[发明专利]一种基于梯形滑块机构的大尺寸内螺纹中径测量装置及中径表征算法

权利要求书

1.一种基于梯形滑块机构的大尺寸内螺纹中径测量装置，其特征在于：包括1-楔形锁紧套筒；2-楔形仪器壳体；3-球测头；4-第一基座杆；5-梯形滑块；6-定位块；7-垫片；8-螺栓；9-第二基座杆；10-第一复位弹簧；11-第二复位弹簧；12-光栅尺测头；13-光栅尺；14-倾角仪；15-数据处理显示系统；16-推杆。

2.根据权利要求1所述的基于梯形滑块机构的大尺寸内螺纹中径测量装置，其特征在于：所述楔形仪器壳体一侧有导向圆孔，孔内安装有小钢球以减小基座杆与孔壁的摩擦力，另一侧有两个定位螺纹孔，定位螺孔开在壳体上的平面内，且壳体内部表面开有开放式的圆柱槽，楔形仪器壳体一端有导向圆孔，孔内放置有小钢球以减小推杆与孔壁的摩擦力。

3.根据权利要求1所述的基于梯形滑块机构的大尺寸内螺纹中径测量装置，其特征在于：所述第一测头组件为活动测头组件，可通过推动梯形滑块改变其测量长度，实现与被测件接触，该组件包含一个可更换的球测头和安装球测头的基座杆，基座杆下端固定有钢球，球测头与基座杆通过螺纹联结。

4.根据权利要求1所述的基于梯形滑块机构的大尺寸内螺纹中径测量装置，其特征在于：所述第二测头组件为静止测头，其包含两个可更换球测头、两个安装球测头的基座杆、一个定位块以及复位弹簧，基座杆一端固定有小钢球，定位块上有限位凸出块，凸出块上有小孔，复位弹簧穿过凸出块上的孔连接两测头基座杆以实现两测头的联动，定位块上有开放式的圆柱形槽以实现固有小钢球基座杆的导向，还有两定位通孔用于安装定位螺栓。

5.根据权利要求1所述的基于梯形滑块机构的大尺寸内螺纹中径测量装置，其特征在于：所述梯形滑块斜面有开放式的圆柱槽，圆柱槽的直径与第一测头组件中基座杆上的小钢球直径相等，圆柱槽截面圆弧的长度小于或等于整个圆弧长度的二分之一，梯形滑块底面有固定的、均匀分布的小钢球。

6.根据权利要求1所述的基于梯形滑块机构的大尺寸内螺纹中径测量装置，其特征在于：所述推杆上开有槽用于安装光栅尺用于测量推杆移动的长度，光栅尺测头固定在楔形仪器壳体上，推杆的一端为空心圆柱腔。

7.根据权利要求1所述的基于梯形滑块机构的大尺寸内螺纹中径测量装置，其特征在于：所述第一测头组件通过楔形仪器壳体上的导向圆孔使其与壳体垂直，通过下端的固定钢球放置于梯形滑块的开放式的圆柱槽里实现导向运动，圆柱槽直径与钢球直径相等。

8.根据权利要求1所述的基于梯形滑块机构的大尺寸内螺纹中径测量装置，其特征在于：所述梯形滑块通过底部的钢球与楔形仪器壳体内部表面的开放式圆柱槽实现导向移动，圆柱槽与钢球直径相等且圆柱槽截面圆弧的长度大于整个圆弧长的二分之一以限制梯形滑块在钢球径向上的运动，梯形滑块通过螺纹与推杆联结，通过以上的限制，梯形滑块仅有圆柱槽轴线方向的自由度，即只能在轴向方向移动。

9.根据权利要求1至8之一所述大尺寸内螺纹中径测量装置的测量中径时，中径的表征算法为：

其中第一测头组与第二测头组之间距离的初始值为M₀，球测头直径为d₁，推杆移动的距离为s，被测螺纹中径为d₂，待测内螺纹牙型角为α，梯形滑块倾角为β，螺距为P。