技术特征：
1.一种三维测头防撞针装置，其特征在于：包括导向微位移模块和三维测头模块两组部件；所述导向微位移模块通过下端导向微位移模块底座上所具有的两个螺栓孔与测头外壳形成紧固连接，共同构成三维测头模块；导向微位移模块代表的是z向受力的一个模块，xy向受力是在z向模块的基础上进行一定的反转和旋转变换，导向微位移模块用于测量测针杆受到z向力时产生的位移变化量，三维测头模块用以固定和保护测头微位移模块，并与其他外部的壳体连接；三维测头模块中，测针杆安装于测针底座上，测针底座端面设计有磁吸凹槽；所述磁吸凹槽与导向微位移模块的底座中设计的磁吸结构相互之间形成互补结构，通过磁力吸附在一起；所述磁吸凹槽和磁吸结构采用磁极的nns或者ssn形式，其中nn或者ss部位采用不同的充磁方式，一种采用径向充磁，则另外一种采用轴向充磁。2.根据权利要求1所述的一种三维测头防撞针装置，其特征在于：所述导向微位移模块还包括一个微动开关安装位，内置一个微动开关，在测针底座与导向微位移模块底座吸附在一起时，将按压安装位内的微动开关实现闭合，给系统返回吸合完成的指示，如若微动开关不能闭合，则发出警示，提示测针底座安装不合格的状态。3.根据权利要求1所述的一种三维测头防撞针装置，其特征在于：对于所述导向微位移模块的上极板，其上安装一个微动开关，在微动开关的周围布置有一缓冲弹簧，在测针受到沿z轴方向的测力时，缓冲弹簧会受力被压缩；当接触力到达弹簧极限时，缓冲弹簧被极限压缩，微动开关会与导向微位移模块固定板接触，触发微动开关产生闭合动作，断开外部系统驱动电路同时发出危险警示，保护测头安全。4.根据权利要求3所述的一种三维测头防撞针装置，其特征在于：微动特征是导向微位移模块内部存在正交布置的高弹性圆柱杆，高弹性圆柱杆分为两层，每层横纵分别布置两根，每层为四根，总数为八根，第一压块和第二压块压在高弹性圆柱杆上，紧固高弹性圆柱杆；在测头受到轴向力作用时，弹性圆柱杆发生偏转。5.根据权利要求1所述的一种三维测头防撞针装置，其特征在于：对于所述分隔板上有两个安装孔位，通过该孔位与l型部件进行安装；导向微位移模块固定板通过其上的导向微位移模块安装孔位与其他导向模块进行安装；整个导向微位移模块通过导向微位移模块底座上的两个螺栓孔与测头外壳紧固连接，共同构成三维测头模块。6.根据权利要求1所述的一种三维测头防撞针装置，其特征在于：所述测针杆尖端的测球在受到沿z轴方向的力时，导向微位移模块受力变形，推动l型部件产生位移；高弹性圆柱杆产生变性，导向微位移模块上面承载的传感器下极板和分隔板上承载的传感器极板输出位移变化数据。
技术总结
本发明公开了一种三维测头防撞针方法与装置，在原有测头结构基础上增加三个方向上的监控装置，在不影响测量数据的前提下实现对测针极限变形的监控。包括磁吸凹槽、测针底座、测针杆、导向微位移模块底座、导向微位移模块与外壳定位孔、微动开关安装位、磁吸结构、微动开关、上极板、高弹性圆柱杆、分隔板、导向微位移模块固定板、L型部件、压块、缓冲弹簧、测头外壳、导向微位移模块、三维测头模块。采取的曲面磁吸结构既能保证定位的准确性又能提升重复定位的精度；在出现极限接触力时，磁吸部分能够及时脱开。微动开关加缓冲弹簧结构，保证在z轴方向上发生极限接触时，防止过快接触导致部件损坏，保证测头安全。保证测头安全。保证测头安全。
技术研发人员：石照耀 于江豪 宋辉旭
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2022.11.02
技术公布日：2023/3/21