隔振器件

本发明是关于一种隔振器件，特别适用于诸如速率表（rate    tables）、角度测量系统等计量设备和测量齿形误差（包括圆度、平直度和表面结构）用的设备。

在制造精密零部件时需要测定其特性，诸如圆度或表面结构等，这在过去是需要把待测定的零部件从工厂的生产线上卸下，带到里面配备有各种计量设备的专门测量室。为了避免测量时受到外来振动的影响，该测量室安置在地面振动量最小的场所。由于待测定的零部件需要带到测量室中，这在过去确实带来了极大的不便。因此需要有一种对地板的震动很不敏感且能安置在生产线附近的计量设备。在其它情况下也有同样的要求，例如，在可能受到外部震动的影响下进行操作（例如，测量、观测或机械加工操作）的高度精密设备，就是如此。

因此本发明的目的是提供一种经过改良的减振或隔振装置。

本发明的一个方面是提供这样的一种隔振装置，该装置包括有一个适宜安装在地板之类的支座上的底盘（chassis），在底盘和地板之间装设隔振器件，在底盘上通过另外隔振器件装设底座（frame）或支座（support）。其中第一和第二隔振器件最好具有不同的固有频率。

本发明的另一个方面是提供支撑传感器之类对振动敏感的构件用的这样一种设备，该设备设有减振器件，能使振动能量主要靠振动沿震动对所述构件影响至少是小的或最好是最小的方向上分散开来。

下面参照附图通过实例进一步说明本发明的内容。附图中：

图1是结合本发明一个实施例的计量设备的示意透视图。

图2是进一步说明图1实施例的示意图。

图3是沿图1中Ⅲ-Ⅲ线截取的剖面图。

图4是沿图1中Ⅳ-Ⅳ线截取的剖面图。

图5是按图4中所示箭头Ⅴ所得的视图。

图6是与图2类似的示意图，表示图1实施例的一个修改方案。

参看附图。计量设备包括有一个笨重的主底座或底盘2，底盘2下有四个底脚4（图1中只看到其中三个），各底脚4底部配有一个隔振座6将设备支撑在地板（图1中未示出）上。底板8借助于另外四个隔振座10装在底盘2上，底板8上装有一个由电动机驱动的支撑要被测量的工件（图中末示出）用的转台12和立柱14。由电动机驱动的滑架16可在立柱14上沿箭头A所示方向上下移动。由电动机驱动的臂18装在滑架16上，可沿箭头B所示的方向作水平移动。臂18上装有传感器20，传感器20上则带有触针22，在工件装在转台12上时用以触及工件表面，从而测出工件的各项特性，例如圆度、平直度或表面粗糙程度等。令滑架16上下运动，臂18水平运动，触针22的端部就可在图2所示的矩形操作区21中的任何位置运动。操作区21基本上位于转台12的竖向延伸的径向平面内。肘接头23使传感器20的触针22可相对于臂18从图1所示的水平位置运动到触针22的垂直位置。肘接头23能使触针22无论是处在水平位置或垂直位置其端部都基本上处在平面21上。

本文所述的这种设备工作时，将其表面待测定的工件安置在转台12上，然后驱动转台12、滑架16和臂18，最好是用计算机系统（图中未示出）控制驱动，使触针22在工件表面来回移动，从而使传感器20输出一个表示工件表面特性的信号。

这里介绍的设备是按最高精度标准制造的，是供检测待测参量的最微小的变化用的，特别是供进行微米级或小于微米级的测量用的。因此即使传感器20或触针22只受到极其轻微的震动也会使测量结果无效。隔 振座6和10即为用于基本上消除使外来振动传到传感器20或触针22上而设置的。这在附图所示的实例中是采取以下两个联合措施实现的。其中一个措施是使笨重底盘2在隔振座6上可能振动的固有频率，与底板8在隔振座10上可能振动的固有频率不同。换句话说，隔振座10的就地固有频率与隔振座6的不同。隔振座6的就地固有频率最好低于隔振座10的。一般说来，座6的就地固有频率在9至11赫的范围内，座10的就地固有频率在15至20赫的范围内，它们的比值最好约在1∶1.5至1∶2。

第二个措施是利用其在沿通过触针22的工作区21的线24方向上的刚度，比其沿横切线24的方向上的刚度大的诸构件作为隔振座10。此两刚度的比值最好为5∶1。如图1和图2所示，线24都通过一个基本上处在操作区21内且大致位于该操作区中心的点C。这种配置方式使由地板传到隔振座10的任何振动，只促使底板8仅围绕触针22工作区内的一个点作轻微的回旋式颤动，从而使这个振动对触针的影响几乎可以忽略不计。由于触针22可作水平和垂直移动，所以它不会老是正好处在振动效果最小的位置，即设备对振动的敏感度的大小随触针在其操作区21内的位置不同而异。但我们介绍的这种装置比起现行的设备确是有了很大的进步，它使设备可在生产线附近等场所工作，而在这种场所，计量设备由于对振动敏感，从来是不能进行计量工作的。

此外，为了使任何传到底板8的振动的效应减小到最低程度，包括底板8、转台12、立柱14、滑架16、臂18、传感器20和触针22组成的构架的重心应尽量处在最低的位置。这里所举的实施例可以采取这样的结构，使该构架的重心处在转台12表面以下约2英寸或2英寸以上的地方。当然，设备在工作时，重心的实际位置会随着滑架16和/或臂18的移动而移动。此外，当转台上放有工件时，该构架（包括工件）的重心与工件的性质、工件在转台上的位置和取向有关。

现在参照附图3至5介绍隔振座6和10的最佳形式。

如图3所示，隔振座6包括一个弹性衬垫30，该弹性衬垫安置在地板32上，最好由氯丁橡胶制成，衬垫的34部位粘接在钟形钢质外壳36内面。外壳36用螺栓40固定在形成底脚4的一部分的水平板38的下面，螺栓40的下端42与带凸缘的钢杯（steel    flanded    cup）44的内表面接合，衬垫30即在46的部位与钢杯44粘合。螺栓40设有防松螺帽48，螺栓40是这样配置，使得通过调节它即可使设备保持水平。这里调节的作用是调节衬垫30凸出于外壳36底下的程度。

如图4所示，各隔振座10固定在主底座2的托架（bracket）50与底板8的托架54之间，托架50有一个垂直于方向24的支撑面52，托架54有一个平行于支撑面52的支撑面56。从图4和图5可以看到，座10包括有一个截头锥形弹性衬垫58，该衬垫最好由氯丁橡胶制成，其轴向刚度大于其横向刚度，两方向上的刚度的比值最好为5∶1;衬垫是这样配置的，使其窄端处在最下边，其轴线与线24重合。圆钢板60粘接在衬垫58下端，柱螺栓62即焊接在圆钢板60上，并穿过托架50上的孔64，孔64的直径比柱螺栓62的大，以便进行调节。柱螺栓62上的螺帽63将板60固定到托架50的表面52。板66粘接在衬垫58的上端，并由穿过孔70的柱螺栓68固定到托架54的表面56上。

图中所示的隔振座6和10，英格兰，斯雷，泰晤士河畔瓦尔顿市的赫夏姆Cementation（Muffelite）有限公司有供应。

在图6所示的另一个经过修改的实施例中，隔振座10不是象前一个实施例一样配置得使线24交于一点，而是基本上交于两点C1和C2。点C1和C2在水平线27上相隔一段距离配置，水平线27则等分触针22的矩形操作区21，点C1和C2的位置在矩形区中心C的两侧，与中心C等距离。这样，当传感器22位于线27上时，就达到最佳的隔振效果，这时取得的隔振程度随着触针22进一步离开线27而减小。

虽然在图2中，四条线24都基本上相交于大致上为工作区21的中心 的一点C上，在图6中各线24基本上相交于两点C1和C2上，但也可以这样配置，使各线24都彼此不相交，因而各线24可以在与其它各线24的各点不同的点上通过操作区21。此外，虽然各线24最好应在区21中心附近通过区21，但这并不是非这样不可，但为了使在整个触针22工作区21的振动影响减低至最低程度，最好这样设置。

还可以进行其它各种修改。例如虽然在附图所示的实施例中传感器是安装成只在一个方向上作水平运动，但也可以将本发明应用于传感器在两个方向上作水平运动的各种构架中。在这种情况下，传感器的操作区不是一个平面而是一个立体，而且各座10应这样配置，使各线24通过该立体操作区。此外，本发明也可以应用于工件支撑在固定工作台上而不是支撑在转动工作台上的设备，而传感器是在工件固定时藉自身的运动在工件表面上来回移动的。

虽然附图中列举了隔振座的各种最佳形式，其它各种形式的隔振座还是可以采用的，但上述列举的那些形式特别有用。

虽然本发明特别适用于计量设备，而且还在本说明书中列举了几个实例，但本发明也适用于设有与触针/传感器不同的部件的设备，该部件是用以加工某物体表面或用以进行与某物体表面有关的操作。机床就是这种其它设备的一个例子。在应用到机床上时，各线24应通过磨轮之类机械加工工具的操作区域。

虽然最佳实施例中的弹性衬垫58呈截头锥形且装配得其较宽部分处在最上边，但这种弹性衬垫还是有其它应用方式的。也可以采用除衬垫58以外的其他弹性衬垫。例如，虽然在所举的实施例中采用了四个弹性衬垫58，但在本发明的范围内任何形式的隔振器件只要其某一方向的刚度大于其横截方向的刚度，都可以采用。