[发明专利]柱坐标测量机

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量装置，具体涉及一种柱坐标测量机。

背景技术

柱坐标测量机是利用传感技术和电子技术对柱坐标系物体（下称被测物体）进行坐标测量的数字化几何量测量仪器，用来测量被测物体表面的X、Y及C轴坐标，从而确定被测物体的相关参数。柱坐标测量机目前主要应用在船舶、航空、水电设备等制造行业中对具有复杂空间结构和形状的工件进行测量，如对螺旋桨叶片节距的测量等。

本发明拟改进的一种柱坐标测量机的结构主要包括：旋转轴系，所述旋转轴系安装在具有中心定位装置的基座上且两侧分别设有可绕该旋转轴系旋转的测量横臂和配重横臂；滑车体，所述滑车体活动安装在测量横臂上并可在第一运动导向机构的保持下沿旋转轴系的径向移动；测头单元，所述测头单元活动安装在滑车体上并可在第二运动导向机构的保持下沿平行于旋转轴系中心轴线的方向移动；以及配重装置，所述配重装置安装在配重横臂上以保持柱坐标测量机的平衡。当然，该柱坐标测量机中还应包括有用于测量滑车体水平运动位置的传感器、测头单元垂直运动位置的传感器以及旋转轴系旋转角度的传感器，以及与这些传感器信号连接的控制系统。但是，上述这些均是柱坐标测量机的常规设备，故本发明不再赘述。

其中，中心定位装置的作用是将基座安装定位在被测物体上，并使被测物体的基准中心与中心定位装置的定位中心重合。例如，当对螺旋桨叶片节距进行测量时，可采用类似卡盘结构的中心定位装置，并利用螺旋桨上本身已加工出的中心孔，将中心定位装置的卡爪卡入该中心孔孔壁，从而使中心定位装置的定位中心与中心孔的中心相重合。当然，中心定位装置并非必须采用上述结构，比如，作为中心定位装置的另外一种实现方式，可使用与中心孔配合的定位台阶。根据被测物体上测量基准的具体形式，还可采用其他结构的中心定位装置。

本发明拟改进的柱坐标测量机主要有以下几方面问题：第一，滑车体移动时测量横臂所承受的力矩会发生变化，从而导致测量横臂的变形量相应的发生微小改变，最终影响滑车体运动的水平度；第二，在使用中心定位装置的情况下，要保证柱坐标测量机的精度，自然也要求中心定位装置的定位中心与旋转轴系的中心轴线是重合的；然而，由于测量横臂、配重横臂的旋转以及滑车体的往复运动，会导致旋转轴系的受力发生变化，容易影响中心定位装置的定位中心与旋转轴系中心轴线的同轴度，从而降低测量精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测量精度较高的柱坐标测量机。

本发明柱坐标测量机包括：旋转轴系，所述旋转轴系安装在具有中心定位装置的基座上且两侧分别设有可绕该旋转轴系中心轴线旋转的测量横臂和配重横臂；滑车体，所述滑车体活动安装在测量横臂上并可在第一运动导向机构的保持下沿旋转轴系的径向移动；测头单元，所述测头单元活动安装在滑车体上并可在第二运动导向机构的保持下沿平行于旋转轴系中心轴线的方向移动；以及配重装置，所述配重装置安装在配重横臂上以保持柱坐标测量机的平衡；其中，所述旋转轴系包括主轴和与该主轴旋转适配连接的主轴套，测量横臂和配重横臂分别设置在主轴套的两侧，所述基座安装在主轴的下端；并且，所述测量横臂上第一运动导向机构的导向轨迹沿径向远离旋转轴系的方向向上倾斜，从而对滑车体移动时测量横臂变形量的变化进行补偿。

考虑到滑车体移动时测量横臂所承受的力矩将发生变化，导致测量横臂的变形量相应的发生微小改变，影响滑车体运动的水平度，因此，本发明将柱坐标测量机中所述测量横臂上第一运动导向机构的导向轨迹设计为沿径向远离旋转轴系的方向略微向上倾斜，从而对滑车体移动时测量横臂变形量的变化进行补偿。具体而言，当滑车体在第一运动导向机构的保持下沿旋转轴系的径向向远离旋转轴系的方向移动时，由于力臂的增大而导致测量横臂所承受的力矩相应增大，因此，测量横臂的变形趋势也相应的增大，而当第一运动导向机构的导向轨迹设计为沿径向远离旋转轴系的方向略微向上倾斜时，能够对滑车体移动时测量横臂变形量的变化进行补偿，由此提高了滑车体运行的水平度。当滑车体径向向靠近旋转轴系移动时亦同理。作为导向轨迹的一种具体形式，该导向轨迹为与水平面夹角15″至50″的直线。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述测量横臂与主轴套为一体，配重横臂安装在主轴套上；或者，所述测量横臂的端部具有与该测量横臂为一体并通过止转结构套置于主轴套上的外轴套，配重横臂安装在外轴套上。由此，可提高旋转轴系受力的整体性和均匀性，避免产生较大的局部变形。