟槽测量装置的测量原理图。
具体实施方式
19.本技术中涉及的“横向方向”和“纵向方向”等方位词是以附图中所示的方向进行描述的，其中“横向方向”表示图中所示x方向，“纵向方向”表示图中所示y方向。可以理解的是，上述方位词的描述是为了清楚表示本技术的技术方案而表示的相对位置关系，承载有本技术技术方案的产品的摆放布置方式可不限于本技术图中所示的方位关系，因此上述方位词不对本技术保护范围构成限制。
20.下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本技术的技术方案。
21.本技术提供了一种沟槽测量装置，该沟槽测量装置包括基座、摆动杆和测杆120，通过摆动杆在纵向防线y上的摆动测量沟槽的深度，通过测杆120相对于摆动杆在横向方向x上的摆动检测沟槽在横向方向x上的位置。具体如图1和图2所示，所述基座包括基体101和支撑部102，所述摆动杆包括杆体111，该杆体111的连接端112绕在横向方向x上延伸的第一轴线s1可摆动地安装于所述支撑部102，所述测杆120的一端安装有触头121，另一端绕在纵
向方向y上延伸的第二轴线s2可摆动地安装于所述连接端112。其中，所述基体101上安装有用于测量杆体111摆动位置以获取沟槽在纵向方向y的深度参数的第一测量元件131，所述杆体111上安装有用于测量所述测杆120的摆动位置以获取沟槽在横向方向x的位置参数的第二测量元件132，从而如图7所示，该装置能够分别实现触头121在横向方向x和纵向方向y上对所述沟槽的测量。
22.根据该沟槽测量装置，基座通过支撑部102将摆动杆与基体101间隔开，在其间留出摆动杆的摆动空间，第一测量单元位于该空间内安装于基体101上以测量杆体111的摆动位置，根据第一测量单元获取的测量值能够推导出触头121在纵向方向y上的摆动位置，从而实现对纵向方向y上的沟槽深度的测量。为提高测量精确度，第一测量元件131在杆体111的投影位置与连接端112的距离优选大于测杆120的长度，以使被测点位的摆臂长度大于触头的摆臂长度，以提高测量数值与实际数值的比例，从而获取更为准确的测量结果。可以理解的是，上述第一轴线s1和第二轴线s2的方向也可以互换，即摆动杆和测杆120的可摆动方向互换后该装置依然能够实现测量目的。
23.另一方面，第二测量元件132可以靠近测杆120安装于杆体111上，以直接测量测杆120的摆动幅度，或者优选情况下测杆120固定安装有延伸杆122，该延伸杆122平行于测杆120朝背向触头121的方向延伸。当测杆120绕第二轴线s2摆动时，延伸杆122靠近或远离杆体111，第二测量单元能够在距离测杆120较远的位置通过测量延伸杆122的摆动位置，以间接测量测杆120相对于摆动杆的摆动状态（检测是否存在摆动情况，或者测量摆动幅度的大小）。
24.如图2所示，在测量过程中，沟槽的长度方向、横向方向x和纵向方向y三者间优选互为垂直，沟槽测量装置的触头121在横向方向x上贴合沟槽宽度方向的侧壁以测量沟槽的位置情况，触头121在纵向方向y上抵触于沟槽底部，以测量沟槽深度情况。可以理解的是，上述沟槽的长度方向是指沟槽的标准长度方向，不排除沟槽在加工时存在误差（加工位置或同轴度）的可能，而对于沟槽在横向方向x上的位置误差可通过测量本装置的测杆120测量摆动状态进行判断。如图3所示，上述触头121优选沿纵向方向y布置，根据触头121在纵向方向y上的指向以决定测量时该装置位于沟槽纵向方向y的哪一侧。该触头121优选具有与被测沟槽相匹配的形状，以使触头121能够尽量贴合沟槽宽度方向两侧的侧壁。其中，根据沟槽常用的截面形状，所述触头121末端优选为弧形面或锥形面等。
25.上述杆体111和测杆120的偏摆可通过铰接连接方式实现，或者优选通过弹性变形结构的形变来实现，以减小结构配合间隙造成的测量误差。具体地，所述弹性变形结构可以为下文所述的第一弹性模块和第二弹性模块。如图3和图5所示，摆动杆的连接端112与基座的支撑部102之间优选连接有第一弹性模块，以在第一弹性模块的弹性力作用下，连接端112可弹性偏摆地安装于支撑部102。同理，测杆120与连接端112之间优选连接有第二弹性模块，在第二弹性模块的弹性力作用下，测杆120可弹性偏摆地安装于连接端112。
26.如图3和图4所示，所述第一弹性模块包括间隔布置的第一安装块141和第二安装块142、以及互不干涉（弹片间互相无直接接触）地连接于第一安装块141和第二安装块142之间的多个弹片143，第一轴线s1穿过该多个弹片143。根据该第一弹性模块，在横向方向x上，延伸方向不同的多个弹片143的投影相当于交叉于第一轴线s1，因此当第一安装块141和第二安装块142相对摆动时，能够尽量围绕第一轴线s1。其中第一弹性模块的弹片143的
数量优选为两个，该两个弹片143优选彼此垂直延伸。优选情况下，第一安装块141安装于支撑部102，第二安装块142安装于连接端112，以实现摆动杆相对于基座的弹性摆动。
27.如图5和图6所示，第二弹性模块包括弹性体151和两个复位杆152。其中，弹性体151的第一端153安装于连接端112，弹性体151的第二端154安装于测杆120，以通过该弹性体151的弹性变形实现偏摆动作。为准确把控偏摆轴心，该第一端153和第二端154之间为可弹性变形的薄型部155，测杆120相对于连接端112偏摆时，该薄型部155弯曲变形。优选如图6所示，所述薄型部155中间的厚度小于两端的厚度，第二轴线s2穿过该薄型部155的中间位置。所述复位杆152为弹性推杆，该复位杆152安装于测杆120和连接端112中的一者上，并弹性接触另一者，两个复位杆152分别位于薄型部155的两侧，从而使测杆120维持指向。而在测杆受到横向方向x的干涉导致偏摆时，测杆120克服复位杆152的弹性力使薄型部155弯曲变形，从而实现偏摆。
28.上述实施方式中虽然将第一弹性模块设置于支撑部102和连接端112之间，将第二弹性模块设置于连接端112和测杆120之间，但可以理解的是，支撑部102和连接端112之间以及连接端112和测杆120之间可以分别采用第一弹性模块或第二弹性模块的结构形式中的任意一种以实现弹性偏摆动作。
29.沟槽测量装置测量过程中，触头121需要与沟槽紧密配合，如图3所示，基体101和杆体111之间优选连接有弹簧件103，根据沟槽与测量装置的相对位置不同，可选择用于提供使杆体111靠近基体101的弹性力的弹簧件103，或者选择用于提供使杆体111远离基体101的弹性力的弹簧件103。优选地，在如图3所示的视角中，触头121指向纵向方向y的下方，弹簧件103提供使杆体111远离基体101的弹性力，同时使触头121向下摆动，直至触及沟槽底部。基体101上优选还安装有用于驱动杆体111朝克服弹簧件103的弹性力的方向摆动的单向驱动器104（汽缸、电推杆等），以在非测量状态下驱动触头121保持远离被测沟槽的状态。在摆动杆在上述弹簧件103的弹性力或单向驱动器104的驱动力作用下摆动的过程中，为减小结构间的冲击，基体101优选安装有作用于杆体111用于在杆体111摆动过程中提供阻力的阻尼器105，以在阻力作用下限制摆动杆的摆动速度。
30.根据本技术优选实施方式的沟槽测量装置，在测量过程中，该沟槽测量装置在垂直于横向方向x和纵向方向y的方向上优选为可移动的，以能够测量沟槽长度方向上的多个点位，根据不同点位上第一测量元件131和第二测量元件132的测量结果能够判断沟槽的延伸方向和同轴度是否符合标准。在任一测量点位上测量时，单向驱动器104首先释放杆体111，使杆体111在弹簧件103的弹性力推动下远离基体101，同时测杆120端部的触头121向下移动直至触及沟槽底部。在触头121进入沟槽的过程中，沟槽侧壁干涉触头121导致测杆120相对于摆动杆偏摆，从而当触头121移动到位后，第一测量元件和第二测量元件同时获取触头在横向方向x和纵向方向y上的检测结果。根据测量元件的选型（距离传感器、接近开关等）不同，该检测结果可以是与标准件相对比的对比结果，也可以为实际测量数值。
31.以上详细描述了本技术的优选实施方式，但是，本技术并不限于上述实施方式中的具体细节，在本技术的技术构思范围内，可以对本技术的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本技术的保护范围。
32.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本技术对各种可
能的组合方式不再另行说明。
33.此外，本技术的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本技术的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。