一種數(shù)字游標(biāo)間隙尺及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種數(shù)字游標(biāo)間隙尺及其使用方法，其中所述數(shù)字游標(biāo)間隙尺包括游標(biāo)尺組件、壓力測(cè)量組件、連接裝置；其特征在于：所述數(shù)字間隙尺組件包括游標(biāo)(2)、主尺(1)、緊固螺釘(3)；所述壓力測(cè)量組件包括壓力傳感器(6)、推力桿(8)、直線軸承(5)、緊固螺栓(7)；所述連接裝置包括斜連接桿(4)、銷釘(9)、主連接桿(10)、連接螺栓。本發(fā)明具有如下有益效果：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單加工方便、通用性強(qiáng)，而且裝配容易、操作簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】一種數(shù)字游標(biāo)間隙尺及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明具體涉及一種用于精確測(cè)量間隙大小的數(shù)字游標(biāo)間隙尺。

【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)械系統(tǒng)中，為保證零件順利裝配和運(yùn)動(dòng)副的正常運(yùn)動(dòng)，各零件問(wèn)存在適當(dāng)?shù)拈g隙是不可避免的。然而由于制造過(guò)程中存在的加工誤差以及零件在服役過(guò)程中磨損、熱效應(yīng)及局部變形等因素的影響，間隙大小將逐漸偏離合理的控制范圍。不合理的間隙，不僅對(duì)機(jī)械系統(tǒng)幾何尺寸上產(chǎn)生影響，而且間隙引起的接觸-碰撞力也會(huì)大大地影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，使其偏離理想狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)械系統(tǒng)不正常振動(dòng)、密封性不佳、壽命降低等問(wèn)題。因此研究間隙值的測(cè)量具有實(shí)際意義。人們已經(jīng)發(fā)明了一系列精巧的結(jié)構(gòu)及方式來(lái)測(cè)量間隙值的大小。比如，利用間隙塞尺的組合可以精確測(cè)量間隙值；利用三角塞尺可以方便地測(cè)量間隙值的大??；現(xiàn)在甚至出現(xiàn)了一些電子式的間隙測(cè)量?jī)x，包括電容間隙儀及激光間隙測(cè)量?jī)x等。中國(guó)專利CN202582447U中公開(kāi)了一種間隙測(cè)量工具，其采用逐漸增大的長(zhǎng)方體或圓柱體前后連接的方式構(gòu)成階梯狀的間隙測(cè)量工具，可以方便地用于汽車生產(chǎn)中。
[0003]目前，用于間隙測(cè)量方式較多，然而主要的間隙測(cè)量裝置及方式有以下不足:間隙塞尺組合操作復(fù)雜，組合的過(guò)程中會(huì)帶來(lái)誤差；三角塞尺在塞入的過(guò)程中，會(huì)引入垂直于間隙方向的力，對(duì)于軟材料形成的間隙值測(cè)量會(huì)引入誤差；CN202582447U中公開(kāi)的間隙測(cè)量工具由于兩側(cè)都是階梯狀，難以對(duì)準(zhǔn)間隙，從而不能方便地插入間隙中，并且測(cè)量誤差較大，不能進(jìn)行精確測(cè)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于精確測(cè)量間隙大小的數(shù)字游標(biāo)間隙尺。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:所述間隙尺包括游標(biāo)尺組件、壓力測(cè)量組件、連接裝置；所述游標(biāo)尺組件包括游標(biāo)(2)、主尺(I)、緊固螺釘(3);所述壓力測(cè)量組件包括壓力傳感器出)、推力桿(8)、直線軸承(5)、緊固螺栓(7);所述連接裝置包括斜連接桿(4)、銷釘
(9)、主連接桿(10)、連接螺栓(11)。
[0006]優(yōu)選地，所述主尺(I)右端與主連接桿(10)下端通過(guò)連接螺栓(11)相連；所述游標(biāo)(2)套在主尺(I)上；所述緊固螺釘(3)用于實(shí)現(xiàn)游標(biāo)(2)在主尺(I)任意位置的固定；所述推力桿(8)左端與壓力傳感器(6)相連，右端與斜連接桿(4)通過(guò)銷釘相連；所述直連軸承(5)通過(guò)緊固螺栓(7)與主連接桿(10)相連，并套在推力桿(8)上用于保證推力桿(8)的水平運(yùn)動(dòng)及測(cè)量精度的要求；所述斜連接桿(4)與主連接桿(10)通過(guò)銷釘(9)相連，斜連接桿(4)上下兩端開(kāi)有兩個(gè)導(dǎo)向槽；所述導(dǎo)向槽用于保證所述各部件之間的正常運(yùn)動(dòng)以及測(cè)量精度要求。
[0007]優(yōu)選地，所述游標(biāo)(2)可在主尺(I)上水平運(yùn)動(dòng)，兩者之間設(shè)有彈簧片以使游標(biāo)
(2)緊靠在主尺(I)上，其后端設(shè)有銷釘以實(shí)現(xiàn)游標(biāo)(2)在斜連接桿(4)下端導(dǎo)向槽內(nèi)的運(yùn)動(dòng)；所述推力桿(8)可通過(guò)右端銷釘在斜鏈接桿(4)上端導(dǎo)向槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)；所述斜連接桿(4)可繞銷釘(9)旋轉(zhuǎn)；所述連接裝置結(jié)構(gòu)成一定比例使得游標(biāo)尺組件的測(cè)量值為推力桿(8)位移的五倍。
[0008]優(yōu)選地，所述游標(biāo)尺組件結(jié)構(gòu)為典型的電子游標(biāo)卡尺，分為機(jī)械部分、傳感器部分；游標(biāo)(2)內(nèi)設(shè)有容柵傳感器用以實(shí)現(xiàn)位移的測(cè)量。
[0009]優(yōu)選地，所述間隙尺測(cè)量精度為0.002mm，量程為50mm ;其中，所述游標(biāo)尺組件精度為0.0lmm,量程為250mm。
[0010]優(yōu)選地，所述壓力傳感器(6)與游標(biāo)尺組件內(nèi)的位移傳感器可將所測(cè)參數(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線傳輸給數(shù)據(jù)采集設(shè)備，并通過(guò)電腦將采集數(shù)據(jù)處理，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化測(cè)量。
[0011]優(yōu)選地，所述主連接桿(10)測(cè)量時(shí)要求與被測(cè)機(jī)構(gòu)表面保持平行；所述壓力傳感器(6)要求緊貼被測(cè)機(jī)構(gòu)外表面。
[0012]本發(fā)明還公開(kāi)一種數(shù)字游標(biāo)間隙尺進(jìn)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部間隙值測(cè)量的方法。
[0013]本發(fā)明具有如下有益效果和顯著地進(jìn)步:
[0014]I)采用傳統(tǒng)電子游標(biāo)卡尺作為測(cè)量主尺，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單加工方便。
[0015]2)所述數(shù)字游標(biāo)間隙尺通過(guò)連接裝置將推力桿(8)微小的位移放大，實(shí)現(xiàn)了微小間隙值的精確測(cè)量，并提高了測(cè)量精度。
[0016]3)所述數(shù)字游標(biāo)間隙尺可對(duì)不同位置、不同大小的間隙測(cè)量，操作簡(jiǎn)單方便。
[0017]4)所述數(shù)字游標(biāo)間隙尺與斜坡或三角形的間隙尺相比，測(cè)量過(guò)程不會(huì)因人為因素使得間隙大小產(chǎn)生變化。
[0018]5)所述數(shù)字游標(biāo)間隙尺與間隙塞尺相比不需要進(jìn)行疊加組合。
[0019]6)結(jié)構(gòu)緊湊、通用性強(qiáng)，而且加工裝配容易、操作簡(jiǎn)單。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021]圖1為本發(fā)明數(shù)字游標(biāo)間隙尺的等軸測(cè)圖；
[0022]圖2為本發(fā)明數(shù)字游標(biāo)間隙尺的游標(biāo)尺組件等軸測(cè)圖；
[0023]圖3為本發(fā)明數(shù)字游標(biāo)間隙尺的壓力測(cè)量組件等軸測(cè)圖。
[0024]附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的部件名稱:1主尺；2游標(biāo)；3緊固螺釘；4斜連接桿；5直線軸承；6壓力傳感器；7緊固螺栓；8推力桿；9銷釘；10主連接桿；11連接螺栓。

【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0026]實(shí)施例一:
[0027]參照?qǐng)D1、圖2及圖3所示，一種數(shù)字游標(biāo)間隙尺，包括游標(biāo)尺組件、測(cè)量組件、連接裝置等，通過(guò)游標(biāo)間隙尺實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)內(nèi)間隙大小的精確測(cè)量。
[0028]其中游標(biāo)尺組件分為機(jī)械機(jī)構(gòu)和傳感器兩部分，機(jī)械機(jī)構(gòu)部分由游標(biāo)2、主尺1、緊固螺釘3組成；游標(biāo)2套在主尺I上，游標(biāo)2上端緊固螺釘3用于實(shí)現(xiàn)游標(biāo)2在主尺I任意位置的固定；主尺I與游標(biāo)2之間設(shè)有彈簧片，使得游標(biāo)2緊貼主尺I ;游標(biāo)2可在主尺I上水平運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)間隙值的測(cè)量；傳感器部分為容柵位移傳感器設(shè)在游標(biāo)2內(nèi)。
[0029]壓力測(cè)量組件由直線軸承5、壓力傳感器6、緊固螺栓7、推力桿8組成；直線軸承5套在推力桿8上以保證推力桿8的水平運(yùn)動(dòng)及間隙尺測(cè)量精度；壓力傳感器6安裝在推力桿8左端，以實(shí)現(xiàn)壓力測(cè)量；直線軸承5通過(guò)緊固螺栓7固定在主連接尺10上。
[0030]連接裝置由斜連接桿4、銷釘9、主連接桿10、連接螺栓11組成。主連接桿10通過(guò)連接螺栓11將主尺I固定，斜連接桿4通過(guò)上下兩端導(dǎo)向槽將游標(biāo)尺組件和壓力測(cè)量組件連接；通過(guò)斜連接桿4繞銷釘9的旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)推力桿8和游標(biāo)2的水平運(yùn)動(dòng)；通過(guò)斜連接桿4與主連接桿10之間的位置比例有效得將推力桿位移放大，以實(shí)現(xiàn)間隙大小的精確測(cè)量。
[0031]實(shí)施例二:
[0032]一種使用數(shù)字游標(biāo)間隙尺進(jìn)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部間隙值測(cè)量的方法，其特征在于所述方法包含如下步驟:
[0033]步驟一、測(cè)量尺參數(shù)初始化步驟:通過(guò)所述游標(biāo)2上端緊固螺釘3使得游標(biāo)2固定在主尺I上，并使得游標(biāo)2零刻度線與主尺I零刻度線對(duì)齊。
[0034]步驟二、間隙值測(cè)量步驟:根據(jù)步驟一所述將所述游標(biāo)間隙尺調(diào)零并將推力桿8左端緊挨被測(cè)機(jī)構(gòu)外表面，松開(kāi)緊固螺釘3，通過(guò)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)斜連接桿4帶動(dòng)游標(biāo)2和推力桿8運(yùn)動(dòng)，通過(guò)壓力傳感器6和游標(biāo)2內(nèi)的容柵位移傳感器將感受到的壓力及游標(biāo)2的位移傳遞給數(shù)據(jù)采集設(shè)備。
[0035]步驟三、數(shù)據(jù)的采集與處理步驟包括:通過(guò)數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集壓力傳感器6及游標(biāo)2的容柵傳感器的測(cè)量值；通過(guò)電腦計(jì)算出推力桿8位移，并將壓力值與位移值的比值作為等效剛度；根據(jù)等效剛度變化獲得間隙閉合狀態(tài)及對(duì)應(yīng)間隙大小。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明專利的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制發(fā)明專利，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明專利可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明專利的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字游標(biāo)間隙尺，包括游標(biāo)尺組件、壓力測(cè)量組件、連接裝置；其特征在于:所述數(shù)字間隙尺組件包括游標(biāo)(2)、主尺(I)、緊固螺釘(3);所述壓力測(cè)量組件包括壓力傳感器出)、推力桿(8)、直線軸承(5)、緊固螺栓(7);所述連接裝置包括斜連接桿(4)、銷釘(9)、主連接桿(10)、連接螺栓(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字游標(biāo)間隙尺，其特征在于:優(yōu)選的，所述主尺(I)右端與主連接桿(10)下端通過(guò)連接螺栓(11)相連；所述游標(biāo)⑵套在主尺⑴上；所述緊固螺釘(3)用于實(shí)現(xiàn)游標(biāo)(2)在主尺(I)任意位置的固定；所述推力桿(8)左端與壓力傳感器(6)相連，右端與斜連接桿(4)通過(guò)銷釘相連；所述直線軸承(5)通過(guò)緊固螺栓(7)與主連接桿(10)相連，并套在推力桿(8)上用于保證推力桿(8)的水平運(yùn)動(dòng)及測(cè)量精度的要求；所述斜連接桿(4)與主連接桿(10)通過(guò)銷釘(9)相連，斜連接桿(4)上下兩端開(kāi)有兩個(gè)導(dǎo)向槽用以連接游標(biāo)尺組件與壓力測(cè)量組件；所述導(dǎo)向槽用于保證所述各部件之間的正常運(yùn)動(dòng)以及測(cè)量精度要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字游標(biāo)間隙尺，其特征在于:所述游標(biāo)(2)可在主尺(I)上水平運(yùn)動(dòng)，兩者之間設(shè)有彈簧片以使游標(biāo)(2)緊靠在主尺(I)上，其后端設(shè)有銷釘以實(shí)現(xiàn)游標(biāo)(2)在斜連接桿(4)下端導(dǎo)向槽內(nèi)的運(yùn)動(dòng)；所述推力桿(8)可通過(guò)右端銷釘在斜鏈接桿(4)上端導(dǎo)向槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)；所述斜連接桿(4)可繞銷釘(9)旋轉(zhuǎn)；所述連接裝置結(jié)構(gòu)成一定比例使得游標(biāo)尺組件的測(cè)量值為推力桿(8)位移的五倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字游標(biāo)間隙尺，其特征在于:所述游標(biāo)尺分為機(jī)械部分、傳感器部分；游標(biāo)(2)內(nèi)設(shè)有容柵位移傳感器用以實(shí)現(xiàn)位移的測(cè)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字游標(biāo)間隙尺，其特征在于:所述間隙尺測(cè)量精度為0.002mm，量程為50mm ;其中，所述游標(biāo)尺組件精度為0.01mm，量程為250mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)字游標(biāo)間隙尺，其特征在于:所述壓力傳感器(6)與游標(biāo)(2)將所測(cè)參數(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線傳輸給數(shù)據(jù)采集設(shè)備，并通過(guò)電腦將采集數(shù)據(jù)處理，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化測(cè)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)字游標(biāo)間隙尺，其特征在于:所述主連接桿(10)測(cè)量時(shí)要求與被測(cè)機(jī)構(gòu)表面保持平行；壓力傳感器(6)要求緊貼被測(cè)機(jī)構(gòu)外表面。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的數(shù)字游標(biāo)間隙尺進(jìn)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部間隙值測(cè)量的方法，其特征在于:所述方法包含如下步驟: 步驟一、測(cè)量尺參數(shù)初始化步驟:通過(guò)所述游標(biāo)(2)上端緊固螺釘(3) 使得游標(biāo)(2)固定在主尺(I)上，并使得游標(biāo)(2)零刻度線與主尺(I)零刻度線對(duì)齊； 步驟二、間隙值測(cè)量步驟:根據(jù)步驟一所述將所述游標(biāo)間隙尺調(diào)零，并將壓力傳感器(6)緊貼被測(cè)機(jī)構(gòu)外表面，松開(kāi)緊固螺釘(3)，通過(guò)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)斜連接桿(4)帶動(dòng)游標(biāo)(2)和推力桿(8)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)推力桿(8)前端壓力傳感器(6)和游標(biāo)(2)內(nèi)設(shè)置的容柵位移傳感器將感受到的壓力以及游標(biāo)(2)的位移傳遞給數(shù)據(jù)采集設(shè)備； 步驟三、數(shù)據(jù)的采集與處理步驟包括:通過(guò)數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集壓力傳感器(6)及游標(biāo)(2)內(nèi)容柵傳感器的測(cè)量值；通過(guò)電腦計(jì)算出推力桿(8)位移，并將壓力值與位移值的比值作為等效剛度；根據(jù)等效剛度變化獲得間隙閉合狀態(tài)及對(duì)應(yīng)間隙大小。
【文檔編號(hào)】G01B5/14GK104359378SQ201410635418
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】李兵, 權(quán)雙璐, 劉杰, 韓羅峰, 何安琦 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)