双锥形浮动机构的制作方法

1.本实用新型涉及精密测量装置技术领域，尤其是一种双锥形浮动机构。


背景技术：

2.经自动化方式对孔进行测量时，尤其是在孔的位置度较差的情况下进行直径测量时，为保证测头顺利进入被测孔，测头需要安装在可以浮动的机构上。
3.现有技术中，该类测量内径的测头通常安装于十字浮动机构上，即采用十字交叉的滑动轴和导轨，配合弹簧力的作用，来实现一定范围内的浮动。
4.现有用于测头的十字浮动机构存在以下缺点：
5.1.结构复杂，尤其对安装和调试要求高，并且成本高；
6.2.整体外形尺寸较大，不能使用于空间有限的狭窄场景中。


技术实现要素：

7.本技术人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的双锥形浮动机构，从而在球面和锥面的配合下实现定心复位，不仅加工、组装方便，而且提升并保证了复位的精确度、一致性。
8.本实用新型所采用的技术方案如下：
9.一种双锥形浮动机构，包括固定件，所述固定件沿轴向开设有供浮动杆端部伸入的中心孔，浮动杆的径向尺寸小于中心孔的径向尺寸；所述中心孔内沿着轴向间隔向内延伸形成内环形，单个内环形内孔处均沿着圆周方向设置为锥面，锥面径向尺寸朝着浮动杆移出固定件的方向减小；所述浮动杆外壁面上沿着轴向间隔向外延伸形成外环形，外环形与内环形一一对应，外环形上沿周向设置有球面，通过球面与锥面贴合相配；所述浮动杆与固定件之间还安装有弹簧。
10.作为上述技术方案的进一步改进：
11.所述弹簧安装于固定件中心孔内浮动杆的端部，弹簧的轴向与浮动杆的轴向位于同一直线上。
12.所述固定件为轴向中空的回转体结构，位于浮动杆内端头外部的固定件中心孔内轴向滑动安装有滑块，滑块位于浮动杆端头和弹簧之间。
13.远离浮动杆的固定件中心孔端部内锁装有调节螺钉，弹簧位于调节螺钉和滑块之间；所述调节螺钉和滑块相向的端面中心均设置有容纳弹簧端部的内凹结构。
14.所述浮动杆顶面设置为外凸的球面结构，滑块下部沿周向向外延伸形成凸环，凸环形成滑块在中心孔内滑动的限位，滑块底面设置为平面结构，球面结构与平面结构贴合。
15.所述固定件包括有中套筒，中套筒一端固定安装有上套筒，中套筒另一端安装有下套筒；所述中套筒和下套筒内壁面上分别向内延伸并形成上锥面和下锥面，构成与浮动杆的球面相配贴合的锥面；所述浮动杆上的球面亦包括与锥面一一对应的上球面和下球面。
16.所述上套筒和中套筒端面相接并通过外部紧固件锁止固装，下套筒端部伸至中套筒内并通过螺纹连接，下套筒与中套筒之间还压装有垫圈。
17.所述中套筒壁面上安装有限位件，限位件朝向浮动杆设置，浮动杆上开设有供限位件相对移动的限位孔，限位孔的长度方向沿着浮动杆的长度方向。
18.内外贯通中套筒的壁面开设有外通孔。
19.浮动杆远离固定件的端面中心开设有与外部对象件螺纹连接的安装孔，内外贯穿浮动杆的壁面开设有内通孔。
20.本实用新型的有益效果如下：
21.本实用新型结构紧凑、合理，使用方便，在浮动杆受外力相对浮动时，弹簧受力形变，球面和锥面之间产生相对移动甚至脱离，在外力脱离时，浮动杆在弹簧弹性力作用下复位，并在上下间隔布设的两组球面、锥面的配合下保证定心，不仅加工、组装方便，而且提升并保证了浮动杆复位的精确度和一致性，实用性好；
22.本实用新型还包括如下优点：
23.弹簧的存在，一方面通过其弹性力作用使得浮动杆的球面与固定件的锥面保持贴合，另一方面在浮动后通过其弹性力促使浮动杆复位；
24.本实用新型中，弹簧为处于压缩状态的压簧，从而在正常使用状态下，通过弹簧的预紧力来保证浮动杆相对于固定件结构的稳定性，保障其正常使用状态的保持；
25.通过滑块的滑动，以及滑块底面与浮动杆球面结构之间的配合，可靠保证浮动杆的浮动为各个方向，包括轴向以及偏转等，而弹簧的形变仅仅是在轴向，从而在实现并保证浮动杆浮动性能的同时，有效保障了弹簧的使用性能和使用寿命。
附图说明
26.图1为本实用新型的外形示意图。
27.图2为本实用新型的剖视图。
28.图3为图2中a处的局部剖视图。
29.图4为图2中b处的局部剖视图。
30.其中：1、上套筒；2、调节螺钉；3、弹簧；4、滑块；5、浮动杆；6、中套筒；7、限位件；8、下套筒；9、垫圈；21、螺母；41、凸环；51、内通孔；52、限位孔；53、球面结构；54、上球面；55、下球面；61、外通孔；62、上锥面；81、下锥面。
具体实施方式
31.下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。
32.如图1和图2所示，本实施例的双锥形浮动机构，包括固定件，固定件沿轴向开设有供浮动杆5端部伸入的中心孔，浮动杆5的径向尺寸小于中心孔的径向尺寸；中心孔内沿着轴向间隔向内延伸形成内环形，单个内环形内孔处均沿着圆周方向设置为锥面，锥面径向尺寸朝着浮动杆5移出固定件的方向减小；浮动杆5外壁面上沿着轴向间隔向外延伸形成外环形，外环形与内环形一一对应，外环形上沿周向设置有球面，通过球面与锥面贴合相配；浮动杆5与固定件之间还安装有弹簧3。
33.在浮动杆5受外力相对浮动时，弹簧3受力形变，球面和锥面之间产生相对移动甚
至脱离，在外力脱离时，浮动杆5在弹簧3弹性力作用下复位，并在上下间隔布设的两组球面、锥面的配合下保证定心。
34.弹簧3安装于固定件中心孔内浮动杆5的端部，弹簧3的轴向与浮动杆5的轴向位于同一直线上。
35.弹簧3的存在，一方面通过其弹性力作用使得浮动杆5的球面与固定件的锥面保持贴合，另一方面在浮动后通过其弹性力促使浮动杆5复位。
36.本实用新型中，弹簧3为处于压缩状态的压簧，从而在正常使用状态下，通过弹簧3的预紧力来保证浮动杆5相对于固定件结构的稳定性，保障其正常使用状态的保持。
37.固定件为轴向中空的回转体结构，位于浮动杆5内端头外部的固定件中心孔内轴向滑动安装有滑块4，滑块4位于浮动杆5端头和弹簧3之间。
38.远离浮动杆5的固定件中心孔端部内锁装有调节螺钉2，弹簧3位于调节螺钉2和滑块4之间，通过调节螺钉2的设置，能够通过其相对于固定件的旋动，来快速方便调整弹簧3的预紧弹力；调节螺钉2和滑块4相向的端面中心均设置有容纳弹簧3端部的内凹结构，从而实现弹簧3的稳定安装，并保证了通过滑块4相对于固定件的轴向滑动来施力于弹簧3，使得弹簧3仅仅承受轴向的力而形变，助力于提升其使用可靠性，延长其使用寿命。
39.本实施例中，在调节螺钉2尾端的固定件内还螺纹配装有螺母21，通过螺母21进一步保证调节螺钉2相对于固定件锁装的稳定性。
40.如图3所示，浮动杆5顶面设置为外凸的球面结构53，滑块4下部沿周向向外延伸形成凸环41，凸环41形成滑块4在中心孔内滑动的限位，滑块4底面设置为平面结构，球面结构53与平面结构贴合。
41.通过滑块4的滑动，以及滑块4底面与浮动杆5球面结构53之间的配合，可靠保证浮动杆5的浮动为各个方向，包括轴向以及偏转等，而弹簧3的形变仅仅是在轴向，从而在实现并保证浮动杆5浮动性能的同时，有效保障了弹簧3的使用性能和使用寿命。
42.本实施例中，滑块4与固定件中的上套筒1滑动相配，通过轴向相对滑动为弹簧3的形变提供导向，限制其形变方向；滑块4底端的凸环41尺寸大于上套筒1的内径尺寸，从而为滑块4相对于上套筒1的轴向滑动提供了限位，即为浮动杆5相对于固定件的浮动限制了轴向的范围。
43.固定件包括有中套筒6，中套筒6一端固定安装有上套筒1，中套筒6另一端安装有下套筒8；中套筒6和下套筒8内壁面上分别向内延伸并形成上锥面62和下锥面81，构成与浮动杆5的球面相配贴合的锥面；浮动杆5上的球面亦包括与锥面一一对应的上球面54和下球面55，如图4所示。
44.本实施例中，固定件由上套筒1、中套筒6和下套筒8轴向衔接构成，一方面便于加工，另一方面亦便于上下两组锥面、球面的相配安装，简单方便。
45.上套筒1和中套筒6端面相接并通过外部紧固件锁止固装，下套筒8端部伸至中套筒6内并通过螺纹连接，下套筒8与中套筒6之间还压装有垫圈9。
46.本技术中，通过下套筒8相对于中套筒6的旋装，来调整两者衔接的轴向相对位置，以保证上下两组锥面、球面都刚好配装，位于合适的位置上，使得调整、维护方便，并保证使用的可靠性。
47.中套筒6壁面上安装有限位件7，限位件7朝向浮动杆5设置，浮动杆5上开设有供限
位件7相对移动的限位孔52，限位孔52的长度方向沿着浮动杆5的长度方向。
48.本实施例中，限位孔52和限位件7相配设置，主要用于限制浮动杆5浮动时在圆周方向的过渡偏转。限位件7可以是从中套筒6外壁面向内锁装的紧固件，紧固件的尾端伸至限位孔52中。
49.内外贯通中套筒6的壁面开设有外通孔61。
50.浮动杆5远离固定件的端面中心开设有与外部对象件螺纹连接的安装孔，内外贯穿浮动杆5的壁面开设有内通孔51。
51.本实施例中，内通孔51、外通孔61的设置，用于保证安装、使用时内外空间的贯通，助力于保障安装、使用时的顺畅、可靠性。
52.使用时，浮动杆5外端部安装外部对象件，可以是通过内螺纹或者是外螺纹匹配安装；浮动杆5随着外部对象件的受力而相对于固定件浮动，轴向分力经滑块4的滑动施力于弹簧3使其形变，侧向分力使得浮动杆5相对于固定件偏摆，球面相对于锥面偏摆，甚至是结合轴向分力的轴向移动而使得球面与锥面脱离；在受力解除后，弹簧3复位，经滑块4作用于浮动杆5，使其相对于固定件复位，并随着球面相对于锥面的定心配合，而使得浮动杆5相对于固定件的复位精确一致。
53.本实用新型操作简单，使用方便可靠，在上下间隔布设的两组球面、锥面的配合下有效保证了浮动后复位的定心，不仅加工、组装方便，而且复位的精确度和一致性好，实用性好。
54.以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。