用于形狀測量裝置的傾斜角度調(diào)節(jié)器的制造方法
【專利摘要】用于形狀測量裝置的傾斜角度調(diào)節(jié)器包括：基板，其安裝于所述Z滑動件；掛板，其安裝于所述測量裝置主體；薄聯(lián)接板，其以將所述掛板掛在所述基板的第一表面?zhèn)鹊姆绞街嗡鰭彀?；施力部件，其以對所述掛板賦予第一方向上的轉(zhuǎn)動力的方式對所述掛板施力；以及千分尺頭，其被設(shè)置成朝向與由所述施力部件賦予的轉(zhuǎn)動力的方向相反的第二方向直接或間接地推所述掛板。
【專利說明】用于形狀測量裝置的傾斜角度調(diào)節(jié)器
[0001]相關(guān)申請的引用
[0002]本申請要求2015年3月31日遞交的日本申請N0.2015-072320的優(yōu)先權(quán)，其全部公開內(nèi)容通過引用被明確地并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及用于形狀測量裝置的傾斜角度調(diào)節(jié)器。
【背景技術(shù)】
[0004]已知的形狀測量裝置的示例包括測量表面的粗糙度、凹凸度和起伏度的表面特征測量設(shè)備(日本專利N0.5，000，894)。表面特征測量設(shè)備以使觸筆(其前端具有觸針)能夠擺動的方式支撐觸筆，并且基于觸筆在觸針描繪和掃描被測物體的表面時的擺動量來檢測被測物體的表面的粗糙度、凹凸度和起伏度。圖1示出傳統(tǒng)的表面特征測量設(shè)備50。表面特征測量設(shè)備50設(shè)置有測量裝置主體10和支撐支座20。
[0005]測量裝置主體10包括:觸筆12，其在前端處具有觸針11；檢測部13，其可擺動地支撐觸筆12并還檢測觸筆12的擺動量；以及X滑動機構(gòu)14，其使檢測部13沿X軸方向前進和后退。
[0006]在圖1中，X軸從左向右延伸，Y軸從圖紙的正面向背面延伸，Z軸從下向上延伸。
[0007]支撐支座20包括基部21;Z柱22，其直立于基部21;以及Z滑動件23，其被設(shè)置成能夠在Z柱22上沿上下方向(Z軸方向)升降。
[0008]在該示例中，X滑動機構(gòu)14安裝于Z滑動件23，測量裝置主體10支撐在支撐支座20上，但是這不意味著X滑動機構(gòu)14直接地安裝于Z滑動件23。替代地，旋轉(zhuǎn)板30介于Z滑動件23與X滑動機構(gòu)14之間。旋轉(zhuǎn)板30能夠使測量裝置主體10以與Y軸平行的軸作為轉(zhuǎn)動軸而傾斜。例如，在被測表面Wl為傾斜面的情況下，通過旋轉(zhuǎn)板30以使被測表面Wl與X滑動機構(gòu)14的驅(qū)動方向平行的方式傾斜X滑動機構(gòu)14。因此，被測表面Wl的粗糙度、凹凸度和起伏度進Λ (are brought into)觸筆12的上下移動范圍(測量范圍)，從而能夠追蹤測量傾斜的被測表面Wl ο
[0009]能夠通過旋轉(zhuǎn)板30可靠地改變和調(diào)節(jié)測量裝置主體10的傾斜角度。然而，觸筆12的上下移動范圍(測量范圍)為大約數(shù)百微米。因此，當(dāng)調(diào)節(jié)定向以使X滑動機構(gòu)14的驅(qū)動方向與被測表面Wl平行時，必須進行在數(shù)百微米的范圍內(nèi)的微調(diào)。最終，必須在±1°的范圍內(nèi)進行測量裝置主體10的傾斜角度調(diào)節(jié)。然而，在僅設(shè)置有諸如旋轉(zhuǎn)板30等的轉(zhuǎn)動軸(傾斜軸)的情況下，該微調(diào)相當(dāng)困難，并且操作人員會多次超調(diào)和回調(diào)以定位合適的位置。這需要大量的時間和努力。傾斜調(diào)節(jié)需要時間和努力的情況下，會降低工作效率(測量效率)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供一種支持在調(diào)節(jié)形狀測量裝置的傾斜角度時進行傾斜角度微調(diào)的傾斜角度調(diào)節(jié)器。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的傾斜角度調(diào)節(jié)器，當(dāng)測量裝置主體安裝于支座的Z滑動件時，所述傾斜角度調(diào)節(jié)器介于所述Z滑動件與所述測量裝置主體之間，所述測量裝置主體利用觸針描繪和掃描被測物體的表面。所述傾斜角度調(diào)節(jié)器包括:基板，其安裝于所述Z滑動件;掛板，其安裝于所述測量裝置主體;薄聯(lián)接板，其以將所述掛板掛在所述基板的第一表面?zhèn)鹊姆绞街嗡鰭彀?施力部件，其以對所述掛板賦予第一方向上的轉(zhuǎn)動力的方式對所述掛板施力；以及千分尺頭，其被設(shè)置成朝向與由所述施力部件賦予的轉(zhuǎn)動力的方向相反的第二方向直接或間接地推所述掛板。
[0012]在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述薄聯(lián)接板包括:臂，其為具有彈性的長形薄板；以及聯(lián)接片，其從所述臂的中央?yún)^(qū)域突出。優(yōu)選地，所述聯(lián)接片固定于所述基板的上端面，并且優(yōu)選地所述臂以掛住所述掛板的方式保持所述掛板。
[0013]在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述臂包括肋，所述肋相對于所述臂的薄板成直角地設(shè)置。
[0014]在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述掛板包括突出的銷;所述基板包括供所述銷插入的孔或缺口；并且所述施力部件以對插入所述孔或所述缺口的銷施力的方式安裝于所述基板。
[0015]在本發(fā)明中，所述薄聯(lián)接板固定于所述基板的部位為支點，所述薄聯(lián)接板與所述掛板連接的位置為作用點，優(yōu)選地，所述千分尺頭推靠所述掛板的位置為施力點;并且所述支點與所述作用點之間的距離等于或小于所述支點與所述施力點之間的距離。
[0016]優(yōu)選地，本發(fā)明包括設(shè)置在所述基板附近的杠桿構(gòu)件，所述杠桿構(gòu)件以能夠以預(yù)定轉(zhuǎn)動軸作為轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動的方式被支撐;所述杠桿構(gòu)件的轉(zhuǎn)動軸為支點，所述掛板推靠所述杠桿構(gòu)件的點為作用點，所述千分尺頭推靠所述杠桿構(gòu)件的點為施力點，優(yōu)選地，所述支點與所述作用點之間的距離等于或小于所述支點與所述施力點之間的距離。
[0017]在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述基板具有轉(zhuǎn)動支承件，所述基板的該轉(zhuǎn)動支承件包括設(shè)置于所述Z滑動件的第一支承件，并且所述掛板具有轉(zhuǎn)動支承件，所述掛板的該轉(zhuǎn)動支承件包括與所述第一支承件同軸的第二支承件。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的形狀測量裝置包括:測量裝置主體，其利用觸針描繪和掃描被測物體的表面;支座，其支撐所述測量裝置主體;以及傾斜角度調(diào)節(jié)器。
【附圖說明】
[0019]在以下的詳細(xì)說明中，通過本發(fā)明的示例性實施方式的非限定性示例的方式參照已注明的多個附圖來進一步說明本發(fā)明，在附圖的若干視圖中，用相同的附圖標(biāo)記表示相似的部件，其中:
[0020]圖1不出傳統(tǒng)的表面特征測量設(shè)備；
[0021 ]圖2是表面特征測量設(shè)備的整體外觀圖；
[0022]圖3是分離地示出Z滑動件、傾斜角度調(diào)節(jié)器和測量裝置主體的分解圖；
[0023]圖4是傾斜角度調(diào)節(jié)器的分解立體圖；
[0024]圖5是傾斜角度調(diào)節(jié)器的分解立體圖；
[0025]圖6是傾斜角度調(diào)節(jié)器的立體圖；
[0026]圖7示出與重心的位置相關(guān)聯(lián)的力的變化；
[0027]圖8示出根據(jù)第二實施方式的傾斜角度調(diào)節(jié)器；
[0028]圖9是根據(jù)第二實施方式的傾斜角度調(diào)節(jié)器的分解立體圖；
[0029]圖10是根據(jù)第二實施方式的傾斜角度調(diào)節(jié)器的分解立體圖；
[0030]圖11示出杠桿比；
[0031]圖12示出第一變型例；
[0032]圖13示出第二變型例；以及
[0033]圖14示出第三變型例。
【具體實施方式】
[0034]本文中示出的細(xì)節(jié)僅作為示例且僅用于本發(fā)明的實施方式的說明性討論的目的，并且為了提供對本發(fā)明的原理和概念方面來說被認(rèn)為是最有用且最易理解的說明而提出。在這方面，不試圖比對基本理解本發(fā)明來說是必要的更詳細(xì)地示出本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，結(jié)合附圖的說明可以使本領(lǐng)域技術(shù)人員明白在實踐中可以如何實施本發(fā)明的形式。
[0035]參照附圖和參照附圖中的各部件被分配的附圖標(biāo)記來說明本發(fā)明的實施方式。_6] 第一實施方式
[0037]說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的表面特征測量設(shè)備(形狀測量裝置)的傾斜角度調(diào)節(jié)器。圖2是表面特征測量設(shè)備50的整體外觀圖，表面特征測量設(shè)備50具有設(shè)置在Z滑動件23與X滑動機構(gòu)14之間的傾斜角度調(diào)節(jié)器100。測量裝置主體10和支撐支座20與【背景技術(shù)】中說明的構(gòu)造大致相同，因此給予與【背景技術(shù)】(圖1)相同的附圖標(biāo)記并省略其詳細(xì)說明。
[0038]如圖2所示，傾斜角度調(diào)節(jié)器100設(shè)置在Z滑動件23與X滑動機構(gòu)14之間。圖3是分離地示出Z滑動件23、傾斜角度調(diào)節(jié)器100和測量裝置主體10的分解圖。支承組件26設(shè)置于Z滑動件23的供傾斜角度調(diào)節(jié)器100安裝的安裝面，支承組件26以與Y軸平行的轉(zhuǎn)動軸為中心轉(zhuǎn)動。支承組件26包括兩個同軸設(shè)置的支承件(27和28)。具體地，內(nèi)支承件28定位在外支承件27的內(nèi)部。
[0039]接下來，圖4是傾斜角度調(diào)節(jié)器100的分解立體圖。傾斜角度調(diào)節(jié)器100包括基板110、掛板(hanging plate) 120、薄聯(lián)接板130、千分尺頭140、頭保持件150以及螺旋彈簧(施力部件)161R和161L。如本文所限定的，彈簧161R和161L為任意的彈性體或在被扭曲后釋放時恢復(fù)其原始形狀的裝置，并且不限于螺旋彈簧。確切地說，彈簧161R和161L僅為彈性構(gòu)件或彈性件的示例。換言之，可以使用任意適當(dāng)材料或構(gòu)造的不同類型的彈簧。
[0040]基板110為矩形板?；?10包括中央孔111、通孔112U和112D以及插入孔113R和113Lo
[0041]中央孔111被在基板110的大致中央鉆取，中央孔111能夠供支承組件20的內(nèi)支承件28插入其中。另外，能夠使基板110安裝于外支承件27的多個安裝孔IllB設(shè)置在中央孔111的周緣周圍，安裝螺栓IllA通過安裝孔IllB擰入外支承件27。這能夠使基板110以平行于Y軸的軸作為轉(zhuǎn)動軸相對于Z滑動件23傾斜。
[0042]基板110的兩個對角包括從正面貫穿到背面的通孔112U和112D(換言之，通孔112U和112D的軸線與Y軸平行)。在圖4中，將位于右上側(cè)的通孔稱作上通孔112U，將位于左下側(cè)的通孔稱作下通孔112D。掛板120上的銷122U和122D插入通孔112U和112D。下面說明銷122U和122D的作用。
[0043]此外，基板110包括穿過側(cè)面且分別穿過通孔112U和112D的插入孔113R和113L。在圖4中，插入孔113R被與Z軸平行、從基板110的下側(cè)面朝向上通孔112U鉆取。同樣地，插入孔113L被與Z軸平行、從基板110的上側(cè)面朝向下通孔112D鉆取。螺旋彈簧161R和161L插入插入孔113R和113L。下面說明螺旋彈簧161R和161L的作用。
[0044]掛板120為矩形板。掛板120配置在基板110的正面?zhèn)?第一表面?zhèn)取⒚鎸ω?fù)Y軸方向的表面所在側(cè))。掛板120包括位于其正面(面對負(fù)Y軸方向的表面)的使掛板120與測量裝置主體1的X滑動機構(gòu)14聯(lián)接的聯(lián)接件121。聯(lián)接件121為銷和設(shè)置于掛板120的正面?zhèn)鹊亩鄠€孔。測量裝置主體10(X滑動機構(gòu)14)與掛板120通過聯(lián)接件121固定地安裝于彼此。另外，能夠使掛板120安裝于內(nèi)支承件28的多個安裝孔124設(shè)置在掛板120的大致中央，安裝螺栓125通過安裝孔124擰入內(nèi)支承件28。這能夠使掛板120以平行于Y軸的軸作為轉(zhuǎn)動軸傾斜。
[0045]掛板120包括位于其后表面(面對正Y軸方向的表面)的兩個對角的銷122U和122D。在圖4中，將位于右上側(cè)的銷稱作上銷122U，將位于左下側(cè)的銷稱作下銷122D。掛板120上的銷122U和122D插入通孔112U和112D。下面說明銷122U和122D的作用。
[0046]薄聯(lián)接板130為具有彈性的薄板，并且在圖4中整體上為在與X軸平行的方向上長的長薄板。薄聯(lián)接板130固定于基板110的上端面，并且使掛板120掛在基板110的正面?zhèn)取?br>[0047]薄聯(lián)接板130包括臂131、肋132、聯(lián)接片(coupling tap) 133和端片135。
[0048]臂131在圖4中為在與X軸平行的方向上長的長薄板。肋132為與臂131的薄板成直角地設(shè)置的平板，并且除了位于臂131的兩端的區(qū)域以外，肋132沿著臂131的整個中央?yún)^(qū)域直立?？梢詫⒗?32制備為與臂131分離的部件并且安裝于臂131;然而，在利用金屬板構(gòu)造薄聯(lián)接板130的情況下，優(yōu)選地，通過彎折形成肋132。
[0049]根據(jù)臂131所要求的剛性、強度和彈性來合適地地調(diào)節(jié)肋132的高度、厚度、長度等。如可以從以下說明中理解的，臂131不益于在測量裝置主體10的重量下過度屈曲。臂131要求足夠的剛性，以經(jīng)得住測量裝置主體10的重量。同時，當(dāng)力施加于臂131的端部時，要求臂131有足夠的撓性，以在聯(lián)接片133與臂131之間略微變形(彎曲)。
[0050]聯(lián)接片133為從臂131的中央?yún)^(qū)域沿正Y方向突出的薄板。另外，聯(lián)接片133通過螺栓(134)固定于基板110的上端面(參見圖5)(因為聯(lián)接片133在X軸方向(前后方向)上具有一定量的寬度，所以通過兩個螺栓134來固定)。薄聯(lián)接板130以懸臂的形式支撐在基板110的上端面上，臂131處于懸掛在基板110的正面?zhèn)鹊那樾巍?br>[0051]基板110的上端面的一部分為在聯(lián)接片133與基板110的上端面之間建立孔的缺口(114)。該孔允許指針15(例如，參見圖2)穿過，指針15安裝于測量裝置主體10(X滑動機構(gòu)14)。例如，當(dāng)角度刻度標(biāo)記設(shè)置于Z滑動件23時，能夠從由指針15指示的值讀取出測量裝置主體10的傾斜角度。
[0052]端片135通過沿負(fù)Z方向彎折臂131的兩端(X軸方向上的兩端)而形成。
[0053]將掛板120安裝至臂131。通過螺栓136使臂131與掛板120在靠近臂131的兩端中的每一端的位置聯(lián)接。具體地，將插入貫通臂131的螺栓136擰入掛板120的上端面。然而，間隔件137介于臂131與掛板120之間，以使臂131與掛板120之間保留間隙。該間隙被設(shè)置成允許臂131彈性變形。
[0054]另外，當(dāng)掛板120與臂131聯(lián)接時，端片135的末端被構(gòu)造成抵靠掛板120的上端面。
[0055]當(dāng)掛板120與臂131聯(lián)接時，掛板120掛在基板110的正面?zhèn)?。此時，掛板120的銷122U和122D插在基板110的通孔112U和112D中。具體地，銷122U插在通孔112U中，銷122D插在通孔112D中。通孔112U和112D的直徑比銷122U和122D的直徑足夠地大，使得當(dāng)銷122U和122D分別位于通孔112U和112D中時，銷122U和122D周圍留有足夠的空間。
[0056]千分尺頭140通過頭保持件150安裝于基板110的上端面(參見圖5)。千分尺頭140的安裝位置位于基板110的上端面的朝向正X方向的端。頭保持件150為倒L字形，并且當(dāng)頭保持件150的第一端固定于基板110的上端面時，第二端朝向基板110的正面?zhèn)韧怀?。千分尺頭140以主軸141的前進/退回方向與Z軸平行的狀態(tài)被頭保持件150支撐。在該狀態(tài)下，主軸141的末端被構(gòu)造成從上方碰撞薄聯(lián)接板130的臂131。因此，當(dāng)主軸141前進時，臂131的端被向下壓，而當(dāng)主軸141退回時，臂131的端因臂131的彈性而恢復(fù)。
[0057]將螺旋彈簧(施力件)161R和161L分別插入插入孔113R和113L。具體地，將右螺旋彈簧161R插入右插入孔113R，將左螺旋彈簧161L插入左插入孔113L。推帽162R和162L分別安裝于螺旋彈簧161R和161L的末端，陽螺紋163R和163L分別形成在螺旋彈簧161R和161L的基端。將螺旋彈簧161R和161L分別插在插入孔113R和113L內(nèi)，然后通過擰緊陽螺紋163R和163L使螺旋彈簧161R和161L固定于插入孔113R和113L。然后，使推帽162R和162L分別從通孔112U和112D的側(cè)面伸入通孔112U和112D。在這種狀態(tài)下，將銷122U和122D插入通孔112U和112D中，因此推帽162R和162L分別抵靠銷122U和122D的側(cè)面。于是推帽162R和162L會受到螺旋彈簧161R和161L的彈力的施力，使得銷12 2 U和12 2 D的側(cè)面分別被向上推或被向下推。具體地，設(shè)置于螺旋彈簧161R的推帽162R向上推銷122U，設(shè)置于螺旋彈簧161L的推帽162L向下推銷122D。
[0058]參照圖6說明具有該構(gòu)造的傾斜角度調(diào)節(jié)器100的作用。在圖6中，測量裝置主體
10、z滑動件23和傾斜角度調(diào)節(jié)器100彼此分離;然而，請讀者自行想象諸如圖2所繪的測量裝置主體10、Z滑動件23和傾斜角度調(diào)節(jié)器100處于組裝狀態(tài)等的情形(由于在這三個部件被組裝好時不再能看見傾斜角度調(diào)節(jié)器100，因此為了易于說明和理解，在圖6中以分離的狀態(tài)繪出這三個部件)。
[0059 ]考慮掛板120的傾斜運動。掛板120由薄聯(lián)接板130掛起，薄聯(lián)接板130的聯(lián)接片133固定于基板110。另外，掛板120與內(nèi)支承件28聯(lián)接。因此，掛板120能夠以掛板120定心于內(nèi)支承件28地轉(zhuǎn)動的方式在薄聯(lián)接板130的彈性所允許的范圍內(nèi)移位。具體地，掛板120能夠在定心于內(nèi)支承件28地轉(zhuǎn)動的情況下轉(zhuǎn)動移位(傾斜)。
[0060]千分尺頭140被安裝使得主軸141對臂131的右端加壓。因此，當(dāng)主軸141對臂131的右端加壓時，臂131彈性變形，使得臂131的右端下降。于是，端片135的末端對掛板120的右上角加壓，與此相關(guān)聯(lián)的是，掛板120會沿向右轉(zhuǎn)動方向(順時針、第二方向)轉(zhuǎn)動移位(參見圖6中的前頭Al)。
[0061]螺旋彈簧1611?和1611^提供施加于掛板120的另一力。螺旋彈簧1611?插在基板110的右側(cè)并向上推位于掛板120的右上角的銷122U(參見圖6中的箭頭A2)。類似地，螺旋彈簧161L插在基板110的左側(cè)并向下推位于掛板120的左下角的銷122D(參見圖6中的箭頭A3)。具體地，螺旋彈簧161R和161L對掛板120賦予施力，使得掛板120沿向左轉(zhuǎn)動方向(逆時針、第一方向)轉(zhuǎn)動(參見圖6中的箭頭A4)。
[0062]因此，當(dāng)主軸141后退時，掛板120會因螺旋彈簧161R和161L的施力而向左(逆時針)轉(zhuǎn)動移位。
[0063]主軸141與千分尺頭140的主體是螺紋旋合在一起，因此顯然存在與螺旋彈簧161R和161L的施力相抗的、支持掛板120向左轉(zhuǎn)動的推力(歸因于螺紋旋合的摩擦力)。
[0064]以這種方式，能夠沿向右轉(zhuǎn)動方向以及向左轉(zhuǎn)動方向調(diào)節(jié)掛板120的因主軸141的前進/退回的量而傾斜的量。測量裝置主體10安裝并固定于掛板120，這意味著能夠微調(diào)測量裝置主體10的傾斜。該微調(diào)的分辨率與主軸141的螺距對應(yīng)且為Imm以下，當(dāng)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動角度時，能夠以大約0.1°為單位進行微調(diào)。
[0065]在測量作業(yè)期間，首先，轉(zhuǎn)動整個基板110以調(diào)節(jié)粗略的傾斜角度，然后，使千分尺頭140的主軸141前進或退回以微調(diào)傾斜角度。例如，當(dāng)已經(jīng)調(diào)節(jié)完粗略的傾斜角度時，對待被測量的傾斜面Wl進行初步測量?？梢栽O(shè)想如下程序:觀察測量結(jié)果，微調(diào)測量裝置主體10的傾斜角度，使得被測表面Wl的凹凸度與測量范圍的中心一致。
[0066]第二實施方式
[0067]以下說明本發(fā)明的第二實施方式。以上說明了能夠使用第一實施方式來微調(diào)測量裝置的定向；然而，參照圖7提供了作為第二實施方式的進一步改進。圖7中示出測量裝置主體10的重心G。一般而言，測量裝置主體10的重心位于前/后方向的大致中心。具體地，重心位于由圖7中的GO指示的位置處。在重心GO接近轉(zhuǎn)動中心地定位的情況下，測量裝置主體10的重量不產(chǎn)生大的轉(zhuǎn)動力(扭矩)，并且由于聯(lián)接片133在前/后方向(X軸方向)上具有一定的寬度，因此即使在測量裝置主體10的重心GO向前或向后偏離一定程度時，也能夠充分地支撐測量裝置主體10。
[0068]當(dāng)重心大地偏離時(例如，在重心偏離至位于聯(lián)接片133外側(cè)的點的情況下)，可能會產(chǎn)生問題。當(dāng)測量裝置主體10大且觸筆的行程變得較長時，還存在重心沿前后方向(X軸方向)顯著移位的可能性。
[0069]例如，可以想象到如下情況:測量裝置主體10的重心沿正X方向偏離并到達(dá)重心G1。此時，重心Gl的偏移可以產(chǎn)生諸如由圖7中的箭頭A5所示的順時針轉(zhuǎn)動力。這種順時針轉(zhuǎn)動力能夠被與螺旋彈簧161R和161L相關(guān)聯(lián)的逆時針力(箭頭A4)吸收，這解決了該問題。
[0070]相比之下，可以想象到如下情況:測量裝置主體10的重心沿負(fù)X方向偏離并到達(dá)重心G2。重心G2的偏移可以產(chǎn)生諸如由圖7中的箭頭A6所示的逆時針轉(zhuǎn)動力。只有主軸141吸收該逆時針轉(zhuǎn)動力。由重心G2的移位產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力以及螺旋彈簧161R和161L的施力必須被主軸141獨自吸收。當(dāng)這發(fā)生時，千分尺頭140上會被載置過大的力，從而會使千分尺頭140自身的部件變形或精度降低。結(jié)果，還可能會降低傾斜角度調(diào)節(jié)的精度。
[0071]圖8至圖11中示出第二實施方式。圖8示出根據(jù)第二實施方式的介于Z滑動件23與測量裝置主體10之間的傾斜角度調(diào)節(jié)器200。傾斜角度調(diào)節(jié)器200的基本構(gòu)造與第一實施方式的相同，所以用相同的附圖標(biāo)記指代對應(yīng)的元件。
[0072]圖9和圖10是傾斜角度調(diào)節(jié)器200的分解立體圖。基板110、掛板120、薄聯(lián)接板130以及螺旋彈簧16 IR和161L與第一實施方式的類似。
[0073]然而，基板110的形狀存在細(xì)微的改變。將基板110的右上角以留出與上通孔112U對應(yīng)的位置的方式形成“J”字狀的切口。換言之，基板110的右上角為空的空間。將該切口稱作缺口 112J。右插入孔113R與缺口 112J的下表面連通。位于螺旋彈簧161R末端的推帽162R以從缺口 112J的下表面伸出的方式穿過右插入孔113R。
[0074]另外，安裝塊115略突出地形成在右側(cè)面的上下方向上的大致中央。
[0075]第二實施方式的主要特征在于頭保持件組件210。頭保持件組件210包括保持件220、杠桿構(gòu)件230和罩240。
[0076]保持件220安裝于基板110的右側(cè)面，并且將千分尺頭140支撐在水平方向上。保持件220包括安裝部221、支承孔223和主軸插入孔224。在圖9中，保持件220為在上下方向上長的構(gòu)件，并且保持件220的下端構(gòu)成擰到安裝塊115的安裝部221。
[0077]另外，支撐片222設(shè)置在保持件220的上下方向上的大致中央，兩個支撐片222以其間在寬度方向(Y軸方向)上具有間隙的方式彼此相對。支承孔223被鉆入各支撐片222(支承孔223的軸線與Y軸平行)。此外，將千分尺頭140支撐在水平定向上的主軸插入孔224被設(shè)置在保持件220的上端附近。千分尺頭140由保持件220支撐在如下定向上:在該定向上，主軸141的前進/退回方向與X軸平行。
[0078]在該示例中，保持件220在上下方向上長，支承孔223和主軸插入孔224在上下方向(Z軸方向)上隔開預(yù)定的距離。為了便于以下說明，將支承孔223與主軸插入孔224之間的間隔稱作LI。
[0079]杠桿構(gòu)件230包括軸插入孔231、下端面234和右端面236。軸插入孔231的軸線與Y軸平行，轉(zhuǎn)動軸232插入貫通軸插入孔231。另外，轉(zhuǎn)動軸232在支撐片222的支承孔223中構(gòu)成支承件。因此，杠桿構(gòu)件230配置在相當(dāng)于基板110的右上角的位置。另外，杠桿構(gòu)件230能夠定心(center)于支撐片222的支承孔223地轉(zhuǎn)動。
[0080]杠桿構(gòu)件230配置在相當(dāng)于基板110的右上角的位置，杠桿構(gòu)件230的下端面位于右插入孔113R的正上方。另外，缺口 112J設(shè)置于基板110的右上角，掛板120的銷122U插入缺口112J。
[0081 ]因此，掛板120的銷122U夾在來自下方的螺旋彈簧161R的推帽162與杠桿構(gòu)件230的下端面234之間。換言之，推帽162從下向上地推銷122U，銷122U向上推杠桿構(gòu)件230的下端面234。
[0082]將銷122U碰撞杠桿構(gòu)件230的下端面234的位置稱作“上推點”(盡管很難示出在附圖中，但是在圖9中，附圖標(biāo)記235已經(jīng)指向與上推點對應(yīng)的位置)。為了便于以下說明，將杠桿構(gòu)件230的支承孔223與上推點235之間的間隔稱作L2。另外，當(dāng)比較支承孔223和主軸插入孔224之間的間隔LI與間隔L2時，將這些間隔設(shè)計成使得LI >L2。
[0083]當(dāng)銷122U向上推杠桿構(gòu)件230的下端面234(上推點235)時，杠桿構(gòu)件230在定心于轉(zhuǎn)動軸232(支承孔223)地轉(zhuǎn)動的情況下轉(zhuǎn)動移位。具體地，杠桿構(gòu)件230會順時針(向右轉(zhuǎn)動)地轉(zhuǎn)動移位。
[0084]保持件220定位在杠桿構(gòu)件230的右方，千分尺頭140的主軸141與杠桿構(gòu)件230的右端面抵接。具體地，主軸141對杠桿構(gòu)件230的右端面236加壓。當(dāng)主軸141推杠桿構(gòu)件230的右端面236時，杠桿構(gòu)件230在定心于轉(zhuǎn)動軸232(支承孔223)地轉(zhuǎn)動的情況下轉(zhuǎn)動移位。具體地，杠桿構(gòu)件230逆時針(向左轉(zhuǎn)動)地轉(zhuǎn)動移位。
[0085]將主軸141碰撞杠桿構(gòu)件230的右端面236的位置稱作主軸抵接點237。杠桿構(gòu)件230上的支承孔223和主軸抵接點237之間的間隔與支承孔223和主軸插入孔224之間的間隔LI必然相等。
[0086]罩240安裝在基板110的右上角，以便將杠桿構(gòu)件230容納在罩240的內(nèi)部。
[0087]現(xiàn)在參照圖11。可以想象到如下情況:測量裝置主體10的重心沿負(fù)X方向偏離并到達(dá)重心G2。如前所述，使用螺旋彈簧161R和161L的施力和重心G2的移位對掛板120賦予逆時針(向左轉(zhuǎn)動)轉(zhuǎn)動力。銷122U因該轉(zhuǎn)動力而向上推杠桿構(gòu)件230的下端面234(上推點235)。這使得對杠桿構(gòu)件230施加使杠桿構(gòu)件230定心于轉(zhuǎn)動軸232(支承孔223)地順時針(向右轉(zhuǎn)動)轉(zhuǎn)動的力。
[0088 ]千分尺頭14 O的主軸141接收該順時針(向右)轉(zhuǎn)動力。在該示例中，重點是與杠桿構(gòu)件230相關(guān)聯(lián)的杠桿比。杠桿構(gòu)件230的杠桿比為L1: L2，并且被設(shè)計成使得L1>L2(L1為杠桿構(gòu)件230上的支承孔223與主軸抵接點237之間的間隔。L2為杠桿構(gòu)件230上的支承孔223與上推點2 3 5之間的間隔)。因此，施加于主軸抵接點2 3 7的載荷減小至銷12 2 U的上推力的L2/L1。因此，避免了過大的載荷可能會施加于千分尺頭140的情形，并且能夠充分地實現(xiàn)千分尺頭140的精度以及能夠?qū)y量裝置主體10的傾斜進行微調(diào)。
[0089]另外，上推點235(即，銷122U)的移位量相對于主軸141的移位量減小至L2/L1。因此，能夠甚至比千分尺頭其自身的分辨率更細(xì)微地微調(diào)測量裝置主體10的傾斜。
[0090]第一變型例
[0091]圖12示出變型例。在第二實施方式中，給出了使用第一類杠桿(施力點和作用點位于支點的兩側(cè))的示例，但是還可以使用第二類杠桿。例如，如圖12所示，可以認(rèn)為第一實施方式中的千分尺頭140的位置沿正X方向偏移。支點(Sp)與施力點(主軸141)之間的距離L4比支點(Sp)與作用點(掛板120與臂131連接的位置)之間的距離L3長。因此，即使在測量裝置主體10的重心(沿負(fù)X方向)偏離的假設(shè)情況下，僅通過杠桿比(L3/L4)也能夠減小施加于千分尺頭140的載荷。
[0092]在本示例中，焦點主要在于施加于薄聯(lián)接板130的力，并且將聯(lián)接片133看作支點Sp;然而，可以將薄聯(lián)接板130和掛板120視為一體，并且可以將轉(zhuǎn)動中心當(dāng)成支點。本質(zhì)上，支點Sp可以位于任何位置，只要施力點(主軸141)比作用點(掛板120與臂131連接的位置)
靠外即可。
[0093]第二變型例
[0094]圖13示出第二變型例。在第二變型例中，允許基板110轉(zhuǎn)動的外支承件27與上述實施方式一樣地設(shè)置于Z滑動件23，而內(nèi)支承件28A安裝于基板110，內(nèi)支承件28A構(gòu)成掛板120的轉(zhuǎn)動支承件。自然地，利用該構(gòu)造也實現(xiàn)了與上述實施方式類似的效果。
[0095]第三變型例
[0096]圖14示出第三變型例。在上述實施方式中，內(nèi)支承件28被設(shè)置為掛板120的轉(zhuǎn)動中心，但是如第三變型例所示，還可以省略內(nèi)支承件28。在該情況下，薄聯(lián)接板130的聯(lián)接片133作為掛板120的轉(zhuǎn)動中心。
[0097]另外，本發(fā)明不限于上述實施方式，可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下根據(jù)需要進行變型。例如，可以使用橡膠或板簧來替代螺旋彈簧161R和161L。
[0098]在第一實施方式中，千分尺頭直接壓靠薄聯(lián)接板130(臂131)，臂131對掛板(掛板的角)加壓。然而，如下構(gòu)造也是可能的:千分尺頭(主軸141)直接壓靠掛板。
[0099]在第二實施方式中，杠桿的轉(zhuǎn)動軸與Y軸平行。然而，不特別限制轉(zhuǎn)動軸的方向(因為千分尺頭包括套管(thimble)，必須稍微注意的是，套管不妨礙測量)。
[0100]在上述實施方式中，給出了千分尺頭從上向下推掛板的示例。千分尺頭推掛板所用的力的方向應(yīng)當(dāng)與施力件的施力相反，因此如下構(gòu)造也是可能的:例如，千分尺頭從下向上推掛板。在該情況下，可以想象到如下方法:例如，以將千分尺頭設(shè)置在左角的下方的方式作出設(shè)計變型。
[0101]注意，已經(jīng)提供的前述示例僅是出于解釋的目的，而絕不理解為是限制本發(fā)明。盡管已經(jīng)參照示例性實施方式說明了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本文中已經(jīng)使用的詞語是描述性和說明性的詞語，而不是限制性的詞語。在不脫離本發(fā)明各方面的范圍和精神的情況下，可以如目前陳述的和如修改的在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進行改變。雖然本文已經(jīng)參照特定的結(jié)構(gòu)、材料和實施方式描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不意在限于本文所公開的細(xì)節(jié);而是，本發(fā)明延伸至諸如在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有在功能上等同的結(jié)構(gòu)、方法和用途。
[0102]本發(fā)明不限于上述實施方式，可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下作出各種改變和變型。
【主權(quán)項】
1.一種傾斜角度調(diào)節(jié)器，當(dāng)測量裝置主體安裝于支座的Z滑動件時，所述傾斜角度調(diào)節(jié)器介于所述Z滑動件與所述測量裝置主體之間，所述測量裝置主體利用觸針描繪和掃描被測物體的表面，所述傾斜角度調(diào)節(jié)器包括: 基板，其安裝于所述Z滑動件； 掛板，其安裝于所述測量裝置主體； 聯(lián)接板，其以將所述掛板掛在所述基板的第一表面?zhèn)鹊姆绞街嗡鰭彀澹?施力部件，其被構(gòu)造成以對所述掛板賦予第一方向上的轉(zhuǎn)動力的方式對所述掛板施力；以及 千分尺頭，其被構(gòu)造成朝向與由所述施力部件賦予的轉(zhuǎn)動力的方向相反的第二方向直接或間接地推所述掛板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜角度調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述聯(lián)接板包括: 臂，其包括長形板并具有彈性；以及 聯(lián)接片，其從所述臂的中央?yún)^(qū)域突出，其中: 所述聯(lián)接片固定于所述基板的上端面，并且 所述臂被構(gòu)造成以掛住所述掛板的方式保持所述掛板。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傾斜角度調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述臂還包括肋，所述肋相對于所述臂的長形板成直角地設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜角度調(diào)節(jié)器，其特征在于， 所述掛板包括突出的銷； 所述基板包括供所述銷插入的孔或缺口；并且 所述施力部件以對插入所述孔或所述缺口的銷施力的方式定位于所述基板。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜角度調(diào)節(jié)器，其特征在于， 所述聯(lián)接板固定于所述基板的部位為支點，所述聯(lián)接板與所述掛板連接的位置為作用點，所述千分尺頭推靠所述掛板的位置為施力點;并且 所述支點與所述作用點之間的距離等于或小于所述支點與所述施力點之間的距離。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜角度調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述傾斜角度調(diào)節(jié)器還包括設(shè)置在所述基板附近的杠桿，所述杠桿以能夠以預(yù)定轉(zhuǎn)動軸作為轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動的方式被支撐，其中: 所述杠桿的轉(zhuǎn)動軸為支點，所述掛板推靠所述杠桿的點為作用點，所述千分尺頭推靠所述杠桿的點為施力點;并且 所述支點與所述作用點之間的距離等于或小于所述支點與所述施力點之間的距離。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜角度調(diào)節(jié)器，其特征在于， 所述基板具有轉(zhuǎn)動支承件，所述基板的該轉(zhuǎn)動支承件包括設(shè)置于所述Z滑動件的第一支承件，并且 所述掛板具有轉(zhuǎn)動支承件，所述掛板的該轉(zhuǎn)動支承件包括與所述第一支承件同軸的第二支承件。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的傾斜角度調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述施力部件為彈簧。9.一種形狀測量裝置，其包括: 測量裝置主體，其被構(gòu)造成利用觸針描繪和掃描被測物體的表面； 支座，其被構(gòu)造成支撐所述測量裝置主體；以及 傾斜角度調(diào)節(jié)器，當(dāng)所述測量裝置主體安裝于所述支座的Z滑動件時，所述傾斜角度調(diào)節(jié)器介于所述Z滑動件與所述測量裝置主體之間，所述傾斜角度調(diào)節(jié)器包括: 基板，其安裝于所述Z滑動件； 掛板，其安裝于所述測量裝置主體； 聯(lián)接板，其以將所述掛板掛在所述基板的第一表面?zhèn)鹊姆绞街嗡鰭彀澹?施力部件，其被構(gòu)造成以對所述掛板賦予第一方向上的轉(zhuǎn)動力的方式對所述掛板施力；以及 千分尺頭，其被構(gòu)造成朝向與由所述施力部件賦予的轉(zhuǎn)動力的方向相反的第二方向直接或間接地推所述掛板。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的形狀測量裝置，其特征在于，所述聯(lián)接板包括: 臂，其包括長形板并具有彈性；以及 聯(lián)接片，其從所述臂的中央?yún)^(qū)域突出，其中: 所述聯(lián)接片固定于所述基板的上端面，并且 所述臂被構(gòu)造成以掛住所述掛板的方式保持所述掛板。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的形狀測量裝置，其特征在于，所述臂還包括肋，所述肋相對于所述臂的長形板成直角地設(shè)置。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的形狀測量裝置，其特征在于， 所述掛板包括突出的銷； 所述基板包括供所述銷插入的孔或缺口；并且 所述施力部件以對插入所述孔或所述缺口的銷施力的方式定位于所述基板。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的形狀測量裝置，其特征在于， 所述聯(lián)接板固定于所述基板的部位為支點，所述聯(lián)接板與所述掛板連接的位置為作用點，所述千分尺頭推靠所述掛板的位置為施力點;并且 所述支點與所述作用點之間的距離等于或小于所述支點與所述施力點之間的距離。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的形狀測量裝置，其特征在于， 所述傾斜角度調(diào)節(jié)器還包括設(shè)置在所述基板附近的杠桿，所述杠桿以能夠以預(yù)定轉(zhuǎn)動軸作為轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動的方式被支撐； 所述杠桿的轉(zhuǎn)動軸為支點，所述掛板推靠所述杠桿的點為作用點，所述千分尺頭推靠所述杠桿的點為施力點;并且 所述支點與所述作用點之間的距離等于或小于所述支點與所述施力點之間的距離。15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的形狀測量裝置，其特征在于， 所述基板具有轉(zhuǎn)動支承件，所述基板的該轉(zhuǎn)動支承件包括設(shè)置于所述Z滑動件的第一支承件，并且 所述掛板具有轉(zhuǎn)動支承件，所述掛板的該轉(zhuǎn)動支承件包括與所述第一支承件同軸的第二支承件。16.根據(jù)權(quán)利要求9至15中的任一項所述的形狀測量裝置，其特征在于，所述施力部件為彈簧。
【文檔編號】G01B5/28GK106017288SQ201610195788
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】小野寺洋平, 濱伸行
【申請人】株式會社三豐