袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’，一種‘虛擬測(cè)長(zhǎng)儀器’，它以三坐標(biāo)空間測(cè)量的方式測(cè)量全世界各種‘傳統(tǒng)單(雙)坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀器’(例如萬(wàn)能測(cè)長(zhǎng)儀、立式測(cè)長(zhǎng)儀、圓柱度測(cè)量?jī)x、測(cè)高儀、便攜式孔板測(cè)量?jī)x等)的所有測(cè)量對(duì)象(例如塊規(guī)、卡規(guī)、環(huán)規(guī)、塞規(guī)、量棒、內(nèi)外螺紋、螺紋環(huán)規(guī)、螺紋塞規(guī)、圓柱、圓球、孔板等)的幾何尺寸和形位公差，其測(cè)量的精度和效率遠(yuǎn)高于各種‘傳統(tǒng)單(雙)坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀器’，其成本、價(jià)格，體積、重量反而遠(yuǎn)低于‘傳統(tǒng)單(雙)坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀器’，其需求市場(chǎng)遠(yuǎn)大于各種‘傳統(tǒng)單(雙)坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀器’。
【專利說(shuō)明】袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’所屬【技術(shù)領(lǐng)域】，按‘國(guó)際專利分類表’(IPC)分類:G ‘部’，物理；GOl ‘大類’，測(cè)量；GOlB ‘小類’，長(zhǎng)度、厚度或類似線性尺寸的計(jì)量；G01B7 /00 ‘大組’，以采用電或磁的方法為特征的計(jì)量設(shè)備；G01B7 / 400 ‘小組’，用于測(cè)量各點(diǎn)的坐標(biāo)。它的【技術(shù)領(lǐng)域】按IPC分類為G01B7 / 400，屬坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’，目的是要更新?lián)Q代各種傳統(tǒng)單機(jī)‘測(cè)長(zhǎng)儀器’。這些傳統(tǒng)單機(jī)‘測(cè)長(zhǎng)儀器’，例如萬(wàn)能測(cè)長(zhǎng)儀(臥式測(cè)長(zhǎng)儀)、立式測(cè)長(zhǎng)儀、測(cè)高儀、圓柱度測(cè)量?jī)x、輪廓測(cè)量?jī)x等，它們的測(cè)量對(duì)象主要是塊規(guī)長(zhǎng)度，環(huán)規(guī)內(nèi)徑、外徑，內(nèi)螺紋、外螺紋中徑，高度，圓柱外徑，球的直徑，塞規(guī)厚度，圓柱度，圓柱母線的直線度等。都是單機(jī)單軸一維全手動(dòng)測(cè)量，帶進(jìn)誤差源，又不能修正誤差，譬如萬(wàn)能測(cè)長(zhǎng)儀測(cè)量環(huán)規(guī)直徑，這個(gè)被測(cè)件安裝在工作臺(tái)上，被測(cè)尺寸線往往與儀器測(cè)量軸線不重合，這就需要進(jìn)行零件找正，通過(guò)尋找零件拐點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，需要手動(dòng)調(diào)整工作臺(tái)的五個(gè)自由度，測(cè)量精度和效率受到很大局限。即使傳統(tǒng)單機(jī)‘測(cè)長(zhǎng)儀器’如萬(wàn)能測(cè)長(zhǎng)儀加數(shù)顯、計(jì)算機(jī)，也只是單軸數(shù)顯，單軸誤差修正，判斷拐點(diǎn)，而工作臺(tái)沿X、Y、Z軸移動(dòng)，工作臺(tái)繞Y、Z的轉(zhuǎn)動(dòng)，工作臺(tái)這五個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)仍然是手動(dòng)，單軸一維手動(dòng)測(cè)量，不能全方位修正誤差，它的測(cè)量功能還是制造廠家定義的功能，用戶不能通過(guò)自編軟件定義測(cè)量功能，更不能通過(guò)軟件擴(kuò)展測(cè)量功能，所以它的‘傳統(tǒng)單機(jī)儀器’的本質(zhì)并未改變。如果用通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’測(cè)量各種傳統(tǒng)單機(jī)‘測(cè)長(zhǎng)儀器’的測(cè)量對(duì)象，三軸三維全自動(dòng)采集幾個(gè)測(cè)量點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，計(jì)算機(jī)作數(shù)據(jù)處理、顯示、存儲(chǔ)，全方位修正誤差(不管被測(cè)尺寸線與儀器測(cè)量軸線是否重合，不用找正拐點(diǎn))，一定是高精度、高效率測(cè)量。雖然如此，但是通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’成本、價(jià)格高，體積、重量大，不適合更新?lián)Q代成本、價(jià)格低，體積、重量小的傳統(tǒng)單機(jī)‘測(cè)長(zhǎng)儀器’。本發(fā)明‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’，它測(cè)量各種傳統(tǒng)單機(jī)‘測(cè)長(zhǎng)儀器’的測(cè)量對(duì)象的幾何尺寸和形位公差，其測(cè)量效果跟通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’ 一樣高精度、高效率，而成本、價(jià)格，體積、重量反而低于傳統(tǒng)單機(jī)‘測(cè)長(zhǎng)儀器’，更低于通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’，僅為其若干分之一。一臺(tái)本發(fā)明‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’能測(cè)量各種傳統(tǒng)單機(jī)‘測(cè)長(zhǎng)儀器’的所有測(cè)量對(duì)象，按相應(yīng)的測(cè)量軟件運(yùn)行，增加一個(gè)單機(jī)的測(cè)量對(duì)象，只需要增加一段測(cè)量軟件，也就是說(shuō)，用戶可以根據(jù)被測(cè)對(duì)象編制測(cè)量軟件，用戶自己定義測(cè)量功能，擴(kuò)展測(cè)量功能，成為‘虛擬測(cè)量?jī)x器’(Virtual instrument)，資料介紹(搜索‘虛擬儀器VS傳統(tǒng)儀器’)，‘虛擬儀器’是本世紀(jì)的發(fā)展方向，它必將替代相對(duì)應(yīng)的‘傳統(tǒng)單機(jī)儀器’。本發(fā)明‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’是更新?lián)Q代各種傳統(tǒng)單機(jī)‘測(cè)長(zhǎng)儀器’性價(jià)比最高的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器?！湔淙鴺?biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’配上或者不配微型CCD攝像頭都可以是最完善的‘袖珍孔板測(cè)量?jī)x’。對(duì)于孔板的綜合參數(shù)(開(kāi)孔直徑dm，開(kāi)孔圓度Dd，孔板厚度E，上游端面平面度P，上下游端面平行度DE，開(kāi)孔圓筒部分長(zhǎng)度e，上游端面與開(kāi)孔圓筒邊緣之間的銳度rk，表面粗糙度Ra)，‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’都可以以三坐標(biāo)的形式自動(dòng)測(cè)量它們，其中e、rk、Ra可以用掃描軟件測(cè)量，也可以另配CCD微型攝像頭和粗糙度頭測(cè)量，兩種孔板測(cè)量?jī)x等效，都可謂‘袖珍孔板測(cè)量?jī)x’。據(jù)說(shuō)國(guó)外目前還沒(méi)有這類孔板測(cè)量?jī)x，它們?nèi)匀挥梅稚螜C(jī)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，不能現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量孔板。十多年前面世的便攜式孔板測(cè)量?jī)x，現(xiàn)在看出有四個(gè)弊病:1、X-軸測(cè)頭和Z-軸測(cè)頭兩測(cè)桿是分離的而不是共用的，Z-軸測(cè)微儀與X-軸光柵沒(méi)有偶聯(lián)，X-軸測(cè)頭也沒(méi)有跟Z-軸測(cè)微儀相連接，X的坐標(biāo)值沒(méi)有相應(yīng)的Z值，Z的坐標(biāo)值也沒(méi)有相應(yīng)的X值，形成不了空間坐標(biāo)值，不是空間測(cè)量，影響測(cè)量精度和效率；2、它測(cè)量孔板內(nèi)徑再測(cè)量外徑時(shí)，要手動(dòng)卸裝X-軸測(cè)頭，嚴(yán)重影響測(cè)量精度和效率；3、它的Z-軸測(cè)微儀沒(méi)有雙向恒定測(cè)力發(fā)出采樣脈沖的功能，影響測(cè)量精度和效率；4、它測(cè)量e、rk專門制造的測(cè)量顯微鏡，制造成本高，手動(dòng)測(cè)量，影響測(cè)量精度和效率。‘便攜式孔板測(cè)量?jī)x’的這四個(gè)弊病，現(xiàn)在‘袖珍孔板測(cè)量?jī)x’全部克服了。按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，石油天然氣輸送管道中使用的差壓式流量計(jì)的節(jié)流孔板的綜合參數(shù)，必須定期作例行檢查，這就是‘孔板測(cè)量?jī)x’的任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’，測(cè)量各種傳統(tǒng)單機(jī)‘測(cè)長(zhǎng)儀器’的測(cè)量對(duì)象，測(cè)量效果與通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’ 一樣高精度、高效率；同時(shí)，它的成本、價(jià)格，體積、重量反而低于單機(jī)‘測(cè)長(zhǎng)儀器’，更低于通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’，僅為其若干分之一。它是測(cè)量各種傳統(tǒng)單機(jī)‘測(cè)長(zhǎng)儀器’的測(cè)量對(duì)象的性價(jià)比最高的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器。如何實(shí)現(xiàn)這些特征呢？首先，坐標(biāo)測(cè)量?jī)x都要有測(cè)頭(這里用接觸式測(cè)頭)，通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’有，‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’也要有。通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’的測(cè)頭的測(cè)桿探測(cè)球，接觸被測(cè)件時(shí)，受到以探測(cè)球?yàn)橹行牡娜我廨椛浞较虻臏y(cè)力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，都會(huì)發(fā)出采樣脈沖。這種測(cè)頭相當(dāng)完善，適合于通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’，但造價(jià)昂貴。而‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’的測(cè)頭，根據(jù)它的測(cè)量對(duì)象，不用如此完善，經(jīng)分析和實(shí)踐證明，測(cè)頭的探測(cè)球只需要在X-Z平面內(nèi)相互垂直的兩軸三向X+、X-、Z+探測(cè)被測(cè)工件，三個(gè)方向中任意一方向接觸工件，達(dá)到設(shè)定測(cè)力時(shí)，該測(cè)頭也會(huì)發(fā)出采樣脈沖，這就夠了。工作臺(tái)的Y-軸、W-軸的移動(dòng)量、轉(zhuǎn)動(dòng)量不用測(cè)頭探測(cè)定位，用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其位移量、轉(zhuǎn)動(dòng)量是計(jì)算機(jī)送數(shù)控制，其位移數(shù)字已在計(jì)算機(jī)內(nèi)。這種X-Z測(cè)頭是這樣實(shí)現(xiàn)的:用一臺(tái)具有雙向測(cè)力恒定時(shí)發(fā)采樣脈沖信號(hào)的Z-軸測(cè)微儀和一套由‘水平恒定測(cè)力筒’構(gòu)成的X-軸恒定測(cè)力發(fā)采樣脈沖的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在X-Z平面內(nèi)相互垂直耦合，兩軸共用Z-軸測(cè)微儀的測(cè)桿，這就構(gòu)成了本發(fā)明‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’ X-Z測(cè)頭，既保障有通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’測(cè)頭的性能、作用，又使該測(cè)頭成本降低到幾十分之一。第二、通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’的x、Y、z、w各軸都安裝了價(jià)格昂貴的精密光柵傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器，而‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’，只需要x、z軸安裝光柵傳感器，而Y軸不用安裝光柵傳感器，W旋轉(zhuǎn)方向不用安裝旋轉(zhuǎn)編碼器，僅以步進(jìn)電機(jī)代替了光柵傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器以及直流電機(jī)的作用，既能按要求送數(shù)，也能驅(qū)動(dòng)，同時(shí)也保證了與通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’安裝的光柵傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器相同的作用。這方面，成本也降低到幾十分之一。第三、通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’的Y-軸和Z-軸的最大測(cè)量行程一般是相等而且接近X-軸的最大測(cè)量行程，如FD-S500型，Sy=Sz=400-Sx=500，其測(cè)量容積V=SxXSyXSz.‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’，根據(jù)它的測(cè)量對(duì)象，經(jīng)過(guò)分析和實(shí)踐證實(shí)，選擇Y-軸最大測(cè)量行程Sy=5毫米，根據(jù)各規(guī)格而異，平均取X-軸最大測(cè)量行程Sx=300，Z-軸最大測(cè)量行程Sz=25，其測(cè)量容積僅為通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’的幾百分之一，體積、重量、材料成本相應(yīng)降低，‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’與通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’都有跟測(cè)量對(duì)象相適應(yīng)的測(cè)量容積。第四、‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’使用的軟件與通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’使用的軟件大同小異，‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’的軟件跟通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’軟件，測(cè)相同對(duì)象時(shí)可以通用，‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’使用的軟件可以跟通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’ 一樣先進(jìn)，并不因此增加‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’的成本，跟傳統(tǒng)單機(jī)‘測(cè)長(zhǎng)儀器’相比，取消了工作臺(tái)的手動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)，倒反而更降低了成本。所以‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’保留通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’的特性，又根據(jù)‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’測(cè)量對(duì)象的特點(diǎn)，整合前述四方面的
【發(fā)明內(nèi)容】
，在成本、價(jià)格，體積、重量諸方面優(yōu)于各類傳統(tǒng)單機(jī)‘測(cè)長(zhǎng)儀器’，也優(yōu)于通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’。用三坐標(biāo)空間測(cè)量的方式測(cè)量單軸量，通過(guò)空間坐標(biāo)值在計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)處理、顯示，不管兩軸線是否重合，都能高精度、高效率測(cè)量。本發(fā)明‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’可以由用戶按需要自編測(cè)量軟件，自定義測(cè)量功能，它是測(cè)量各類傳統(tǒng)單機(jī)‘測(cè)長(zhǎng)儀器’的測(cè)量對(duì)象的性價(jià)比最高的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器。再說(shuō)孔板的綜合參數(shù)完全可以用‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’作三坐標(biāo)測(cè)量，其中的e、rk可以用掃描軟件測(cè)量，也可以配用一臺(tái)微型CCD攝像頭來(lái)測(cè)量，兩者是等效的，都是目前最完善的‘袖珍孔板測(cè)量?jī)x’。
[0004]實(shí)施方式(通過(guò)附圖加以說(shuō)明):
[0005]附圖1是Z-軸雙向測(cè)力恒定發(fā)出采樣脈沖的測(cè)微儀的測(cè)桿示意圖，當(dāng)探測(cè)頭I受到軸向雙向測(cè)力時(shí)，信號(hào)電平從10號(hào)電線輸出，外殼2與滑套6相互固定，2、6均為金屬材料制成，而上下兩個(gè)3號(hào)彈簧接頭，固定在4號(hào)滑桿上，I是與外殼2連接在一起的探測(cè)頭，當(dāng)探頭I受其軸向壓力或拉力(即測(cè)力)時(shí)，滑套6在4號(hào)滑桿上滑動(dòng)，同時(shí)外殼2在滑柱8上滑動(dòng)，8號(hào)滑柱是絕緣材料制成，上下兩組彈簧5分別受壓和拉，直到外殼2與上電極9(受壓)或下電極7(受拉)接觸，電線10輸出信號(hào)電平。接觸頭所受的力，即測(cè)力就是上下彈簧5受壓受拉變形產(chǎn)生的力，彈簧變形的長(zhǎng)度就是外殼2在滑柱8上向上或向下滑動(dòng)，直到接觸到上電極9或下電極7，外殼2所經(jīng)歷的距離d，彈簧受壓、拉產(chǎn)生的力，即接觸頭上受到的測(cè)力F=2kd，k為彈性系數(shù)，接觸頭I上受到的測(cè)力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，10號(hào)線發(fā)出采樣電平信號(hào)。
[0006]附圖2是Z-軸雙向測(cè)力恒定發(fā)出采樣脈沖的測(cè)微儀示意圖，測(cè)桿I就是附圖1所示的測(cè)桿，測(cè)桿上端與光柵尺主光柵5相連接，可以在滑軌2中上下移動(dòng)，當(dāng)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)上滑輪8逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑輪線牽引測(cè)桿I向下移動(dòng)，探測(cè)頭接觸工件后，滑輪線還繼續(xù)把測(cè)桿向下壓，直到圖1中的測(cè)桿外殼2接觸到上電極9時(shí)電線10(圖2的4)發(fā)出信號(hào)，通到電路板6，從而產(chǎn)生單脈沖11，同時(shí)光柵5輸出位移數(shù)字12，這個(gè)脈沖便是測(cè)桿接觸頭在被測(cè)工件上產(chǎn)生恒定測(cè)力后出現(xiàn)的。這個(gè)單脈沖有四個(gè)作用:把當(dāng)時(shí)的光柵數(shù)字采入計(jì)算機(jī)，使驅(qū)動(dòng)直流馬達(dá)停止并保持或反轉(zhuǎn)，采樣的聲音警示9，采樣的燈光警示10。當(dāng)測(cè)桿反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，達(dá)到恒定測(cè)力時(shí)也會(huì)產(chǎn)生單脈沖和光柵數(shù)字。
[0007]附圖3是水平恒定測(cè)力筒的示意圖，測(cè)量頭可以固定在地電極筒7上，彈簧接頭3 (左右兩頭各一個(gè))，固定在滑桿5兩端，地電極筒7與滑套6固定，滑套6可以在滑桿5上左右滑動(dòng)，左右兩根彈簧8分別固定在左右彈簧接頭3和滑套6上，當(dāng)跟地電極筒連接的測(cè)量頭受到向左的力時(shí)，滑套6向左移動(dòng)，右邊彈簧受拉，左邊彈簧受壓，直到地電極筒7接觸到左電極9，電線輸出信號(hào)電平，進(jìn)入圖2中4號(hào)位置，產(chǎn)生脈沖11，該脈沖的作用與圖2中4產(chǎn)生的脈沖是同樣的作用。正負(fù)電極間的靜態(tài)距離設(shè)為d，左右彈簧受壓(或拉)變形的長(zhǎng)度也為d，測(cè)量頭受的力，即測(cè)力F=2kd，k為彈簧的彈性系數(shù)。測(cè)量頭反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，同樣的效果。
[0008]附圖4所示為X-軸驅(qū)動(dòng)組，該圖是把附圖3的水平恒定測(cè)力筒連接在X-軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，圖中3就是附圖3所示的水平恒定測(cè)力筒，I為從動(dòng)輪，5為主動(dòng)輪和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，4為驅(qū)動(dòng)托板。工作時(shí)，3的地電極筒與圖6的滑塊2相連接。
[0009]附圖5所示為光柵傳感器的安裝圖，它是測(cè)頭X-軸的測(cè)量標(biāo)尺，讀數(shù)頭2和尺體3相對(duì)移動(dòng)，讀數(shù)頭2連接在圖6導(dǎo)軌的滑塊2的上面，I為信號(hào)輸出電纜，接入計(jì)算機(jī)接口箱。
[0010]附圖6是滑動(dòng)導(dǎo)軌安裝圖，I為導(dǎo)軌，2為滑塊。
[0011]附圖7是‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’的X-Y測(cè)頭系統(tǒng)機(jī)構(gòu)示意圖，1，8是左右支架，2是附圖5的光柵傳感器的尺體，3就是圖4的X-軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的3水平恒定測(cè)力筒，7是圖6的滑動(dòng)導(dǎo)軌的導(dǎo)軌I，這三部件平行安裝于左右支架I和8上，X-驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的水平恒定測(cè)力筒3的地電極筒與導(dǎo)軌滑塊后側(cè)面連接，5是光柵傳感器動(dòng)尺頭，它固定于導(dǎo)軌滑塊的上面，4是Z-軸恒定測(cè)力測(cè)微儀，它與X-軸導(dǎo)軌相互垂直通過(guò)6安裝于導(dǎo)軌滑塊的前側(cè)面。這時(shí)X-軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)滑輪牽動(dòng)水平恒定測(cè)力筒，帶動(dòng)滑塊和固定在上面的Z-軸測(cè)微儀以及光柵讀數(shù)頭在導(dǎo)軌7上滑動(dòng)，光柵傳感器有位移數(shù)字輸出，測(cè)桿探測(cè)頭如遇工件且測(cè)力達(dá)設(shè)定值，水平恒定測(cè)力筒發(fā)出采樣信號(hào)電平，經(jīng)Z-軸測(cè)微儀輸出采樣脈沖，將X、Y、Z、W的坐標(biāo)值采入計(jì)算機(jī)，當(dāng)X、Y、z、W各軸同時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí),測(cè)桿探測(cè)球在X+ / X- / z+ / Z-四個(gè)方向的任意一個(gè)方向受到的測(cè)力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，在圖2的Z-軸測(cè)微儀的11號(hào)線輸出采樣脈沖，采集各軸數(shù)字，在計(jì)算機(jī)內(nèi)形成測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)值(x，y，z，w)供數(shù)據(jù)處理和控制用。
[0012]圖8是本發(fā)明‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’的系統(tǒng)示意圖，左邊是系統(tǒng)主機(jī)圖，它由圖7的X-Y測(cè)頭機(jī)構(gòu)3和基座4組成，基座4中有圓工作臺(tái)，可以在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下作360度旋轉(zhuǎn)，也可以在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下在Y-軸向定量移動(dòng)，基座中還有吸附被測(cè)工件的微型抽氣泵等。圖8的I是計(jì)算機(jī)接口箱，2是計(jì)算機(jī)。
[0013]用本專利可以開(kāi)發(fā)三類若干規(guī)格新儀器:1、袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀；2袖珍孔板測(cè)量?jī)x；3、雙向測(cè)力恒定發(fā)采樣信號(hào)的立式測(cè)微儀；4、雙向測(cè)力恒定發(fā)采樣信號(hào)的臥式探測(cè)儀。
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’，一種‘虛擬測(cè)長(zhǎng)儀器’，用戶可以自定義測(cè)長(zhǎng)功能，它具有通用‘三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x’的高精度、高效率測(cè)量的特性，同時(shí)它的成本、價(jià)格，體積、重量又遠(yuǎn)低于通用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，也低于傳統(tǒng)單機(jī)‘測(cè)長(zhǎng)儀器’。它配上微型C⑶攝像頭構(gòu)成‘袖珍孔板測(cè)量?jī)x’。
2.‘權(quán)利I’所涉及的‘袖珍三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀’，其主機(jī)是由X-Z測(cè)頭和基座組成。
3.‘權(quán)利2’所涉及的‘X-Z測(cè)頭’，是由雙向測(cè)力達(dá)到恒定值時(shí)發(fā)出采樣脈沖信號(hào)的‘Z-軸測(cè)微儀’和由水平恒定測(cè)力筒、光柵、導(dǎo)軌及直流馬達(dá)組成的X-軸雙向測(cè)力恒定時(shí)發(fā)采樣脈沖的‘X-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)’，在‘X-Z平面內(nèi)相互垂直耦合，兩軸共用Z-軸測(cè)微儀的測(cè)桿。測(cè)桿探測(cè)頭在X+、X-、Z+的任意一個(gè)方向達(dá)到恒定測(cè)力即發(fā)出采樣脈沖，該脈沖把各軸位移數(shù)字(即該點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)值)采入計(jì)算機(jī)按測(cè)量軟件作數(shù)據(jù)處理，使驅(qū)動(dòng)馬達(dá)停止或者反向，聲、光顯示采樣狀況，這便是‘X-Z測(cè)頭’。
4.‘權(quán)利3’所涉及的‘Z-軸測(cè)微儀’，雙向測(cè)力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，發(fā)出采樣脈沖，該脈沖把當(dāng)時(shí)的各軸的位移數(shù)字記入顯示器或采入計(jì)算機(jī)，該脈沖還使驅(qū)動(dòng)馬達(dá)停止或反轉(zhuǎn)，聲、光提不米樣狀況。
5.‘權(quán)利3’所涉及的X-軸雙向測(cè)力恒定發(fā)采樣脈沖的X-軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的水平恒定測(cè)力筒，測(cè)桿探測(cè)球在X-軸向產(chǎn)生正/負(fù)測(cè)力，達(dá)到設(shè)定值時(shí)發(fā)出采樣脈沖，把當(dāng)時(shí)各軸的位移數(shù)字記入顯示器或采入計(jì)算機(jī)，該脈沖還使驅(qū)動(dòng)馬達(dá)停止或反轉(zhuǎn)，聲、光提示采樣狀況。
【文檔編號(hào)】G01B7/008GK103727869SQ201310430614
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】雷孔成 申請(qǐng)人:雷孔成