[发明专利]便携式大直径深孔内螺纹中径在位测量仪及其测量方法

权利要求书

1.一种便携式大直径深孔内螺纹中径在位测量仪，其特征在于：包括圆柱筒结构的仪器壳体(2)、对称可径向滑动地安装在仪器壳体上的第一测量组件和第二测量组件、安装在仪器壳体内可轴向滑动的楔形块(9)、安装在仪器壳体底端用于测量楔形块前端位移变化的位移传感器(6)、与仪器壳体固定连接的操纵手柄(10)、推动楔形块轴线滑动的推杆(11)和设置在操纵手柄上的显示屏(12)；第一测量组件包括外端设有两个枝杈杆的第一测杆、设置在两个枝杈杆外端分别与被测件两个相邻螺纹槽匹配的第一测头(3)和第二测头(4)、设置在第一测杆内端与楔形块楔面构成高副连接的触头和第一复位弹簧(13)，第二测量组件包括第二测杆、设置在第二测杆外端与被测件螺纹槽匹配的第三测头(8)、设置在第二测杆内端与所述楔形块构成高副连接的触头和第二复位弹簧(14)；所述第三测头在轴线方向的位置位于所述第一测头和第二测头之间，且第三测头与第一测头相差1/2螺距，第一测头与第二测头相差1螺距；所述测头为钢珠测头，钢珠的直径与被测螺纹中径、螺距以及牙型角相匹配；所述触头为滚动轴承；所述位移传感器通过信号采集处理电路与显示屏连接。

2.根据权利要求1所述的便携式大直径深孔内螺纹中径在位测量仪，其特征在于：所述楔形块为两侧面为楔面、上下前后面为平面的楔形块。

3.根据权利要求2所述的便携式大直径深孔内螺纹中径在位测量仪，其特征在于:所述楔形块的楔角α为15°-20°。

4.根据权利要求3所述的便携式大直径深孔内螺纹中径在位测量仪，其特征在于:所述楔形块通过固定设置在仪器壳体内的导轨座可轴向滑动地安装在仪器壳体内。

5.根据权利要求1所述的便携式大直径深孔内螺纹中径在位测量仪，其特征在于:与仪器壳体固定连接的操纵手柄为中空管结构手柄。

6.根据权利要求5所述的便携式大直径深孔内螺纹中径在位测量仪，其特征在于:推杆(11)从所述中空管结构手柄中穿过通过球头端作用于楔形块。

7.根据权利要求1至6之一所述的便携式大直径深孔内螺纹中径在位测量仪，其特征在于:所述显示屏为LCD。

8.根据权利要求1至7之一所述测量仪在位测量大直径深孔内螺纹中径的方法，其特征在于包括以下测量步骤:

(1)根据被测件的螺纹中径设计一圆柱孔测量标准件，标准件的内径d_标准件＝d_{待测螺纹中径}+2△＝d_{待测螺纹中径}+2r_钢球*(1-sin(Φ/2))，其中Φ是待测螺纹牙型角，r_钢球是仪器第一测头，第二测头和第三测头所用钢球半径；

(2)将所述测量仪置于测量标准件内，推动推杆驱使楔形块向前移动，楔形块两侧楔面挤压第一测头、第二测头和第三测头沿仪器壳体径向移动，使其抵紧测量标准件内壁面，由位移传感器、信号采集处理电路和显示屏测出楔形块前端与位移传感器之间的距离，记为S0；

(3)将所述测量仪置于待测件螺纹孔内，操控操纵手柄和推杆，使第一测量组件的第一测头和第二测头及第二测量组件的第三测头进入被测件相应的螺纹槽内，推动推杆驱使楔形块向前移动，楔形块两侧的楔面挤压第一测头、第二测头和第三测头沿仪器壳体径向移动，使其抵紧被测件螺纹槽，转动操纵手柄(10)使三个测头沿待测件螺纹槽旋转至少2圈，由位移传感器、信号采集处理电路和显示屏测出楔形块前端与位移传感器之间的距离，记为S1；

(4)根据楔形块的楔角α和步骤(2)和步骤(3)测得的楔形块前端与位移传感器之间的距离之差△S＝S1－S0，计算出步骤(2)和步骤(3)两次测量在径向方向的径向差△r＝△S×sinα；α为楔形块的楔角；

(5)由步骤(4)得到的径向差△r和标准件的内径d_标准件得到被测件的螺纹中径d_中＝d_标准件+2△r。