[实用新型]一种接触式三维跟踪扫描测头

摘要

一种接触式三维跟踪扫描测头，由运动单元、感测单元、限位单元、信号处理单元及安装体系组成。所述运动单元包括探针、下运动板、下回复机构、Z向传动机构、X向传动机构、Y向传动机构、上运动板和上回复机构；所述感测单元由Z向直线位移传感器、X向直线位移传感器和Y向直线位移传感器组成，三个传感器中心线相互平行、横截面中心的连线构成等腰直角三角形，从而将探针末端的球头沿X、Y、Z三个方向的位移分别通过三个传感器获取并转换成电信号输出，实现了简单实用的机械式解耦，使测头具有空间利用率高、体积小巧、结构简单，优良的动态响应性能及测量大型复杂曲面零件廓形尺寸的能力，并可提高测量精度。

主权项

1.一种接触式三维跟踪扫描测头，其特征在于由运动单元、感测单元、限位单元、信号处理单元(18)及用于安装运动单元、感测单元、限位单元、信号处理单元的安装体系组成；所述运动单元包括探针(1)、下运动板(2)、下回复机构(3)、下固定片(4)、Z向传动机构(5)、X向传动机构(6)、Y向传动机构(7)、上运动板(8)、上回复机构(9)和上固定片(10)，下回复机构(3)和上回复机构(9)均含有弹性件；所述感测单元由Z向直线位移传感器(11)、X向直线位移传感器(12)和Y向直线位移传感器(13)组成；所述限位单元由Z向限位传感机构(14)、X向限位传感机构(15)和Y向限位传感机构(16)组成；所述信号处理单元(18)包括位移信号处理器(18.1)和电路板(18.4)；所述安装体系包括壳体(21)、顶盖(22)、底盖(19)、第一支撑柱(23)、第二支撑柱(24)、第三支撑柱(25)和支承板(17)，第一支撑柱(23)至少为三根，第二支撑柱(24)和第三支撑柱(25)的数量与第一支撑柱的数量相同，底盖(19)中心部位设置有供运动单元中的探针(1)通过的中心孔；所述底盖(19)与壳体(21)下端可拆卸连接；各根第一支撑柱(23)下端分别与下回复机构(3)和底盖周边组合，将下回复机构(3)可拆卸式地固定在底盖(19)上，各根第一支撑柱(23)上端分别与上回复机构(9)周边连接，将上回复机构(9)可拆卸式固定在第一支撑柱(23)上；各根第二支撑柱(24)下端分别与上回复机构(9)周边连接，各根第二支撑柱(24)上端分别与支承板(17)周边连接，将支承板(17)可拆卸式固定在第二支撑柱(24)上；各根第三支撑柱(25)下端分别与支承板(17)周边连接，各根第三支撑柱(25)上端分别与所述电路板(18.4)周边连接，将电路板(18.4)可拆卸式固定在第三支撑柱(25)上；所述下运动板(2)、下固定片(4)分别位于下回复机构(3)的顶面和底面，并与下回复机构(3)所含的弹性件连接；所述上运动板(8)、上固定片(10)分别位于上回复机构(9)的底面和顶面，并与上回复机构(9)所含的弹性件连接；以下运动板(2)的中心为原点建立三维直角坐标系，所述Z向传动机构(5)安装在下运动板(2)的顶面，其中心线与三维直角坐标系的Z轴重合，其上端与上运动板(8)连接；所述X向传动机构(6)安装在下运动板(2)顶面，其中心线与Z向传动机构(5)的中心线平行并与直角坐标系的X轴相交；所述Y向传动机构(7)安装在下运动板(2)顶面，其中心线与Z向传动机构(5)的中心线平行并与直角坐标系的Y轴相交，且该中心线距直角坐标系原点的距离与X向传动机构(6)的中心线距直角坐标系原点的距离相等；所述Z向直线位移传感器(11)安装在所述支承板(17)上，安装位置应使其中心线与Z向传动机构(5)的中心线重合，Z向直线位移传感器的动体与Z向传动机构(5)上端连接；所述X向直线位移传感器(12)安装在上运动板(8)上，安装位置应使其中心线与X向传动机构(6)的中心线重合，X向直线位移传感器的动体与X向传动机构(6)上端连接；所述Y向直线位移传感器(13)安装在上运动板(8)上，安装位置应使其中心线与Y向传动机构(7)的中心线重合，Y向直线位移传感器的动体与Y向传动机构(7)的上端连接；所述Z向限位传感机构(14)安装在上回复机构(9)和上固定片(10)上，所述X向限位传感机构(15)安装在上运动板(8)和X向传动机构(6)上，所述Y轴限位传感机构(16)在上运动板(8)和Y向传动机构(7)上；所述探针(1)下端为球头(1.1)，探针的上端通过磁力吸附作用与下运动板(2)底面连接，连接位置应使其中心线与Z向传动机构(5)的中心线重合，探针下端穿过底盖(19)的中心孔伸出，位于所述壳体(21)之外；所述位移信号处理器(18.1)安装在电路板(18.4)上；位移信号处理器(18.1)用于向Z向直线位移传感器(11)、X向直线位移传感器(12)、Y向直线位移传感器(13)提供启动激励信号，并将来自Z向直线位移传感器(11)、X向直线位移传感器(12)、Y向直线位移传感器(13)的标志被测工件表面参数的位移电信号转化为线性电压差信号传送给三坐标测量机或数控加工中心的处理系统；所述顶盖(22)安装在壳体上端，并与壳体上端可拆卸连接。