深孔测量装置及三坐标测量机的制作方法

1.本实用新型涉及测量技术领域，具体是一种深孔测量装置及具有该深孔测量装置的三坐标测量机。


背景技术：

2.在测量领域，经常会遇到对一些工件（比如枪管、炮筒、飞机起落架等）的细长深孔进行测量的情况，有的细长深孔的长径比甚至达10米以上，且孔呈阶梯型，需要测量并评价细长深孔的内径、外径、壁厚、同轴度等特征。
3.现有技术中，对于工件深孔的测量，主要靠人工手持简易测量工具进行测量，这种测量方式测量效率低，测量精度难以保证；有的厂家按照不同规格深孔定制检测设备，这就需要大量的时间和成本投入，因此也使得测量效率低，且造成资源的浪费。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种深孔测量装置及三坐标测量机，提高深孔测量精度和效率。
5.为达到上述技术效果，本实用新型所提出的深孔测量装置采用的技术方案是，一种深孔测量装置，包括：
6.转接座；
7.加长杆，所述加长杆具有第一端和第二端，所述第一端连接在所述转接座上，所述加长杆至少有一段为水平杆，且所述水平杆的自由端为所述第二端；
8.测头，用于对深孔进行测量，所述测头安装在所述第二端上；
9.配重部件，所述配重部件连接在所述转接座上，用于平衡所述加长杆及所述测头。
10.所述加长杆整体为水平杆，所述转接座包括转接座本体和第一连接件，所述转接座本体具有与所述加长杆同轴的贯通孔，所述第一连接件与所述贯通孔插设配合并与所述转接座本体可拆卸连接，所述加长杆的第一端及所述配重部件均可拆卸地连接在所述第一连接件上。
11.所述转接座本体上设有位于所述第一连接件侧部的锁紧组件，用于将所述第一连接件可拆卸地连接于所述转接座本体。
12.所述锁紧组件包括锁紧螺杆和与所述锁紧螺杆的轴向垂直设置的压板，所述压板位于所述贯通孔内，所述转接座本体上设有与所述锁紧螺杆的螺纹部配合的螺纹孔，所述锁紧螺杆的锁紧端穿过所述螺纹孔并与所述压板可转动连接；当所述锁紧螺杆旋转时，其锁紧端推动所述压板压设在所述第一连接件的周向侧面上或拉动所述压板远离所述第一连接件。
13.所述压板具有压设面和连接面，所述压设面与所述第一连接件的周向侧面平面接触，所述压设面上形成有凹陷部；所述锁紧螺杆的锁紧端上形成有球头，用于与所述连接面点接触。
14.所述压板的连接面上设有第二连接件，所述第二连接件呈筒状，所述锁紧螺杆的
锁紧端伸入所述第二连接件内并与所述第二连接件可转动连接，所述第二连接件上形成有限制其与所述锁紧螺杆沿轴向分离的限位部。
15.所述第二连接件为锥形筒状的注塑件，所述压板的连接面上形成有卡槽，所述第二连接件的大外径端周向设有沿径向向外凸出的凸出部，所述凸出部卡设在所述卡槽内，所述限位部形成在所述第二连接件的小外径端上，所述第二连接件的周向侧面上形成有利于其弹性变形的豁口部。
16.所述第一连接件呈横置的筒状，其筒口所在端形成有抵靠在所述转接座本体侧面上的定位部，其筒底上形成有螺纹孔，所述加长杆的第一端经所述筒口插设在所述第一连接件内，所述配重部件螺纹固定在所述螺纹孔上。
17.所述加长杆为中空碳纤维杆，且由所述第一端至所述第二端所述加长杆的外径逐渐减小。
18.本实用新型还提出了一种三坐标测量机，包括z轴，所述z轴上安装有上述的深孔测量装置。
19.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和积极效果：
20.1、本实用新型深孔测量装置可以通过转接座整体安装在三坐标测量机的z轴上，在三坐标测量机的运动机构带动下并通过加长杆顺利地将测头伸入深孔内自动完成深孔的测量，相比现有人工测量，极大地提高了测量精度和测量效率；
21.2、通过合理设计加长杆的长度，可满足不同深度深孔的测量需求，相比现有不同深度深孔的测量需定制不同测量行程设备，极大地降低了设备成本；
22.3、可通过转接座与不同型号、不同类型的三坐标测量机进行连接，应用范围更加广泛。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型实施例中深孔测量装置的立体结构图；
25.图2为图1的正视图；
26.图3为图2的a
‑
a向剖视图；
27.图4为图3的b部放大图；
28.图5为图1的侧视图；
29.图6为图5的c
‑
c向视图；
30.图7为图6的d部放大图；
31.图8为本实用新型深孔测量装置实施例中转接座的立体结构图；
32.图9为本实用新型深孔测量装置实施例中第一连接件的立体结构图；
33.图10为本实用新型深孔测量装置实施例中加长杆、配重部件、第一连接件及锁紧组件的装配结构图；
34.图11为本实用新型深孔测量装置实施例中锁紧组件的立体图；
35.图12为图11的分解图。
36.附图标记：100、转接座；110、转接座本体；111、贯通孔；112、螺纹孔；113、导向孔；114、避让通孔；115、铝质基板；116、钢板；120、第一连接件；121、平面部；122、定位部；123、螺纹孔；200、加长杆；210、第一端；220、第二端；300、测头；400、配重部件；410、配重块；500、锁紧组件；510、锁紧螺杆；511、操作端；512、锁紧端；513、球头；520、压板；521、压设面；522、连接面；523、凹陷部；524、卡槽；530、第二连接件；531、限位部；532、凸出部；533、豁口部；600、附加测头。
具体实施方式
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
39.参照图1，本实施例一种深孔测量装置，包括转接座100、加长杆200、测头300和配重部件400。其中，转接座100为整个深孔测量装置的安装基座；加长杆200用于将测头300深入到深孔内，解决了现有技术手持测量仪器无法深入深孔的难题，加长杆200的长度以大于800mm为宜，以便将测头300伸入深度大于800mm的深孔内进行测量，沿加长杆200的长度方向，其具有第一端210和第二端220，加长杆200以其第一端210连接在转接座100上，同时加长杆200至少有一段为水平杆，且水平杆的自由端为加长杆200的第二端220；测头300用于对深孔进行测量，安装在加长杆200的第二端220上，可选用现有测量机常用接触式测头通过胶粘或螺钉紧固的方式固设在加长杆200的第二端220上，其测量原理为将探测到的深孔内点的坐标数值传递至处理系统(如计算机)中进行数据处理，拟合形成测量元素，经过数学运算可得出其形状、位置及其他几何量数据；配重部件400连接在转接座100上，用于平衡加长杆200及测头300，使得加长杆200和测头300在使用中保持平衡，本实施例中配重部件400和加长杆200分别位于转接座100的一对相对侧面上。
40.本实施例深孔测量装置在使用时，通过转接座100将其整体安装在三坐标测量机的z轴上，加长杆200以其水平段连同测头300伸入深孔内，与测量机配合实现深孔的自动测量。
41.如上所述，加长杆200至少有一段为水平杆，也即其可以整体为一水平杆或者仅部分为水平杆，本实施例中其整体为一水平杆，参照图1、图2和图6，以方便加工和尽可能增大能够伸入深孔内的长度；同时，参照图3至图10，本实施例中转接座100包括转接座本体110和第一连接件120，转接座本体110具有与加长杆200同轴的贯通孔111，第一连接件120与贯通孔111插设配合并与转接座本体110可拆卸连接，加长杆200的第一端210及配重部件400均可拆卸地连接在第一连接件120上。即本实施例深孔测量装置的各部分之间均为可拆卸连接，从而便于拆装。
42.进一步具体地，参照图3至图5以及图10至图12，本实施例中转接座本体110上设有位于第一连接件120侧部的锁紧组件500，锁紧组件500用于将第一连接件120可拆卸地连接
于转接座本体110。
43.如图3至图5以及图10至图12，本实施例中锁紧组件500包括锁紧螺杆510和与锁紧螺杆510的轴向垂直设置的压板520，压板520位于贯通孔111内，转接座本体110上设有与锁紧螺杆510的螺纹部配合的螺纹孔112，锁紧螺杆510的一端位于转接座本体110的外部，此端为其操作端511，另一端位于贯通孔111内，此端为其锁紧端512，锁紧螺杆510的锁紧端512穿过螺纹孔112并与压板520可转动连接；当锁紧螺杆510旋转时，其同时相对转接座本体110直线移动，从而使其锁紧端512推动压板520靠近并压设在第一连接件120的周向侧面上或拉动压板520远离第一连接件120，从而实现第一连接件120与转接座本体110的可拆卸连接。则可通过操作锁紧组件500可以快速实现第一连接件120和转接座本体110的连接和拆离，进而实现加长杆200及配重部件400快速拆离转接座本体110，以方便根据不同的深孔深度选择合适的加长杆200及配重部件400，提高测量效率。
44.参照图4、图10至图12，为便于压板520置于贯通孔111内，转接座本体110上形成有位于贯通孔111一侧的导向孔113，导向孔113与贯通孔111连通，导向孔113两端贯穿转接座本体110，压板520由导向孔113一端插设至导向孔113内；同样，为便于锁紧螺杆510的安装，转接座本体110上形成有用于避让锁紧螺杆510安装的避让通孔114，避让通孔114与导向孔113及贯通孔111连通，同时转接座本体110包括有固定设置的挡板，以封闭避让通孔114，螺纹孔112形成在挡板上。为降低重量，挡板包括铝质基板115和内嵌于铝质基板115上的钢板116，螺纹孔112具体形成在钢板116上，钢板116较铝质基板115硬，可以有效避免由于锁紧螺杆150的反复旋动损坏螺纹孔112。
45.进一步地，参照图4、图9至图12，压板520具有压设面521和连接面522，压设面521与第一连接件120的周向侧面平面接触，即压设面521与第一连接件120接触的部分为平面，相应地第一连接件120的周向侧面上形成有与压设面521平面接触的平面部121，压设面521与第一连接件120的周向侧面平面接触可尽可能地防止压偏第一连接件120。另外，在压设面521上还形成有凹陷部523，锁紧螺杆510的锁紧端512上形成有球头513，用于与连接面522点接触。凹陷部523能够减小压设面521与第一连接件120的接触面积，小面积的接触平面的表面加工质量易于控制，从而有利于防止压偏第一连接件120，本实施例中凹陷部523为矩形凹槽；球头513与连接面522为点接触，接触面积小，同样也起到防止因表面加工质量引起的压偏压板520进而压偏第一连接件120的效果，进一步有利于防止加长杆200被压偏，从而有利于提高测量精度。
46.参照图4、图10至图12，本实施例中压板520的连接面522上设有第二连接件530，第二连接件530呈筒状，锁紧螺杆510的锁紧端512伸入第二连接件530内并与第二连接件530可转动连接，第二连接件530上形成有限制其与锁紧螺杆510沿轴向分离的限位部531。具体地，锁紧螺杆510的锁紧端512与第二连接件530间隙配合，以使其可相对第二连接件530自由转动，第二连接件530一方面起到将锁紧螺杆510和压板520可转动地连接为一体的作用，则在锁紧螺杆510旋动时能够靠近或远离压板520，进而压紧或释放压板520，进一步锁紧第一连接件120或解锁第一连接件120，同时第二连接件530对锁紧螺杆510还起到限位作用，防止其远离压板520时沿轴向脱离压板520。
47.进一步地，为方便组装和拆卸，参照图3、图4、图11和图12，本实施例中第二连接件530为锥形筒状的注塑件，压板520的连接面522上形成有卡槽524，第二连接件530的大外径
端周向设有沿径向向外凸出的凸出部532，凸出部532通过注塑件本身可弹性变形的特性卡设在卡槽524内，限位部531形成在第二连接件530的小外径端上，同时第二连接件530的周向侧面上形成有利于其弹性变形的豁口部533，锁紧螺杆510的锁紧端512可通过豁口部533挤入第二连接件530内部进而与第二连接件530实现可拆卸连接。通过设置注塑件第二连接件530，简化了锁紧螺杆510和压板520的连接结构，降低了组装难度，从而有利于降低装置整体的加工成本。
48.另外，参照图3、图7、图9和图10，本实施例中第一连接件120呈横置的筒状，其筒口所在端形成有抵靠在转接座本体110侧面上的定位部122，其筒底上形成有螺纹孔123，加长杆200的第一端210经第一连接件120的筒口插设在第一连接件120内，配重部件400螺纹固定在螺纹孔123上。定位部122呈法兰状，当筒状的第一连接件120插设至转接座本体110的贯通孔111内至定位部122抵靠在转接座本体110侧面上时，第一连接件120安装到位，即定位部122对第一连接件120的安装起到定位作用，可进一步在定位部122上设置定位孔，在转接座本体110上对应设置定位柱，在第一连接件120向转接座本体110的贯通孔111内插设时，定位柱与定位孔配合定位，进一步提高定位可靠性。加长杆200经第一连接件120的筒口插设在第一连接件120内后可通过强力胶将其与第一连接件120粘接为一体，实现二者可靠的可拆卸连接。
49.对于配重部件400，其可以是与不同长度加长杆200对应设置的多个不同重量的配重块，根据所选用的加长杆200选择对应的配重块。而在本实施例中，配重部件400由多个短轴状配重块410依次螺纹连接而成，配重块410的一端设有螺柱部，另一端设有螺纹孔，相邻两配重块410螺纹连接。可根据所选用的加长杆200选择相应数量的配重块，即可通过增减配重块410的数量来平衡不同长度的加长杆200，操作简单、且降低配重结构成本。
50.由于深孔深度越大，所需加长杆200的长度越长，而加长杆200与转接座100连接后为悬臂状态，其挠度变形势必会影响测头300的测量精度，为减小加长杆200的挠度，本实施例中加长杆200为中空碳纤维杆，中空碳纤维杆强度高、变形小且质量轻，可有效减小加长杆200的挠度，同时进一步地，由加长杆200的第一端210至第二端220，其外径逐渐减小，即加长杆200为锥形杆，也有利于减轻其重力，进而减小挠度，且中空的加长杆200也方便测头300走线。
51.为提高本实施例深孔测量装置的适用场景，实现一机多用，本实施例中转接座本体110上还安装有附加测头600，附加测头600与测头300在转接座本体110的不同侧面上，可通过附加测头对精度要求高的平面件进行测量。
52.本实施例还提出了一种三坐标测量机，包括z轴，z轴上安装有深孔测量装置，深孔测量装置具体参见本实用新型深孔测量装置的实施例及附图1至图12的描述，在此不再赘述，深孔测量装置与三坐标测量机配合实现对深孔的自动测量。
53.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。