[发明专利]非刚性连接的快速驱动高精度位移测量装置

说明书

本发明公开了一种非刚性连接的快速驱动高精度位移测量装置，包括支架、螺纹管、螺纹柱、测砧，螺纹管内设螺纹与螺纹柱外设螺纹配合，支架内设有测轴、弹性元件、用于测量测轴位移的测量元件，测轴的一端为测头，测头与测砧配合，测轴与螺纹柱连接，螺纹柱在导向机构的作用下只在轴向有自由度，测轴通过直线导轨与支架连接，弹性元件的一端与支架相连，另一端与测轴相连，弹性元件对测轴施加向着被测点方向的回复力。本发明测轴和驱动结构采用非刚性连接，测杆只由弹簧在同一形变位置提供恒定的测力，提高了重复性精度，防止过大的外部力作用在测杆上影响量具精度、损伤被测件，采用旋转、拨动的方式，满足快速切换尺寸的需求，测量效率高。

技术领域

本发明涉及一种位移测量装置，尤其涉及一种非刚性连接的快速驱动高精度位移测量装置。

背景技术

位移测量装置，例如千分尺，用它测长度可以准确到0.01mm。现有的千分尺存在以下缺点：

1.普通千分尺采用棘轮装置，棘轮装置恒定速度时测力较为稳定，但棘轮转动速度容易受外界因素影响而波动，最终产生的测量力不够稳定，测量同一零件尺寸会产生较大误差，因此测量重复性精度较低。杠杆式千分尺测力相对稳定，但只限于极小的行程范围内，而且杠杆式千分尺想要实现高精度测量，测量前需要用到标准量块进行零位调整，即相对测量，测量过程较为繁杂，而普通千分尺采用绝对测量，测量过程较为简单。

2.传统量具测量轴与驱动结构为刚性链接，驱动部分能移动必定存在间隙，此间隙会将量具外部的力由刚性连接传递到测轴上，因此测杆会受到侧向力后发生歪斜，致使测杆与测砧之间丧失原有的平行精度，产生平行度误差，从而对测量的精度造成影响度，轴向力导致测力不恒定，也会影响测量精度；

3.普通千分尺采用旋进式结构，旋进式会造成被测零件表面刮花，损坏被测零件，而且测杆会受到侧向力后产生平行度误差，对测量的精度造成影响，由于测杆与螺纹管采用螺纹配合的方式，导致测杆与螺纹管之间在相互不转动的时候会相互固定，在轴向没有自由度，人工操作时，若旋转螺纹管过快，测杆测头与待测零件碰撞会损坏待测零件，碰撞也使待测零件表面发生微变形，进而不再是原来的尺寸，影响测量精度，同时测头与测砧之间受到压力，导致弓形支架发生微小形变也会影响测量精度，卡规采用齿轮式，克服了旋转式千分尺的缺陷，但由于卡规通常采用齿轮式，测杆受力同样不恒定，容易出现重复性误差；

4.在大批量以及大量程的测量中，需要人工不断旋转螺纹管以使测头与测砧适合不同尺寸、不同量程的零件，量程切换周期长、测量效率低下，测量人员操作费时费力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种测力恒定、测量效率高、测量精度高、测量方便的快速位移测量装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

非刚性连接的快速驱动高精度位移测量装置，包括支架、螺纹管、螺纹柱、测砧，螺纹管内设螺纹与螺纹柱外设螺纹配合，所述支架内设有测轴、弹性元件、用于测量测轴位移的测量元件，测轴的一端为测头，所述测头与测砧配合，测轴与螺纹柱连接，螺纹柱在导向机构的作用下只在轴向有自由度，测轴通过直线导轨与支架连接，所述弹性元件的一端与支架相连，另一端与测轴相连，弹性元件对测轴施加向着被测点方向的回复力。

优选的，所述测轴包括测杆和防转杆，测杆通过防转杆与螺纹柱连接，防转杆通过直线导轨与支架连接，测杆的非测头端通过非刚性连接部连接防转杆的一端，通过非刚性连接部连接后，所述测杆与防转杆在径向和轴向均有相互自由度。

优选的，所述测杆与防转杆的连接端设有缺口，防转杆与测杆的连接端设有与所述缺口配合的凸块，所述的非刚性连接部包括凸块和缺口，所述凸块包括与防转杆连接的连接部以及与连接部连接的卡合部，卡合部的正投影面积大于连接部的正投影面积，当凸块与缺口的几何中心重合时，凸块的外壁与缺口内壁均不接触。

优选的，所述的非刚性连接部由柔性材料制成。