專利名稱：測(cè)長儀方形測(cè)量軸的六點(diǎn)定位直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及長度計(jì)量儀器的機(jī)構(gòu)，特別是一種測(cè)長儀方形測(cè)量軸 的六點(diǎn)定位直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
技術(shù)背景測(cè)長儀是國家標(biāo)準(zhǔn)JB/T10574-2006《光學(xué)長度計(jì)量儀器基本參數(shù)》中 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)計(jì)量儀器，根據(jù)其測(cè)量軸線呈水平或垂直，劃分為臥式測(cè)長儀和立式測(cè)長 儀兩種形式。測(cè)量軸和精密滾動(dòng)軸承組是這兩種測(cè)長儀實(shí)現(xiàn)測(cè)量直線運(yùn)動(dòng)的精密部件，二 者構(gòu)成了測(cè)量軸直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳統(tǒng)測(cè)長儀的測(cè)量軸為圓柱形。當(dāng)代測(cè)長儀已實(shí)現(xiàn)數(shù)顯化， 為了測(cè)量軸內(nèi)部容納光柵測(cè)量系統(tǒng)的需要，測(cè)量軸的橫截面被設(shè)計(jì)成中空的矩形。測(cè)量軸 的直線運(yùn)動(dòng)精度，直接影響著測(cè)長儀的測(cè)量準(zhǔn)確度；而直線運(yùn)動(dòng)的精度除取決于軸承組和 測(cè)量軸的制造質(zhì)量外，還與軸承組中的各軸承位置布局設(shè)計(jì)緊密相關(guān)。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種測(cè)長儀方形測(cè)量軸的六點(diǎn)定位直線運(yùn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)，它是一種應(yīng)用于測(cè)長儀的、結(jié)構(gòu)優(yōu)良的測(cè)量軸精密直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 本實(shí)用新型的構(gòu)成由方形測(cè)量軸、起測(cè)量軸線空間定位和測(cè)量軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向作用 的軸承組和起封閉作用帶彈簧的壓緊軸承組組成，通過觸測(cè)端6的方形測(cè)量軸2的中心線 的測(cè)量軸線，測(cè)量軸的橫截面為矩形，其運(yùn)動(dòng)方向垂直于該矩形截面，與矩形截面垂直的四 個(gè)面是方形測(cè)量軸運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向面，其中，底面由底面定位軸承組3定位；后側(cè)面由后側(cè)面定 位軸承組8定位，這樣就確定了方形測(cè)量軸線的空間位置；而前側(cè)面上帶壓力彈簧1的前壓 緊軸承組4和頂面上帶壓力彈簧7的上壓緊軸承組9，對(duì)方形測(cè)量軸的空間定位施加封閉 力，但又不影響測(cè)量軸沿軸線方向的靈活運(yùn)動(dòng)。 與矩形截面垂直的方形測(cè)量軸底面由四個(gè)軸承組成的底面定位軸承組定位；與矩 形截面垂直的方形測(cè)量軸后側(cè)面由兩個(gè)軸承組成的后側(cè)面定位軸承組定位；方形測(cè)量軸前 側(cè)面上有三個(gè)帶壓力彈簧的軸承組成的前壓緊軸承組、方形測(cè)量軸頂面由兩個(gè)帶壓力彈簧 的軸承組成的上壓緊軸承組，對(duì)方形測(cè)量軸施加封閉力。 與現(xiàn)有傳統(tǒng)技術(shù)比較，本實(shí)用新型測(cè)量軸的橫截面為矩形，測(cè)量軸內(nèi)部局部掏空， 可以容納光柵尺及其拾取光柵信號(hào)的讀數(shù)頭。由于掏空保留了矩形截面的四個(gè)角，因此對(duì) 方形測(cè)量軸的剛度不會(huì)產(chǎn)生明顯的削弱，精密平面磨床可以保證方形測(cè)量軸四個(gè)導(dǎo)向面具 有極高的加工精度，從而使方形測(cè)量軸裝配到測(cè)長儀上，能達(dá)到極高的運(yùn)動(dòng)精度。 由于軸承組中的每一個(gè)軸承的設(shè)計(jì)位置和定位功能分工明確，分布范圍在最大允 許條件下盡量鋪開，并且設(shè)置軸承個(gè)數(shù)精準(zhǔn)，對(duì)測(cè)量軸無多余約束，因此該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)良， 能保證在測(cè)量時(shí)，測(cè)量軸線空間定位穩(wěn)定可靠，測(cè)量軸運(yùn)動(dòng)靈敏、無間隙、運(yùn)動(dòng)幾何精度高。

圖l是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是坐標(biāo)圖。 圖中1.壓力彈簧，2.方形測(cè)量軸，3.底面定位軸承組，4.前壓緊軸承組，5.外殼， 6.觸測(cè)端，7.壓力彈簧，8.后側(cè)面定位軸承組，9.上壓緊軸承組。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，測(cè)長儀的測(cè)量軸2是一個(gè)矩形截面的方形測(cè)量 軸，其運(yùn)動(dòng)方向垂直于該矩形截面。根據(jù)方形測(cè)量軸的測(cè)量范圍設(shè)計(jì)測(cè)量軸的長、寬、高和 底面定位軸承組3，后側(cè)面定位軸承組8的跨距；根據(jù)光柵尺及讀數(shù)頭的外形尺寸設(shè)計(jì)方形[0011] 方形測(cè)量軸的底面由底面定位軸承組3定位，測(cè)量軸頂面上的上壓緊軸承組9，在 壓力彈簧7的彈性力的作用下，使測(cè)量軸的底面與底面定位軸承組3緊密接觸。其功能是 約束方形測(cè)量軸沿Z坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)和繞X、Y坐標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。底面定位軸承組3由四個(gè)矩形 分布的軸承組成，它們與方形測(cè)量軸的接觸點(diǎn)必須被校正在同一平面內(nèi)。 方形測(cè)量軸的后側(cè)面由二個(gè)軸承組成的后側(cè)面定位軸承組8定位，方形測(cè)量軸前 側(cè)面上的前壓緊軸承組4，在壓力彈簧1的彈性力的作用下，使方形測(cè)量軸的后側(cè)面與后側(cè) 面定位軸承組8緊密接觸，其功能是約束方形測(cè)量軸沿Y坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)和繞Z坐標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)的自由 度。 方形測(cè)量軸空間運(yùn)動(dòng)的六個(gè)自由度中，已有五個(gè)被約束，剩下沿X坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的自 由度用于實(shí)現(xiàn)測(cè)量直線運(yùn)動(dòng)。如果底面定位軸承組3和后側(cè)面定位軸承組8的六個(gè)精密滾 動(dòng)軸承無徑向跳動(dòng)、方形測(cè)量軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向面的平面度誤差為零，方形測(cè)量軸在理論上作純 直線運(yùn)動(dòng)。 方形測(cè)量軸2的中段和所有的軸承及彈簧被包容在外殼5內(nèi)，只有方形測(cè)量軸的 兩端部分和觸測(cè)端6懸伸在外殼之外。
權(quán)利要求一種測(cè)長儀方形測(cè)量軸的六點(diǎn)定位直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由方形測(cè)量軸、起測(cè)量軸線空間定位和測(cè)量軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向作用的軸承組和起封閉作用帶彈簧的壓緊軸承組組成，其特征在于通過觸測(cè)端(6)的方形測(cè)量軸(2)的中心線為測(cè)量軸線，方形測(cè)量軸的橫截面為矩形，其運(yùn)動(dòng)方向垂直于該矩形截面，與矩形截面垂直的四個(gè)面是方形測(cè)量軸運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向面，其中，底面由底面定位軸承組(3)定位；后側(cè)面由后側(cè)面定位軸承組(8)定位，這樣就確定了方形測(cè)量軸線的空間位置；而前側(cè)面上帶壓力彈簧(1)的前壓緊軸承組(4)和頂面上帶壓力彈簧(7)的上壓緊軸承組(9)，對(duì)方形測(cè)量軸(2)的空間定位施加封閉力，方形測(cè)量軸(2)內(nèi)部局部被掏空，容納光柵尺和讀數(shù)頭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)長儀方形測(cè)量軸的六點(diǎn)定位直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于 與矩形截面垂直的方形測(cè)量軸底面由四個(gè)軸承組成的底面定位軸承組(3)定位；與矩形截 面垂直的方形測(cè)量軸后側(cè)面由兩個(gè)軸承組成的后側(cè)面定位軸承組(8)定位；方形測(cè)量軸前 側(cè)面上有三個(gè)帶壓力彈簧(1)的軸承組成的前壓緊軸承組(4)、方形測(cè)量軸頂面由兩個(gè)帶壓力彈簧(7)的軸承組成的上壓緊軸承組(9)，對(duì)方形測(cè)量軸施加封閉力。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種測(cè)長儀方形測(cè)量軸的六點(diǎn)定位直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，屬于測(cè)長儀的方形測(cè)量軸，該機(jī)構(gòu)方形測(cè)量軸(2)的橫截面為矩形，其運(yùn)動(dòng)方向垂直于該矩形截面，與矩形截面垂直的方形測(cè)量軸底面由四個(gè)軸承組成的底面定位軸承組(3)定位；與矩形截面垂直的測(cè)量軸后側(cè)面由兩個(gè)后側(cè)面定位軸承組(8)定位；測(cè)量軸前側(cè)面上由三個(gè)帶壓力彈簧(1)的前壓緊軸承組(4)、測(cè)量軸頂面由兩個(gè)帶壓力彈簧(7)的上壓緊軸承組(9)，對(duì)方形測(cè)量軸施加封閉力，方形測(cè)量軸內(nèi)部局部被掏空，容納光柵尺和讀數(shù)頭，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)良、緊湊、剛性好、運(yùn)動(dòng)靈活、無間隙，因此運(yùn)動(dòng)精度高，特別適用于高精度測(cè)長儀。
文檔編號(hào)G01B11/02GK201463841SQ20092012535
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者胡清 申請(qǐng)人:貴陽新天光電科技有限公司