專(zhuān)利名稱(chēng)：高度規(guī)及高度測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高度測(cè)量技術(shù)，尤其涉及一種測(cè)量高度的高度規(guī)及采用該高度規(guī)測(cè)量
高度的方法。
背景技術(shù)：
高度測(cè)量作為測(cè)量技術(shù)中的一個(gè)重要方面，其測(cè)量的方便性與準(zhǔn)確性備受關(guān)注。如Tomas Fischer等人在2006年IEEE系統(tǒng)、儀器及檢測(cè)技術(shù)的國(guó)際研討會(huì)(Instrumentationand Measurement Technology Conference)上發(fā)表的論文A NovelOptical Method ofDimension Measurement of Objects with Circular Cross—section中揭示了一種高度測(cè)量方法。 高度測(cè)量主要分為非接觸式測(cè)量與接觸式測(cè)量?jī)纱箢?lèi)。而在接觸式測(cè)量中，一般使用高度規(guī)作為主要的測(cè)量工具。目前，高度規(guī)300主要由底座310、導(dǎo)柱320、延伸桿330、測(cè)量桿340與高度量測(cè)表350構(gòu)成，請(qǐng)參閱圖6。利用現(xiàn)有的高度規(guī)300測(cè)量待測(cè)量元件200時(shí)，測(cè)量桿340 —般均與待測(cè)量表面垂直接觸以進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)以待測(cè)量元件200狹小的環(huán)形面230作為測(cè)量基準(zhǔn)面，測(cè)量上表面220與環(huán)形面230的距離時(shí)，需先使測(cè)量桿340與環(huán)形面230垂直接觸并調(diào)零使環(huán)形面230作為測(cè)量基準(zhǔn)面(參考零點(diǎn))。但是，由于環(huán)形面230過(guò)于狹小，使得測(cè)量桿340很難與環(huán)形面230緊密接觸，即使勉強(qiáng)接觸，也會(huì)導(dǎo)致待測(cè)量元件200產(chǎn)生傾斜，從而不能準(zhǔn)確根據(jù)測(cè)量基準(zhǔn)面對(duì)高度規(guī)300進(jìn)行調(diào)零，使得測(cè)量上表面220與環(huán)形面230的高度距離時(shí)量測(cè)失敗或量測(cè)誤差過(guò)大。
因此，有必要提供一種可有效減少在此種情形下的測(cè)量誤差的高度規(guī)。

發(fā)明內(nèi)容
下面將以具體實(shí)施例說(shuō)明一種可有效減少在上述情形下的測(cè)量誤差的高度規(guī)。 —種高度規(guī)，包括底座、導(dǎo)柱、延伸桿以及量測(cè)部，所述導(dǎo)柱固定于底座，所述延
伸桿包括可滑動(dòng)的套設(shè)于導(dǎo)柱的滑動(dòng)部，用于沿導(dǎo)柱的軸向移動(dòng)，所述量測(cè)部設(shè)于延伸桿
遠(yuǎn)離導(dǎo)柱的一端，所述量測(cè)部包括基準(zhǔn)桿、高度量測(cè)表、測(cè)量桿、固定架、第一探針與第二探
針，基準(zhǔn)桿固定于延伸桿，高度量測(cè)表固定于基準(zhǔn)桿，測(cè)量桿可滑動(dòng)的套設(shè)于基準(zhǔn)桿，固定
架連接于測(cè)量桿遠(yuǎn)離基準(zhǔn)桿的一端，第一探針與第二探針可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接于固定架。 —種高度測(cè)量方法，包括步驟提供待測(cè)量元件以及如權(quán)利要求1所述的高度規(guī)，
所述待測(cè)量元件具有一個(gè)基準(zhǔn)面和一個(gè)待測(cè)量面；旋轉(zhuǎn)第一探針和第二探針至預(yù)定夾角，
并使第一探針與第二探針與待測(cè)量元件的基準(zhǔn)面緊密接觸；使第一探針和第二探針與待測(cè)
量元件的待測(cè)量面緊密接觸；根據(jù)高度量測(cè)表獲取待測(cè)量面與基準(zhǔn)面間的高度距離。 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)方案的高度規(guī)及高度量測(cè)方法具有如下優(yōu)點(diǎn)首先，其利
用可繞固定架旋轉(zhuǎn)的第一探針與第二探針形成一預(yù)定夾角以對(duì)待測(cè)量表面進(jìn)行測(cè)量，避免
了探針垂直設(shè)置而無(wú)法接觸到待測(cè)量的狹小表面的問(wèn)題，較少了測(cè)量困難；其次，其利用第
一探針與第二探針與待測(cè)量表面的相對(duì)兩側(cè)緊密接觸進(jìn)行測(cè)量，防止待測(cè)試元件傾斜，改善量測(cè)誤差，提高測(cè)量精度。


圖1是本技術(shù)方案實(shí)施例提供的高度規(guī)的示意圖。 圖2是本技術(shù)方案的高度規(guī)的固定架與探針連接處的剖視圖。 圖3是本技術(shù)方案待測(cè)量元件的示意圖。 圖4是本技術(shù)方案的高度規(guī)確定基準(zhǔn)面并調(diào)零的示意圖。 圖5是本技術(shù)方案的高度規(guī)測(cè)量待測(cè)量面的示意圖。 圖6是現(xiàn)有技術(shù)的高度規(guī)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)方案的高度規(guī)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 請(qǐng)參閱圖1，本技術(shù)方案實(shí)施例提供的高度規(guī)100，包括底座10、導(dǎo)柱20、延伸桿30以及量測(cè)部40。 底座10具有第一表面12與第二表面14。所述第一表面12與第二表面14平行相對(duì)。第一表面12為平面，其用于承載待測(cè)量元件。 導(dǎo)柱20固定于底座10并與底座10垂直，即與第一表面12垂直。導(dǎo)柱20近似為
圓柱體。 延伸桿30包括滑動(dòng)部31、延伸部32。滑動(dòng)部31通過(guò)固定螺絲33固定至導(dǎo)柱20。
滑動(dòng)部31具有圓形的通孔，其內(nèi)孔徑略大于導(dǎo)柱20的外徑以可與導(dǎo)柱20相配合?；瑒?dòng)部31可滑動(dòng)的套設(shè)于導(dǎo)柱20，用以使延伸桿30可沿導(dǎo)柱20的軸向移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)延伸桿30相對(duì)底座10的第一表面12的距離?；瑒?dòng)部31的一端與固定螺絲33連接。固定螺絲33用于將滑動(dòng)部31鎖緊，以使滑動(dòng)部31相對(duì)導(dǎo)柱20固定，從而使與滑動(dòng)部31固定的延伸桿30相對(duì)固定于導(dǎo)柱20。 延伸部32具有表面322以及與表面322垂直連接的側(cè)面324。延伸部32的一端與滑動(dòng)部31固定，延伸部32平行于底座10的第一表面12。延伸部32的另一端具有固定孔326與通孔328。固定孔326自表面322向延伸部32內(nèi)開(kāi)設(shè)，其垂直于表面322，用于套合測(cè)量桿40。通孔328自側(cè)面324向延伸部32內(nèi)開(kāi)設(shè)，其垂直于側(cè)面324。通孔328與固定孔326相連通，通孔328的中心軸線(xiàn)垂直于固定孔326的中心軸線(xiàn)。
量測(cè)部40包括基準(zhǔn)桿42、高度量測(cè)表43、測(cè)量桿44、固定架446、第一探針442與第二探針444?；鶞?zhǔn)桿42固定于延伸桿30，高度量測(cè)表43固定于基準(zhǔn)桿42，測(cè)量桿44可滑動(dòng)的套設(shè)于基準(zhǔn)桿42。固定架446連接于測(cè)量桿44遠(yuǎn)離基準(zhǔn)桿42的一端。第一探針442與第二探針444可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接于固定架446。 基準(zhǔn)桿42的直徑略大于固定孔326的孔徑，從而基準(zhǔn)桿42可穿過(guò)固定孔326，并通過(guò)基準(zhǔn)桿42與固定孔326間的過(guò)盈配合固定于延伸部32遠(yuǎn)離導(dǎo)柱20的一端?；鶞?zhǔn)桿42與測(cè)量桿44套合的一端開(kāi)設(shè)有滑動(dòng)孔，滑動(dòng)孔的孔徑與測(cè)量桿44靠近基準(zhǔn)桿42 —端的直徑相當(dāng)，以可將測(cè)量桿44可滑動(dòng)的收容于基準(zhǔn)桿42的滑動(dòng)孔內(nèi)。 測(cè)量桿44位于滑動(dòng)孔內(nèi)的部分可具有齒條結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)螺絲34與測(cè)量桿44配合部分具有齒輪結(jié)構(gòu)。調(diào)節(jié)螺絲34可穿過(guò)通孔328進(jìn)入到滑動(dòng)孔內(nèi)，利用調(diào)節(jié)螺絲34與測(cè)量
4桿44的齒輪齒條嚙合關(guān)系，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺絲34即可調(diào)節(jié)測(cè)量桿44相對(duì)基準(zhǔn)桿42的高度位置。 請(qǐng)參閱圖2，測(cè)量桿44遠(yuǎn)離基準(zhǔn)桿42的一端設(shè)有固定架446。固定架446具有一空腔4462，空腔4462內(nèi)橫跨一固定軸4464，固定軸4464固設(shè)于固定架446的空腔4462內(nèi)。第一探針442與第二探針444可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接于固定軸4464?？涨?462具有垂直于固定軸4464的兩相對(duì)內(nèi)壁4468，固定軸4464上位于第一探針442與其一側(cè)內(nèi)壁4468以及第二探針444與其另一側(cè)內(nèi)壁4468間均設(shè)置有處于壓縮狀態(tài)的固定彈簧4466。第一探針442與第二探針444的長(zhǎng)度相等。從而，第一探針442與第二探針444可繞固定軸4464旋轉(zhuǎn)形成一預(yù)定夾角并通過(guò)兩側(cè)的固定彈簧4466固定，以配合待量測(cè)面上兩相對(duì)量測(cè)位置，使得第一探針442與第二探針444可與該待量測(cè)面的兩相對(duì)量測(cè)位置緊密接觸。
第一探針442與第二探針444的另一端均具有測(cè)量探頭440。測(cè)量探頭440用于與待測(cè)量面接觸以獲得該待測(cè)量面的高度值。測(cè)量探頭440既可為圓錐狀，也可為圓柱狀，本實(shí)施例中，測(cè)量探頭440為圓錐狀。 高度量測(cè)表43套設(shè)于測(cè)量桿40的基準(zhǔn)桿42。測(cè)量桿44穿過(guò)基準(zhǔn)桿42的滑動(dòng)孔延伸至高度量測(cè)表43內(nèi)部，高度量測(cè)表43可通過(guò)機(jī)械、電容電感或光電的變化感知測(cè)量桿44高度的改變。例如機(jī)械式高度量測(cè)表43中，測(cè)量桿44位于高度量測(cè)表43內(nèi)的部分具有齒條結(jié)構(gòu)，高度量測(cè)表43可通過(guò)其內(nèi)部的齒輪組合結(jié)構(gòu)將測(cè)量桿44高度的微小位移變化放大，并顯示在表盤(pán)上。電容電感式高度量測(cè)表43中，測(cè)量桿44為金屬，可將測(cè)量桿44作為其內(nèi)部電容或電感電路結(jié)構(gòu)中的鐵芯，測(cè)量桿44高度改變時(shí)，電路結(jié)構(gòu)中的電容或電感將改變，再將電容或電感將改變轉(zhuǎn)化為顯示表盤(pán)的顯示數(shù)值，該數(shù)值即為測(cè)量桿44的高度變化數(shù)值。從而，各種高度量測(cè)表43均可用于獲取并顯示測(cè)量探頭440量測(cè)到的高度值。 本技術(shù)方案的高度規(guī)100利用測(cè)量桿40的第一探針442與第二探針444旋轉(zhuǎn)至預(yù)定夾角以可與待測(cè)量面緊密接觸進(jìn)行測(cè)量，可有效防止待測(cè)試元件傾斜，提高測(cè)量精確度。
本技術(shù)方案實(shí)施例還提供一種利用上述高度規(guī)100對(duì)待測(cè)量元件的高度進(jìn)行量測(cè)的方法，其包括以下步驟 第一步，提供待測(cè)量元件200以及如上所述的高度規(guī)100。 請(qǐng)參閱圖3，所述待測(cè)試元件200具有相對(duì)的底面210與上表面220。待測(cè)試元件200沿其軸線(xiàn)方向開(kāi)設(shè)有階梯形圓孔202。階梯形圓孔202的階梯連接處具有環(huán)形面230。本實(shí)施例中，以環(huán)形面230作為基準(zhǔn)面，測(cè)量上表面220與環(huán)形面230間的高度距離。
第二步，旋轉(zhuǎn)第一探針442與第二探針444至預(yù)定夾角，并使第一探針442與第二探針444與待測(cè)量元件200的基準(zhǔn)面緊密接觸。 請(qǐng)參閱圖4，根據(jù)環(huán)形面230的距離將第一探針442與第二探針444繞固定軸4464
旋轉(zhuǎn)至預(yù)定夾角，使第一探針442與第二探針444分別與環(huán)形面230的相對(duì)兩側(cè)相接觸并
緊密貼合。由于第一探針442與第二探針444均與階梯形圓孔202的中心軸線(xiàn)成銳角，所
以第一探針442與第二探針444可有效地與環(huán)形面230緊密接觸。并且，由于第一探針442
與第二探針444分別與環(huán)形面230的相對(duì)兩側(cè)相接觸，所以不會(huì)導(dǎo)致待測(cè)量元件200傾斜
而產(chǎn)生過(guò)大的測(cè)量誤差。 第三步，將高度量測(cè)表43調(diào)零。
測(cè)量桿40的第一探針442與第二探針444分別與環(huán)形面230的相對(duì)兩側(cè)緊密接 觸后，將高度量測(cè)表43的顯示值調(diào)為零，以環(huán)形面230作為后續(xù)測(cè)量的基準(zhǔn)面即參考零點(diǎn)。
當(dāng)然，也可以省略該調(diào)零步驟，而直接讀取探針與該基準(zhǔn)面接觸時(shí)高度量測(cè)表43 的數(shù)值，后續(xù)只需將測(cè)量待測(cè)量面時(shí)的讀數(shù)減去該數(shù)值即可。 第四步，使第一探針442和第二探針444與待測(cè)量元件200的上表面220緊密接 觸。 請(qǐng)參閱圖5，保持第一探針442和第二探針444的夾角不變，利用調(diào)節(jié)螺絲34調(diào) 節(jié)測(cè)量桿44相對(duì)基準(zhǔn)桿42的高度位置，使第一探針442和第二探針444均與待測(cè)量元件 200的上表面220緊密接觸。 第五步，根據(jù)高度量測(cè)表43讀取上表面220與環(huán)形面230間的高度距離。
高度量測(cè)表43根據(jù)測(cè)量桿44在高度量測(cè)表43的位置確定其高度變化，從而顯示 測(cè)量桿44的高度變化數(shù)值。使用者可從高度量測(cè)表43讀取上表面220與環(huán)形面230間的 高度距離。 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)方案的高度規(guī)及高度量測(cè)方法具有如下優(yōu)點(diǎn)首先，其利 用可繞固定架轉(zhuǎn)動(dòng)的第一探針與第二探針形成一預(yù)定夾角以對(duì)待測(cè)量表面進(jìn)行測(cè)量，避免 了探針垂直設(shè)置而無(wú)法接觸到待測(cè)量的狹小表面的問(wèn)題，較少了測(cè)量困難；其次，其利用第 一探針與第二探針與待測(cè)量表面的相對(duì)兩側(cè)緊密接觸進(jìn)行測(cè)量，防止待測(cè)試元件傾斜，改 善量測(cè)誤差，提高測(cè)量精度。 可以理解的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本技術(shù)方案的技術(shù)構(gòu) 思做出其它各種相應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本技術(shù)方案權(quán)利要求 的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種高度規(guī)，包括底座、導(dǎo)柱、延伸桿以及量測(cè)部，所述導(dǎo)柱固定于底座，所述延伸桿包括可滑動(dòng)的套設(shè)于導(dǎo)柱的滑動(dòng)部，用于沿導(dǎo)柱的軸向移動(dòng)，所述量測(cè)部設(shè)于延伸桿遠(yuǎn)離導(dǎo)柱的一端，其特征在于，所述量測(cè)部包括基準(zhǔn)桿、高度量測(cè)表、測(cè)量桿、固定架、第一探針與第二探針，基準(zhǔn)桿固定于延伸桿，高度量測(cè)表固定于基準(zhǔn)桿，測(cè)量桿可滑動(dòng)的套設(shè)于基準(zhǔn)桿，固定架連接于測(cè)量桿遠(yuǎn)離基準(zhǔn)桿的一端，第一探針與第二探針可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接于固定架。
2. 如權(quán)利要求1所述的高度規(guī)，其特征在于，所述固定架具有空腔以及橫跨該空腔且 固定于固定架的固定軸，所述第一探針與第二探針可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接于固定架的固定軸。
3. 如權(quán)利要求2所述的高度規(guī)，其特征在于，所述空腔具有垂直于固定軸的兩相對(duì)內(nèi) 壁，固定軸上位于第一探針與其一側(cè)內(nèi)壁以及第二探針與其另一側(cè)內(nèi)壁間均設(shè)置有處于壓 縮狀態(tài)的固定彈簧。
4. 如權(quán)利要求1所述的高度規(guī)，其特征在于，所述導(dǎo)柱與滑動(dòng)部間設(shè)置固定螺絲，固定 螺絲可自滑動(dòng)部向?qū)е较蛐o，以使滑動(dòng)部相對(duì)固定于導(dǎo)柱。
5. 如權(quán)利要求1所述的高度規(guī)，其特征在于，所述第一探針與第二探針的長(zhǎng)度相等。
6. 如權(quán)利要求1所述的高度規(guī)，其特征在于，所述第一探針與第二探針靠近底座一端 均具有測(cè)量探頭，測(cè)量探頭用于與待測(cè)面接觸以獲取其高度位置。
7. —種高度測(cè)量方法，包括步驟提供待測(cè)量元件以及如權(quán)利要求1所述的高度規(guī)，所述待測(cè)量元件具有一個(gè)基準(zhǔn)面和 一個(gè)待測(cè)量面；旋轉(zhuǎn)第一探針和第二探針至預(yù)定夾角，并使第一探針與第二探針與待測(cè)量元件的基準(zhǔn) 面緊密接觸；使第一探針和第二探針與待測(cè)量元件的待測(cè)量面緊密接觸； 根據(jù)高度量測(cè)表獲取待測(cè)量面與基準(zhǔn)面間的高度距離。
8. 如權(quán)利要求7所述的高度測(cè)量方法，其特征在于，使第一探針和第二探針與待測(cè)量 元件的基準(zhǔn)面緊密接觸后，將高度量測(cè)表調(diào)零。
9. 如權(quán)利要求7所述的高度測(cè)量方法，其特征在于，使第一探針與第二探針與待測(cè)量 元件的待測(cè)量面緊密接觸時(shí)，保持第一探針與第二探針的預(yù)定夾角不變。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高度規(guī)，包括底座、導(dǎo)柱、延伸桿以及量測(cè)部，所述導(dǎo)柱固定于底座，所述延伸桿包括可滑動(dòng)的套設(shè)于導(dǎo)柱的滑動(dòng)部，用于沿導(dǎo)柱的軸向移動(dòng)，所述量測(cè)部設(shè)于延伸桿遠(yuǎn)離導(dǎo)柱的一端，所述量測(cè)部包括基準(zhǔn)桿、高度量測(cè)表、測(cè)量桿、固定架、第一探針與第二探針，基準(zhǔn)桿固定于延伸桿，高度量測(cè)表固定于基準(zhǔn)桿，測(cè)量桿可滑動(dòng)的套設(shè)于基準(zhǔn)桿，固定架連接于測(cè)量桿遠(yuǎn)離基準(zhǔn)桿的一端，第一探針與第二探針可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接于固定架。本發(fā)明還提供一種利用上述高度規(guī)進(jìn)行測(cè)量的高度測(cè)量方法。
文檔編號(hào)G01B3/22GK101726229SQ20081030511
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者陳彥均 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司