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一种深入式七探头多 自由度三坐标测量仪

阅读：152发布：2023-01-24

专利汇可以提供一种深入式七探头多自由度三坐标测量仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种深入式七探头多自由度三坐标测量仪，其包括：探头轴、旋转装置和三坐标机体；旋转装置包括第一电机、旋转盘、旋转轴和第二电机；三坐标机体的输出端带动旋转装置整体XYZ三轴运动；第一电机的输出轴驱动旋转盘转动；旋转轴与旋转盘沿旋转轴的轴线转动连接，旋转轴水平设置，第二电机用于驱动旋转轴转动；探头轴后端与旋转轴固定连接，探头轴与旋转轴垂直；探头轴前端设置有与探头轴同轴的探针，探头轴前端垂直面内还设置有放射状均布的六个探针，放射状以探头轴为轴线。本发明提供一种深入式七探头多自由度三坐标测量仪，结构简单，使用方便。适于测量形状中小、结构复杂或含有内部结构的零件，还可以测量曲面。，下面是一种深入式七探头多自由度三坐标测量仪专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种深入式七探头多自由度三坐标测量仪，其特征在于，其包括：探头轴、旋转装置和三坐标机体；
所述旋转装置包括第一电机、旋转盘、旋转轴和第二电机；
所述第一电机的机壳与所述三坐标机体的输出端固定连接，所述三坐标机体的输出端带动所述旋转装置整体XYZ三轴运动；
所述第一电机的输出轴驱动旋转盘转动，所述旋转盘的转动轴线为竖直方向；
所述旋转轴与旋转盘沿所述旋转轴的轴线转动连接，所述旋转轴水平设置，所述第二电机用于驱动所述旋转轴转动；
所述探头轴后端与旋转轴固定连接，所述探头轴与旋转轴垂直；
所述探头轴前端设置有与探头轴同轴的探针，所述探头轴前端还设置有放射状均布的六个探针，所述六个探针形成的面与所述探头轴垂直，所述放射状以探头轴为轴线。
2.如权利要求1所述的深入式七探头多自由度三坐标测量仪，其特征在于：所述旋转盘包括两个相互平行向下延伸的安装板，所述旋转轴设置在两安装板之间，所述第二电机设置在两个安装板的外侧。
3.如权利要求1所述的深入式七探头多自由度三坐标测量仪，其特征在于：所述三坐标机体包括床身、门架、溜板和起落轴；
所述门架包括横梁和两个支撑柱，所述门架竖直设置在床身上，与所述床身滑动连接，所述门架的滑动方向为Y轴；
所述溜板与门架的横梁滑动连接，所述溜板的滑动方向为X轴；
所述起落轴与溜板滑动连接，所述起落轴的滑动方向为Z轴，所述起落轴为三坐标机体的输出端。
4.如权利要求3所述的深入式七探头多自由度三坐标测量仪，其特征在于：所述三坐标机体包括第一摩擦轴、第一摩擦轮和第三电机；
所述第一摩擦轴沿Y轴方向与床身固定连接；
所述第一摩擦轮沿其轴线与门架转动连接，所述第一摩擦轮的外周沿所述第一摩擦轴的长度方向滚动；
所述第三电机用于驱动所述第一摩擦轮转动。
5.如权利要求4所述的深入式七探头多自由度三坐标测量仪，其特征在于：还包括辅助摩擦轮，所述辅助摩擦轮与所述第一摩擦轮设置在所述第一摩擦轴的相对侧。
6.如权利要求4所述的深入式七探头多自由度三坐标测量仪，其特征在于：还包括第一主动轮、第一从动轮和第一传动带，第三电机的输出轴与第一主动轮同轴地固定连接，第一从动轮与第一摩擦轮同轴地固定连接；
所述第一主动轮和第一从动轮外周套设第一传动带，第一主动轮带动第一从动轮转动。
7.如权利要求3所述的深入式七探头多自由度三坐标测量仪，其特征在于：还包括带轮、传送带和第四电机；
所述门架的横梁两端分别设置有一个带轮，所述传送带套设在两个所述带轮外周；
所述溜板与传送带的一部分固定连接，所述第四电机驱动所述横梁两端的带轮中的一个转动，所述带轮带动所述传送带和溜板往复运动；
所述溜板的往复运动方向为X轴。
8.如权利要求3所述的深入式七探头多自由度三坐标测量仪，其特征在于：还包括第二摩擦轴、第二摩擦轮和第五电机；
所述第二摩擦轴与所述起落轴固定连接，所述第二摩擦轴竖直设置；
所述第二摩擦轮与溜板沿其轴线转动连接，所述第二摩擦轮的轴线水平；所述第二摩擦轮的外周与第二摩擦轴滚动贴合；
所述第五电机驱动所述第二摩擦轮转动。
9.如权利要求3所述的深入式七探头多自由度三坐标测量仪，其特征在于：所述床身与门架之间设置气浮装置，和/或所述溜板与门架之间设置气浮装置。
10.如权利要求3至9任一所述的深入式七探头多自由度三坐标测量仪，其特征在于：所述床身与门架支架设置光栅位移传感器，和/或所述门架与溜板之间设置光栅位移传感器，和/或所述溜板与起落轴之间设置光栅位移传感器。

说明书全文

一种深入式七探头多 自由度三坐标测量仪

技术领域

[0001] 本发明涉及三坐标测量仪领域，尤其是一种深入式七探头多自由度三坐标测量仪。

背景技术

[0002] 近年来，人们生活水平不断提高，制造业也飞速发展，机床、机械、汽车、航空航天、电子工业等各行各业，需要更多各种复杂零部件工艺品的研制开发和生产加工，与此同时，我们需要更为先进的检测工具和测量手段，方便进行产品精度等级、精度划分等等的测量；同时为了应对全球竞争，生产现场必须提高对加工效率重视，同时降低生产成本，其中，生产出高质量的产品是最重要的，也是最具核心竞争力的。为此，必须实行严格的质量管理，只有在保证高质量生产的前提下，产品才能更具竞争力，制造业才能更好地生存和发展，国家才能在国际竞争中获得更大的优势。因此，为确保零件的尺寸形态和技术性能符合产品与市场的需求，必须进行精确的测量。

[0003] 现有的三坐标测量仪在测量体型中小、形状复杂或含有内部结构的物体时，由于测量结构简单，测量手法单一，测量不便或不准。

发明内容

[0004] (一)要解决的技术问题

[0005] 为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种结构简单、使用方便、成本较低的深入式七探头多自由度三坐标测量仪。

[0006] (二)技术方案

[0007] 为了达到上述目的，本发明提供一种深入式七探头多自由度三坐标测量仪，其包括：探头轴、旋转装置和三坐标机体；所述旋转装置包括第一电机、旋转盘、旋转轴和第二电机；所述第一电机的机壳与所述三坐标机体的输出端固定连接，所述三坐标机体的输出端带动所述旋转装置整体XYZ三轴运动；所述第一电机的输出轴驱动旋转盘转动，所述旋转盘的转动轴线为竖直方向；所述旋转轴与旋转盘沿所述旋转轴的轴线转动连接，所述旋转轴水平设置，所述第二电机用于驱动所述旋转轴转动；所述探头轴后端与旋转轴固定连接，所述探头轴与旋转轴垂直；所述探头轴前端设置有与探头轴同轴的探针，所述探头轴前端还设置有放射状均布的六个探针，所述六个探针形成的面与所述探头轴垂直，所述放射状以探头轴为轴线。

[0008] 优选的，所述旋转盘包括两个相互平行向下延伸的安装板，所述旋转轴设置在两安装板之间，所述第二电机设置在两个安装板的外侧。

[0009] 优选的，所述三坐标机体包括床身、门架、溜板和起落轴；所述门架包括横梁和两个支撑柱，所述门架竖直设置在床身上，与所述床身滑动连接，所述门架的滑动方向为Y轴；所述溜板与门架的横梁滑动连接，所述溜板的滑动方向为X轴；所述起落轴与溜板滑动连接，所述起落轴的滑动方向为Z轴，所述起落轴为三坐标机体的输出端。

[0010] 优选的，所述三坐标机体包括第一摩擦轴、第一摩擦轮和第三电机；所述第一摩擦轴沿Y轴方向与床身固定连接；所述第一摩擦轮沿其轴线与门架转动连接，所述第一摩擦轮的外周沿所述第一摩擦轴的长度方向滚动；所述第三电机用于驱动所述第一摩擦轮转动。

[0011] 进一步的，还包括辅助摩擦轮，所述辅助摩擦轮与所述第一摩擦轮设置在所述第一摩擦轴的相对侧。

[0012] 进一步的，还包括第一主动轮、第一从动轮和第一传动带，第三电机的输出轴与第一主动轮同轴地固定连接，第一从动轮与第一摩擦轮同轴地固定连接；所述第一主动轮和第一从动轮外周套设第一传动带，第一主动轮带动第一从动轮转动。

[0013] 进一步的，还包括带轮、传送带和第四电机；所述门架的横梁两端分别设置有一个带轮，所述传送带套设在两个所述带轮外周；所述溜板与传送带的一部分固定连接，所述第四电机驱动所述横梁两端的带轮中的一个转动，所述带轮带动所述传送带和溜板往复运动；所述溜板的往复运动方向为X轴。

[0014] 进一步的，还包括第二摩擦轴、第二摩擦轮和第五电机；所述第二摩擦轴与所述起落轴固定连接，所述第二摩擦轴竖直设置；所述第二摩擦轮与溜板沿其轴线转动连接，所述第二摩擦轮的轴线水平；所述第二摩擦轮的外周与第二摩擦轴滚动贴合；所述第五电机驱动所述第二摩擦轮转动。

[0015] 进一步的，所述床身与门架之间设置气浮装置，和/或所述溜板与门架之间设置气浮装置。

[0016] 进一步的，所述床身与门架支架设置光栅位移传感器，和/或所述门架与溜板之间设置光栅位移传感器，和/或所述溜板与起落轴之间设置光栅位移传感器。

[0017] (三)有益效果

[0018] 本发明提供一种深入式七探头多自由度三坐标测量仪，结构简单，使用方便。适于测量形状中小、结构复杂或含有内部结构的零件，还可以测量曲面。附图说明

[0019] 图1为一种深入式七探头多自由度三坐标测量仪；

[0020] 图2为一种门架和床身配合处的结构示意图；

[0021] 图3为图2的详细结构示意图；

[0022] 图4为一种溜板和门架配合处的结构示意图；

[0023] 图5为一种起落轴和溜板配合处的结构示意图；

[0024] 图6为一种溜板的结构示意图

[0025] 图7为一种旋转装置的结构示意图。

[0026] 【附图标记说明】

[0027] 1：床身；2：门架；21：第一摩擦轴；22：第一摩擦轮；23：第三电机；24：辅助摩擦轮；25：第一主动轮；26：第一从动轮；

[0028] 3：溜板；31：带轮；32：传送带；33：第四电机；

[0029] 4：起落轴；41：第二摩擦轴；42：第二摩擦轮；43：第五电机；

[0030] 5：旋转装置；51：第一电机；52：旋转盘；53：旋转轴；54：第二电机；

[0031] 6：探头轴；61：探针；7：光栅位移传感器。

具体实施方式

[0032] 为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

[0033] 如图1所示，本发明提供的深入式七探头多自由度三坐标测量仪，三坐标机体包括床身1；与床身1滑动连接的门架2，以门架2的滑动方向为Y轴，即图中的YC(Y Coordinate)，门架2包括两个支撑柱，还包括横梁；溜板3与横梁滑动连接，其滑动方向为X轴(即XC；X Coordinate)；起落轴4与溜板3滑动连接，其滑动方向为Z轴(ZC，Z Coordinate)。起落轴4的下端设置旋转装置5，旋转装置5控制探头轴6。

[0034] 如图2所示，床身1上的光栅位移传感器7用于门架2的运动位移，可以安装多个光栅唯一传感器7，用来测定不同部件间的位移。

[0035] 如图3所示，床身1包括一个沿Y轴延伸的矩形导轨，门架1的一个支撑柱的底部包括缺口，缺口内侧相对的两壁面通过导轮与矩形导轨滑动连接。门架2的两个支撑柱都通过气浮装置支撑在床身1上，无摩擦，阻力小。

[0036] 第一摩擦轴21沿Y轴设置在矩形导轨上，第一摩擦轮22和辅助摩擦轮24分别与门架2转动连接。第一摩擦轮22和辅助摩擦轮24设置在第一摩擦轴21的相对的两侧，第一摩擦轮22和辅助摩擦轮24二者的外周与第一摩擦轴21贴合，由于摩擦力的作用，第一摩擦轮22和辅助摩擦轮24沿第一摩擦轴21的轴向滚动。两侧加紧可以使贴合更紧密，运动更精确。两个轮的外周可以包括凹槽，这样与第一摩擦轴21的贴合面更大。

[0037] 第三电机23驱动第一摩擦轮21转动，进而带动门架2整体沿第一摩擦轴21的轴向即Y轴方向移动。图3中，第三电机23的输出轴连接第一主动轮25，第一摩擦轮21和第一从动轮26同轴固定连接，第一主动轮25和第一从动轮26外周套设第一传动带来传递动力。带传动连续、平稳，使得门架2的运动更稳定。

[0038] 如图4所示，门架2的横梁上部为平面，溜板3通过上部支架与横梁的上部滑动连接，可以使用气浮装置支撑溜板3，可以减少摩擦。

[0039] 横梁两端分别设置一个带轮31，传送带32套设在两个带轮31外侧。溜板3与传送带32的一部分固定连接。第四电机33与门架2固定连接，其输出轴上固定有第二主动轮，一个带轮31同轴固定有第二从动轮，第二主动轮和第二从动轮外套设有第二传动带，通过第四电机33驱动传送带32往复运动。溜板3在传送带32的带动下往复运动，运动方向即X向。

[0040] 如图5所示，起落轴4与溜板3沿竖直方向滑动连接，起落轴4上固定连接有竖直方向的第二摩擦轴41，溜板3上还设置有导轮，用以从侧面滚动夹持第二摩擦轴41，使第二摩擦轴41只能沿竖直方向运动。第二摩擦轮42与溜板3转动连接，第二摩擦轮42的转动轴线为水平方向，外周与第二摩擦轴41贴合。溜板3上还固定有第五电机43，第五电机43的输出轴上设置有第三主动轮，第二摩擦轮42同轴的设置有第三从动轮，第三主动轮和第三从动轮外套设第三传动带，第五电机43控制第二摩擦轮42的转动，进而控制第二摩擦轴41的升降。

[0041] 也可以单独设置滑板和滑轨，滑板与溜板3固定，滑轨与起落轴4固定，利用滑板和滑轨限定起落轴4只能沿着竖直方向运动。

[0042] 如图6所示，起落轴4和溜板3间也设置光栅位移传感器7，用于测量二者间的相对位移。

[0043] 如图7所示，第一电机51的壳体与起落轴4固连，第一电机51的输出轴通过联轴器直接与旋转盘52连接。实际也可以选用其他方式驱动旋转盘52转动。旋转盘52下方包括两个相互平行向下延伸的安装板，旋转轴53设置在两安装板之间，与两安装板转动连接。第二电机54设置在安装板外侧，其输出轴与旋转轴53同轴固连，用于驱动旋转轴53转动。

[0044] 旋转轴53上固定连接探头轴6的后端，二者的轴线垂直。探头轴6前端设置有与探头轴6同轴的探针61，还设置有以探头轴为轴线的放射状均布的六个探针，六个探针形成的面与探头轴垂直。

[0045] 旋转装置5通过旋转盘52和旋转轴53的配合，使得探头轴6可以在任一竖直面内运动，比如旋转盘52旋转使得旋转轴53处于X轴方向，则旋转轴53就可以操纵探头轴6在YOZ平面内运动，通过旋转盘52的旋转，探头轴6上的探针61可以以不同的角度测量待测物体。物体上有不同的空腔，不同位置的曲面等，探针61都可以以合适的角度，垂直或切向测量。

[0046] 上实施例仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书不应理解为对本发明的限制。

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