专利名称：三自由度粗糙度测量仪平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种三自由度粗糙度测量仪平台，能够实现平面测量、曲面测量
坐寸O
背景技术：
机械加工零件的表面质量特性是其最重要的特性之一，零件表面质量的检测在工业制造中具有重要地位。这是因为零件的表面粗糙度与它的使用功能及其成本有着密切的关系，而且它也是加工中控制质量的重要手段。过去人们是用标准样件或样块，通过肉眼观察或用手触摸，对表面粗糙度做出定性的综合评定。1929年，德国施马尔茨首先对表面微观不平度的深度进行了定量测量；1936年，美国艾卜特研制成功第一台生产现场使用的测量表面粗糙度的轮廓仪；1940年，英国Taylor-Hobson公司研制成功表面粗糙度测量仪。以后，各国又相继研制出多种测量表面粗糙度的仪器。随着制造技术的不断发展前进和计算能力、图像分析以及数字处理技术的进步， 对零件表面质量的评定提出了更高的要求。现有技术中，已有两种高精度的辅助微调工作平台，分别是TA630和TA631两种型号。它们都具有x_y向的微进给调整和在x_y面内的旋转调整机构，除此之外，TA630还具有俯仰调整机构，主要用于与测量平台配合使用，是测量复杂形状零件、曲面零件及高精度表面的必备附件。其特点是微量调整精确可靠、调整功能全面实用。但其调整只局限在一个小范围内水平x_y向调整范围为±12. 5_，俯仰调整范围最大为5°，旋转微调角度为±5°。整个测量平台的调整范围较小，且不具备竖直方向的调节。这两个型号的测量平台的工作原理是操作者通过转动微分鼓轮带动精密燕尾导轨做直线运动，从而实现工作台面的x_y向的微量调整，旋转是靠底部的转盘机构来实现的， 也是由微分鼓轮来调整的，而TA630型号中的俯仰调整功能由上台面的俯仰调整螺钉来控制。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术设计一种新型的能神将、俯仰和犯困的具有三自由度粗糙度测量仪平台。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为该三自由度粗糙度测量仪平台，其特征在于包括一下平台；一上平台；一套筒底座，该套筒底座固定在所述下平台的中部；该套筒底座具有一向上延伸的直杆；一套筒，该套筒套设在套筒底座的直杆上，且套筒可沿着套筒底座的直杆做上下升降运动，套筒的上端通过万向节装配在上平台的下表面；至少三个电机座，这至少三个电机座绕着下平台中部分散安装固定在所述下平台上；这至少三个电机座上分别安装有一个步进电动机；每个步进电动机分别与一块偏心轴的一端连接，由步进电机旋转直接带动偏心轴运动；每个偏心轴的另一端分别和一个推杆的一端相连接，形成曲柄摇杆机构；每个推杆的另一端都通过万向节装配在上平台的下表面。较好的，所述套筒底座和套筒通过活塞式连接，套筒底座的直杆直接装入套筒内， 内部设有一个0型密封圈。所述曲柄摇杆机构设有三套，绕着下平台中部均匀分布在上、下平台之间。该三自由度粗糙度测量平台结构简单，操作方便。该装置主要配合手持式粗糙度仪和便携式粗糙度仪，在测量仪工作前，将该三自由度粗糙度测量平台的小平台固定在粗糙度仪的下地盘，再将工件放在三自由度粗糙度测量平台上，置于传感器的正下方，然后就可以按照测量要求来控制三个电机的转动来调整平台的升降高度、俯仰角度以及翻滚情况等，测量方便、易控。本实用新型的优点本实用新型针对现有技术的缺陷，设计了一种可调节范围更广的三自由度粗糙度测量平台，调节范围主要依靠步进电动机带动曲柄摇杆机构的运动来快速准确的实现升降、俯仰和翻滚的调节，可适用于不同复杂平面测量、曲面测量等粗糙度的测量。

图I为本实用新型实施例中三自由度粗糙度测量平台的立体结构示意具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。如图I所示的三自由度粗糙度测量平台，其包括下平台1，步进电机2，偏心轴3，推杆4，套筒5，套筒底座6，万向节7、上平台8、电机座9。其中，套筒底座6通过螺栓固定在所述下平台I的正中间，其具有一向上延伸的直杆，套筒5套设在套筒底座6的直杆上，且套筒5可沿着套筒底座的直杆做上下升降运动， 套筒5的上端通过万向节装配在上平台的下表面；三个电机座9绕着下平台中心均匀的安装固定在所述下平台I上；三个电机座9上分别安装有一个步进电动机2 ;每个步进电动机 2分别与一块偏心轴3的一端连接，由步进电机2旋转直接带动偏心轴3运动；每个偏心轴 3的另一端分别和一个推杆4的一端相连接，形成曲柄摇杆机构；每个推杆的另一端都通过万向节装配在上平台的下表面。万向节全部通过螺栓安装固定在上平台上。本实施例中，推杆6与偏心轴5相连，形成曲柄摇杆机构，再与各步进电机相连，由步进电机工作带动曲柄摇杆机构执行运动。所述下平台I固定在工作界面上，所述上平台 8由三个步进电机控制其上下及俯仰角度的具体位置。所述三个步进电机通过螺栓连接在电机座上。所述套筒底座6垂直于下平台I设置。对于执行升降动作同时启动三个步进电动机，带动偏心轴3和推杆4做曲柄摇杆动作，上平台8就会按照推杆4的上下位置而做升降运动，当各偏心轴3处于最上方，各偏心轴3与推杆4处于共线且无重叠部分时，上平台8处于最高水平状态；当各偏心轴3处于最下方，各偏心轴3与推杆4处于共线且完全重叠时，上平台8处于最低水平状态。最高和最低两个状态的位置差为190_。对于执行俯仰动作分别控制三个步进电动机，带动偏心轴3和推杆4做曲柄摇杆动作，由于三个电动机及推杆的位置均匀的设置在平台的周围，所以当三个电机转过的角度不同时，偏心轴3和推杆4所组成的机构上升的位置也是不相同的，通过控制电机所转过的角度就可以分别确定三根推杆所处的位置，从而确定上平台8所处的俯仰角度。对于执行翻滚动作在俯仰动作的基础上，快速连续的控制电机旋转地角度，就可以使推杆4所处高度连续的不断变化，就可以使上平台8不断地旋转翻滚。
权利要求1.一种三自由度粗糙度测量仪平台，其特征在于包括一下平台⑴；一上平台⑶；一套筒底座出)，该套筒底座固定在所述下平台的中部；该套筒底座(6)具有一向上延伸的直杆；一套筒(5)，该套筒(5)套设在套筒底座￠)的直杆上，且套筒(5)可沿着套筒底座的直杆做上下升降运动，套筒(5)的上端通过万向节装配在上平台的下表面；至少三个电机座(9)，这至少三个电机座绕着下平台(I)中部分散安装固定在所述下平台(I)上；这至少三个电机座(9)上分别安装有一个步进电动机(2);每个步进电动机(2)分别与一块偏心轴(3)的一端连接，由步进电机(2)旋转直接带动偏心轴(3)运动；每个偏心轴(3)的另一端分别和一个推杆(4)的一端相连接,形成曲柄摇杆机构；每个推杆的另一端都通过万向节装配在上平台的下表面。
2.根据权利要求I所述的三自由度粗糙度测量仪平台，其特征在于所述套筒底座(6) 和套筒(5)通过活塞式连接，套筒底座(6)的直杆直接装入套筒(5)内，内部设有一个0型密封圈。
3.根据权利要求I所述的三自由度粗糙度测量仪平台，其特征在于所述曲柄摇杆机构设有三套，绕着下平台(I)中部均匀分布在上、下平台之间(I)。
专利摘要本实用新型涉及一种三自由度粗糙度测量仪平台，其特征在于包括下平台、步进电机、电机座、偏心轴、推杆、套筒、套筒底座、万向节、上平台。本实用新型的优点本实用新型针对现有技术的缺陷，设计了一种可调节范围更广的三自由度粗糙度测量平台，调节范围主要依靠至少三个步进电动机带动曲柄摇杆机构的运动来快速准确的实现升降、俯仰和翻滚的调节，可适用于不同复杂平面测量、曲面测量等粗糙度的测量。
文档编号G01B21/30GK202350770SQ20112038780
公开日2012年7月25日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年10月13日
发明者宋恭杰, 潘晓彬, 舒晓模 申请人:宁波大学