專利名稱：孔軸角偏差測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種準(zhǔn)直裝置，尤其是適用孔軸兩種情況的角偏差測量裝置。
背景技術(shù)：
目前，德國Moller-Wedel Optical GmbH公司生產(chǎn)的ELCOMAT裝置可以測量孔和軸的角偏差，但是結(jié)構(gòu)比較松散，在孔和軸的切換過程復(fù)雜，美國專利US.5,717,491專門設(shè)計了一種針對孔的準(zhǔn)直裝置，但是對于準(zhǔn)直架同步旋轉(zhuǎn)還是存在一定的困難。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述不足，本實用新型的主要目的在于提供一種可以測量孔和軸的孔軸角偏差測量裝置，可以從計算機上屏幕上看到軸偏轉(zhuǎn)方向；其次要目的在于切換方便；測量架可同步旋轉(zhuǎn)。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是孔軸角偏差測量裝置，由準(zhǔn)直儀2、反射鏡3和測量架構(gòu)成，準(zhǔn)直儀2由發(fā)射器、接受器35、分光棱鏡32組合而成，發(fā)射器的光源33、擋光板40的小孔37、分光棱鏡32、鏡頭58依次在同一光軸上，分光棱鏡32下安置一接受器35，接受器35與計算機36之間由信號線24連接，從接受器獲取的光斑，光斑的坐標(biāo)可以中計算機的屏幕上觀察到，一個軸相對另一個軸的偏離的方向，可以從屏幕觀察到，一個軸相對另一個軸的偏離的方向是原點到光斑的所指的方向，軸的偏離的方向為ω＝arctg(x/y)(如圖31所示)。其中，坐標(biāo)的原點是指在接受器和發(fā)射器在一個軸上時，所觀察到斑點的位置；接受器35主要是對激光的光斑位置數(shù)據(jù)采集，位置檢測器件可以采用PSD，CCD，MOS等電路采集激光光光斑的位置，其原理是利用光照情況下光電二極管表面阻抗的變化來檢測光斑的位置。準(zhǔn)直儀2、反射鏡3分別固定在2個測量架上，反射鏡31在光軸上；其特征是測量架為L形底架1，準(zhǔn)直儀2、反射鏡3分別固定在2個L形底架1外側(cè)的梯形燕尾槽4上，且準(zhǔn)直儀2的光軸平行于L形底架1的底座，反射鏡31垂直于L形底架1的底座；L形底架1的底座頂端42處開有倒V型燕尾槽11，測量軸時，軸47與L形底架1的底座頂端的倒V型燕尾槽11相接觸，測量孔時，L形底架1的底座與孔的內(nèi)壁28相接觸。
所述的L形底架1由側(cè)部和底座構(gòu)成，側(cè)部的外側(cè)開有梯形燕尾槽4，在梯形燕尾槽4的底部開有圓弧狀長形的開口5，內(nèi)側(cè)開有沉孔槽6，緊固螺釘7位于沉孔槽6內(nèi)，底座12由緊固螺釘7緊固在梯形燕尾槽4中；側(cè)部與底座的拐角處開有前視觀察孔20、拐角底部的俯視觀察孔41，前視觀察孔20內(nèi)裝有透明的中心刻線窗21；底架上方刻有中心線18，底座的底座頂端42處開有倒V型燕尾槽11，倒V型燕尾槽11的底部開有一個彈片小槽15，長方矩形的彈片16由螺釘53固定在彈片小槽15的螺孔54中，彈片16的兩端刻有刻線45，刻線45與底架上方的中心線18在正視的時重疊，L形底架1的底座尾部開有觀察槽8。
測量孔時，在L形底架1的梯形燕尾槽4的拐角處或側(cè)部上端梯形燕尾槽中插一個梯形截面長條22；擋塊23與倒V型燕尾槽11、彈片小槽15相吻合，擋塊23上開有燕尾槽56，燕尾槽56與梯形燕尾槽4大小相應(yīng)，梯形截面長條22的上端梯形銷插入燕尾槽56中，擋塊23由螺釘55穿過螺母沉孔57和擋塊螺母孔44固定在梯形截面長條22的梯形銷上；梯形截面長條22的截面大小與梯形燕尾槽4大小相應(yīng)，梯形截面長條22的中心線上開有一個矩形槽27，矩形長條13的厚度與矩形槽27的厚度相應(yīng)；頂珠座25上開有梯形孔48，梯形孔48的形狀大小與梯形截面長條22形狀大小相應(yīng)，頂珠座25由梯形孔48套在梯形截面長條22上，并由螺釘26固定在梯形截面長條22上，頂珠座25上裝有頂珠17，頂珠17鑲嵌在有彈簧49的孔內(nèi)。
測量軸時，L形底架1的底座頂端的倒V型燕尾槽11與軸47相貼合，由柔性的帶子9將緊固件29和長條10綁在軸47上，緊固件29上面是一個矩形結(jié)構(gòu)，下面是一個倒V結(jié)構(gòu)；帶子9為尼龍搭扣帶，尼龍搭扣帶上設(shè)有絨面50、鉤面51。
分光棱鏡32與接受器35之間的垂直線上安裝一分光棱鏡30，準(zhǔn)直儀2的殼體上開有方向窺視毛玻璃孔14，方向窺視毛玻璃孔14上裝有毛玻璃，方向窺視毛玻璃孔14與分光棱鏡32和接受器35的光軸垂直并與分光棱鏡30在同一水平線上。
本實用新型采用上述結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)直儀2、反射鏡3分別固定在2個L形底架1外側(cè)的梯形燕尾槽4上，L形底架1的底座頂端42處開有倒V型燕尾槽11，測量軸時，軸47與L形底架1的底座頂端的倒V型燕尾槽11相接觸，測量孔時，L形底架1的底座與孔的內(nèi)壁28相接觸，實現(xiàn)可以測量孔和軸的目的。
本實用新型L形底架1由側(cè)部和底座構(gòu)成，側(cè)部的外側(cè)開有梯形燕尾槽4，梯形截面長條22的截面大小與梯形燕尾槽4大小相應(yīng)，頂珠座25由梯形孔48套在梯形截面長條22上。測量孔時，可將梯形截面長條22插入梯形燕尾槽4的上端或下端槽中，如圖14，圖15所示。當(dāng)測量軸時，抽掉梯形截面長條22即可，如圖13所示。因而本實用新型孔軸測量切換方便。
本實用新型測量軸時，通過倒V型燕尾槽11與軸47進行貼合，保證底架與軸47方向平行，通過柔性的帶子9將緊固件29和長條10綁在軸47上，同軸一起旋轉(zhuǎn)。測量孔時，梯形截面長條22的中心線上開有一個矩形槽27，矩形長條13的厚度與矩形槽27的厚度相應(yīng)，矩形長條13插入矩形槽27中，2個L形底架1一起旋轉(zhuǎn)。實現(xiàn)測量架可同步旋轉(zhuǎn)。
本實用新型采用分光棱鏡32與接受器35之間的垂直線上安裝一分光棱鏡30，準(zhǔn)直儀2的殼體上開有方向窺視毛玻璃孔14，方向窺視毛玻璃孔14上裝有毛玻璃，可以直觀的觀察到當(dāng)孔軸的角偏差方向，以及和中心位置之間的距離。
本實用新型結(jié)構(gòu)精巧，可以靈活進行定位測量，操作容易。


圖1是本實用新型的原理示意圖圖2是本實用新型的角度測量原理示意圖圖3是本實用新型的準(zhǔn)直光路圖圖4是本實用新型的L形底架1剖視結(jié)構(gòu)圖圖5是L形底架1側(cè)示圖圖6是L形底架1俯視圖圖7是L形底架拐角外觀察孔結(jié)構(gòu)圖圖8是L形底架拐角內(nèi)觀察孔結(jié)構(gòu)圖圖9是測量架分解圖圖10是孔測量裝配圖圖11是孔測量裝配俯視圖圖12是孔測量裝配正視圖圖13是軸測量裝配圖圖14是孔測量裝工作圖，用于空外范圍測量。
圖15是孔測量裝工作圖，用于空內(nèi)范圍測量。
圖16是頂珠座結(jié)構(gòu)圖圖17是頂珠座立體結(jié)構(gòu)圖圖18是軸測量裝配分解圖圖19是帶子圖圖20是準(zhǔn)直儀底座分解圖圖21是L形底架彈片安裝圖圖22是擋塊立體圖圖23是擋塊剖視圖圖24是擋塊俯視圖圖25是擋塊立體圖圖26是擋塊后示圖圖27是彈片刻線示意圖圖28是緊固件剖示圖圖29是緊固件立體圖圖30是CCD攝相頭采集圖片中，測量準(zhǔn)直儀所在的軸的軸心偏移的方向原理示意圖圖31是CCD攝相頭旋轉(zhuǎn)之后中，用光斑測量準(zhǔn)直儀所在的軸的軸心偏移的方向坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)圖圖32是本實用新可顯示孔軸偏移的方向的結(jié)構(gòu)圖圖中，1.L形底架，2.準(zhǔn)直儀，3.反射鏡，4.梯形燕尾槽，5.圓弧狀長形的開口，6.沉孔槽，7.緊固螺釘，8.觀察槽，9.帶子，10.長方形截面長條，11.倒V型燕尾槽，12.底座，13.矩形長條，14.方向窺視毛玻璃孔，15.彈片小槽，16.彈片，17.頂珠，18.中心線，19.螺釘，20.前視觀察孔，21.中心刻線窗，22.梯形截面長條，23.擋塊，24.信號線，25.頂珠座，26.螺釘，27.矩形槽，28.孔的內(nèi)壁，29.緊固件，30.分光棱鏡，31.反射鏡，32.分光棱鏡，33.光源，34.電路，35.電子測量裝置，36.計算機，37.孔，38.電源，39.開關(guān)，40.擋光板，41.拐角底部的俯視觀察孔，42.底座頂端，43.反射鏡固定螺母孔，44.擋塊螺母孔，45.刻線，47.軸，48.梯形孔，49.彈簧，50.絨面，51.鉤面，53.螺釘，54.螺孔，55.螺釘，56.燕尾槽，57.螺母沉孔，58.鏡頭，59.準(zhǔn)直儀運動平面，60.反射鏡運動平面，61.CCD攝相頭在橢圓長軸時采集圖像狀態(tài)，62.CCD攝相在橢圓短軸附近時采集圖像狀態(tài)，63.CCD攝相頭在橢圓長軸坐標(biāo)圖，64.CCD攝相頭旋轉(zhuǎn)ω坐標(biāo)圖，65.發(fā)射光，66.反射光，67.CCD攝相頭所在軸的軸心，68.反光鏡所在軸的軸心，69.發(fā)射光和反射光的法線，R、r分別為發(fā)射裝置和接受裝置光軸軸心與被測量軸的軸心之間的距離，θ為孔或軸的軸心角偏差，L為發(fā)射裝置和接受裝置之間的距離。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
如圖3、圖10所示，孔軸角偏差測量裝置，由準(zhǔn)直儀2、反射鏡3和測量架構(gòu)成，準(zhǔn)直儀2由發(fā)射器、接受器35、分光棱鏡32組合而成，發(fā)射器由光源33、電路34、電源38、開關(guān)39構(gòu)成，光源33可為激光光源，發(fā)射器的光源33、擋光板40的小孔37、分光棱鏡32、鏡頭58依次在同一光軸上，分光棱鏡32下安置一接受器35，接受器35與計算機36之間由信號線24連接；準(zhǔn)直儀2、反射鏡3分別固定在2個測量架上，反射鏡31在光軸上；測量架為L形底架1，準(zhǔn)直儀2、反射鏡3分別由螺釘19穿過發(fā)射器和接受器的底座12上的螺母孔43與底座12固定連接，準(zhǔn)直儀2、反射鏡3分別由緊固螺釘7固定在2個L形底架1外側(cè)的梯形燕尾槽4上，且準(zhǔn)直儀2的光軸平行于L形底架1的底座，反射鏡31垂直于L形底架1的底座；L形底架1的底座頂端42處開有倒V型燕尾槽11，測量軸時，軸47與L形底架1的底座頂端的倒V型燕尾槽11相接觸，測量孔時，L形底架1的底座與孔的內(nèi)壁28相接觸。接受器為電子測量裝置35。
如圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12所示，所述的L形底架1由側(cè)部和底座構(gòu)成，側(cè)部的外側(cè)開有梯形燕尾槽4，在梯形燕尾槽4的底部開有圓弧狀長形的開口5，內(nèi)側(cè)開有沉孔槽6，緊固螺釘7位于沉孔槽6內(nèi)，底座12由緊固螺釘7緊固在梯形燕尾槽4中；為了保證觀察與孔或軸的貼合情況，以及底架在圓周不同的角度貼合情況，在底架的拐角處開有一個觀察孔20、拐角底部的俯視觀察孔41，側(cè)部與底座的拐角處開有前視觀察孔20、拐角底部的俯視觀察孔41，前視觀察孔20內(nèi)裝有透明的中心刻線窗21；底架上方刻有中心線18，底座的底座頂端42處開有倒V型燕尾槽11，倒V型燕尾槽11的底部開有一個彈片小槽15，長方矩形的彈片16由螺釘53固定在彈片小槽15的螺孔54中(如圖21所示)，彈片16的兩端刻有刻線45(如圖27所示)，刻線45與底架上方的中心線18在正視的時重疊，L形底架1的底座尾部開有觀察槽8。
如圖10、圖22、圖23、圖24、圖25、圖26所示，測量孔時，在L形底架1的梯形燕尾槽4的拐角處或側(cè)部上端梯形燕尾槽中插一個梯形截面長條22；擋塊23與倒V型燕尾槽其中 其中L是反射鏡與準(zhǔn)直儀之間的距離，θ為兩個軸心之間的夾角，r是激光軸心到準(zhǔn)直儀安裝軸軸心的距離。該裝置設(shè)計一個準(zhǔn)直架，n測量 則有平均值θ‾=12nLΣi=1nΔD(i)]]>如圖13所示，測量軸時，軸47與L形底架1的底座頂端的倒V型燕尾槽兒相接觸，通過倒V型燕尾槽與軸47進行貼合，保證底座與軸47方向平行，通過柔性的帶子9將緊固件29和長條10綁在軸上，同軸一起旋轉(zhuǎn)，緊固件29上面是一個矩形結(jié)構(gòu)，下面是一個倒V結(jié)構(gòu)，可以通過兩個頂角與孔表面貼合，保證底架的底座與孔的軸心平行。
如圖14所示，測量孔時，在L形底架1的梯形燕尾槽4的拐角處，通過梯形燕尾槽的頂端插一個梯形截面長條22，梯形截面長條22的梯形梢長度不能超過透明窗，妨礙刻度線的觀察。為了保證測量架在孔內(nèi)穩(wěn)定性，在梯形截面長條22套上一個可以在上面滑動的頂珠座25，當(dāng)頂珠座固定時，頂珠通過彈簧與孔的內(nèi)壁28接觸，保持底座的穩(wěn)定性，方便操作，將頂珠頂進一點，底座有可以在孔內(nèi)移動。在梯形截面長條22中部中心線上開有一個矩形槽27，可以穿過一個同樣寬但不一樣高的片狀的長條，長條可以在槽內(nèi)滑動，當(dāng)長條同時穿過兩個底架時，該長條可以保證兩個底架相位角相同，可以同步旋轉(zhuǎn)，但不影響底架上下移動。如圖15所示，梯形截面長條22還可插入L形底架1的側(cè)部上端梯形燕尾槽中。
權(quán)利要求1.孔軸角偏差測量裝置，由準(zhǔn)直儀(2)、反射鏡(3)和測量架構(gòu)成，準(zhǔn)直儀(2)由發(fā)射器、接受器(35)、分光棱鏡(32)組合而成，發(fā)射器的光源(33)、擋光板(40)的小孔(37)、分光棱鏡(32)、鏡頭(58)依次在同一光軸上，分光棱鏡(32)下安置一接受器(35)，接受器(35)與計算機(36)之間由信號線(24)連接；準(zhǔn)直儀(2)、反射鏡(3)分別固定在(2)個測量架上，反射鏡(31)在光軸上；其特征是測量架為L形底架(1)，準(zhǔn)直儀(2)、反射鏡(3)分別固定在2個L形底架(1)外側(cè)的梯形燕尾槽(4)上，且準(zhǔn)直儀(2)的光軸平行于L形底架(1)的底座，反射鏡(31)垂直于L形底架(1)的底座；L形底架(1)的底座頂端(42)處開有倒V型燕尾槽(11)，測量軸時，軸(47)與L形底架(1)的底座頂端的倒V型燕尾槽(11)相接觸，測量孔時，L形底架(1)的底座與孔的內(nèi)壁(28)相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的孔軸角偏差測量裝置，其特征是所述的L形底架(1)由側(cè)部和底座構(gòu)成，側(cè)部的外側(cè)開有梯形燕尾槽(4)，在梯形燕尾槽(4)的底部開有圓弧狀長形的開口(5)，內(nèi)側(cè)開有沉孔槽(6)，緊固螺釘(7)位于沉孔槽(6)內(nèi)，底座(12)由緊固螺釘(7)緊固在梯形燕尾槽(4)中；側(cè)部與底座的拐角處開有前視觀察孔(20)、拐角底部的俯視觀察孔(41)，前視觀察孔(20)內(nèi)裝有透明的中心刻線窗(21)；底架上方刻有中心線(18)，底座的底座頂端(42)處開有倒V型燕尾槽(11)，倒V型燕尾槽(11)的底部開有一個彈片小槽(15)，長方矩形的彈片(16)由螺釘(53)固定在彈片小槽(15)的螺孔(54)中，彈片(16)的兩端刻有刻線(45)，刻線(45)與底架上方的中心線(18)在正視的時重疊，L形底架(1)的底座尾部開有觀察槽(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的孔軸角偏差測量裝置，其特征是測量孔時，在L形底架(1)的梯形燕尾槽(4)的拐角處或側(cè)部上端梯形燕尾槽中插一個梯形截面長條(22)；擋塊(23)與倒V型燕尾槽(11)、彈片小槽(15)相吻合，擋塊(23)上開有燕尾槽(56)，燕尾槽(56)與梯形燕尾槽(4)大小相應(yīng)，梯形截面長條(22)的上端梯形銷插入燕尾槽(56)中，擋塊(23)由螺釘(55)穿過螺母沉孔(57)和擋塊螺母孔(44)固定在梯形截面長條(22)的梯形銷上；梯形截面長條(22)的截面大小與梯形燕尾槽(4)大小相應(yīng)，梯形截面長條(22)的中心線上開有一個矩形槽(27)，矩形長條(13)的厚度與矩形槽(27)的厚度相應(yīng)；頂珠座(25)上開有梯形孔(48)，梯形孔(48)的形狀大小與梯形截面長條(22)形狀大小相應(yīng)，頂珠座(25)由梯形孔(48)套在梯形截面長條(22)上，并由螺釘(26)固定在梯形截面長條(22)上，頂珠座(25)上裝有頂珠(17)，頂珠(17)鑲嵌在有彈簧(49)的孔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的孔軸角偏差測量裝置，其特征是測量軸時，L形底架(1)的底座頂端的倒V型燕尾槽(11)與軸(47)相貼合，由柔性的帶子(9)將緊固件(29)和長條(10)綁在軸(47)上，緊固件(29)上面是一個矩形結(jié)構(gòu)，下面是一個倒V結(jié)構(gòu)；帶子(9)為尼龍搭扣帶，尼龍搭扣帶上設(shè)有絨面(50)、鉤面(51)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的孔軸角偏差測量裝置，其特征是分光棱鏡(32)與接受器(35)之間的垂直線上安裝一分光棱鏡(30)，準(zhǔn)直儀(2)的殼體上開有方向窺視毛玻璃孔(14)，方向窺視毛玻璃孔(14)上裝有毛玻璃，方向窺視毛玻璃孔(14)與分光棱鏡(32)和接受器(35)的光軸垂直并與分光棱鏡(30)在同一水平線上。
專利摘要本實用新型涉及一種準(zhǔn)直裝置?？纵S角偏差測量裝置，由準(zhǔn)直儀(2)、反射鏡(3)和測量架構(gòu)成，準(zhǔn)直儀(2)由發(fā)射器、接受器(35)、分光棱鏡(32)組合而成，其特征是測量架為L形底架(1)，準(zhǔn)直儀(2)、反射鏡(3)分別固定在2個L形底架(1)外側(cè)的梯形燕尾槽(4)上，且準(zhǔn)直儀(2)的光軸平行于L形底架(1)的底座，反射鏡(31)垂直于L形底架(1)的底座；L形底架(1)的底座頂端(42)處開有倒V型燕尾槽(11)，測量軸時，軸(47)與L形底架(1)的底座頂端的倒V型燕尾槽(11)相接觸，測量孔時，L形底架(1)的底座與孔的內(nèi)壁(28)相接觸。它可以測量孔和軸的孔軸角偏差，切換方便，測量架可同步旋轉(zhuǎn)。
文檔編號G01B11/27GK2669136SQ20032011628
公開日2005年1月5日 申請日期2003年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者呂植勇, 陶德馨, 肖漢斌 申請人:武漢理工大學(xué)