专利名称：带防撞保护和自动转向功能的一维测头的制作方法
技术领域：
本发明属于精密測量技术领域，具体涉及ー种带防撞保护和自动转向功能的ー维测头。
背景技术：
齿轮测量仪的发展主要经历了机械展成和电子展成两个阶段。不论是触发式测头还是扫描式测头，都是采用接触式探针与被测エ件接触采集轮廓点，然后进行数据处理，进而得到被测エ件的位置或形状信息。基于电子展成的齿轮测量中心，通过数控系统控制多轴进行复合运动，可以进行精确的比例传动，从而达到较高精度。相对于国外齿轮测量中心，国内差距主要表现之ー为多采用ー维测头測量技术，三维测头的測量修正技术国内发展不足。而ー维电感测头，測量过程中需要改变测头敏感方向，并且在轴向进给方向是刚性的，在测量软件调试过程中或測量操作不当情况下容易出现测针与エ件的撞击现象，造成 测针折断和传感器损坏。此外，由于在测量齿轮刀具等有较为复杂的形面时，一维测头需要手动调整敏感方向，导致测量效率较低。美国专利4720922中仅采用簧片保护探针，在中国专利ZL200420018875. 6中通过转套手动实现换向功能，换向角度依据套筒上的刻度，其轴向触发产生轴向发讯起定位及保护作用，存在的问题是具有手动换向机构，换向角度依据刻度，測量效率较低。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种带防撞保护和自动转向功能的一维测头，有效解决一维测头复杂形面换向的问题，提高测量效率，同时在调试或测量过程中解决撞击损坏测头的问题，起到保护测头的目的。本发明采用的技术方案为带防撞保护和自动转向功能的一维测头，包括ー维测头组件、防撞保护机构和换向机构，所述防撞保护结构包括设置于套筒内的动块、定块、连接板和一对片簧，一维测头组件固定联接在测头连接板上，其特征在干上述定块内侧设置有永久磁铁，该连接板端部设置有磁性材料块，永久磁铁与磁性材料块吸合设置，所述定块的端部固定连接有平行于测头连接板的转向连接板，转向连接板的另一端部上设置有接近开关，接近开关对应设置于动块的端部以外。所述换向结构包括轴向连接于套筒后端的外壳，外壳中部轴向设置有贯通的由小到大设置的阶梯孔，阶梯孔内依次设置有角接触球轴承组件、推力球轴承组件、联轴器和压缩弹簧，步进电机设置于外壳的端部外侧，转轴穿设于角接触球轴承组件和推力球轴承组件内，推力球轴承组件一侧的转轴通过联轴器与步进电机连接，角接触球轴承组件ー侧的转轴与转向连接板连接。上述外壳内设置有穿线孔。本发明采用防撞机构和自动换向机构，将ー维测头集成到该装置中，不但提高了ー维测头测量的性能，而且这种设计装置原理可显著提高齿轮测量的效率和准确率。本发明相对于现有技术，具有如下优点和效果
I)结构简単；同时具有防撞保护功能和自动换向功能，能够消除测头与エ件的撞击从而达到保护目的，自动换向机构能够提高测量效率，減少人为干预。2)测头对外力响应迅速快，工作可靠。3)动块依靠永久磁铁的磁力与定块相吸，利用磁力的非线性保证正常工作过程中测针的稳定性，当发生意外碰撞时磁力会随着位移的増大迅速减小，测头所受撞击力迅速下降，实现对测头的保护。4)测头受力使动块靠近接近开关时，接近开关发出信号，使整个防撞保护装置后移，进ー步保证测头不被损坏。5)检测具有复杂形面的エ件时，不需要手动调整敏感方向，通过给电机发送指令控制旋转角度，达到精确调整探针敏感方向的目的。6 )适用范围广泛，可广泛应用于各种环境下的接触式检测。


图I是实施例结构示意图。图2是图I的左视图。图3是图I的A-A剖视图。图中，I-定块，2-动块，3-连接板，4-片簧，5-套筒，6_永久磁铁，7_磁性材料块，8_转向连接板，9-接近开关，10-角接触球轴承组件，11-推力球轴承组件，12-转轴，13-压缩弹簧，14-联轴器，15-步进电机，16-穿线孔，17-外売。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明进行详细描述。參见图Iー图3，带防撞保护和自动转向功能的一维测头，包括ー维测头组件、防撞保护机构和换向机构，所述防撞保护结构包括设置于套筒5内的动块2、定块I、连接板3和一对片簧4，ー维测头组件固定联接在测头连接板3上。所述定块I内侧设置有永久磁铁6，该连接板3端部设置有磁性材料块7，永久磁铁6与磁性材料块7吸合设置，所述定块I的端部固定连接有平行于测头连接板3的转向连接板8，转向连接板8的另一端部上设置有接近开关9，接近开关9对应设置于动块2的端部以外。所述换向结构包括轴向连接于套筒5后端的外壳17，外壳17中部轴向设置有贯通的由小到大设置的阶梯孔，阶梯孔内依次设置有角接触球轴承组件10、推力球轴承组件
11、联轴器14和压缩弹簧13，步进电机15设置于外壳17的端部外侧，转轴12穿设于角接触球轴承组件10和推力球轴承组件11内，推力球轴承组件11 ー侧的转轴12通过联轴器14与步进电机15连接，角接触球轴承组件10 —侧的转轴12与转向连接板8连接。上述外壳17内设置有穿线孔16。本发明的装置包括防撞保护机构及自动换向机构，防撞保护机构通过转向连接板8与自动换向机构连接，当测头发生撞击等意外现象吋，即测头外力大于定块I上永久磁铁6的吸カ时，动块2将与定块I分离，片簧4弯曲度加大，动块2逼近接近开关9，接近开关9发出信号，使得整个防撞保护装置后移，保护测头不会受到损坏。当測量具有较为复杂的形面エ件时，不需要手动调整敏感方向，通过给电机发送指令信号控制旋转角度，达到调整敏感方向的目的。步进电机15通过联轴器14与转轴12连接，转轴12通过螺钉与转向连接板8连接，当步进电机15旋转时,带动防撞保护机构和测头旋转,实现自动换向功能。在正常工作情况下定块与动块由磁力相吸，保证测头稳定，能够进行正常測量。测头受到轴向カ时，片簧弯曲，永磁力迅速减小，当动块移动靠近接近开关时，接近开关发出信号，使整个防撞保护装置后移，保证测头不被损坏。本实施例中，所说的测头受カ保护选用的是片簧4和永久磁铁6结构，两个片簧4与定块I和动块2组成了公知的铰链结构，定块I上的永久磁铁6与动块2上的磁性材料块7相吸，能够保证测头正常进行测量，而本发明动块2与定块I的连接创造性的采用了永久 磁铁，当测头发生碰撞或其他意外现象时，测头受カ超过永久磁铁6的吸合力时，定块I上的永久磁铁6与动块2上的磁性材料块7脱离，加大动块2的移动距离，动块2逼近接近开关9，接近开关9发出信号使整个装置向后移动，保护测头防止与被测エ件碰撞而造成折断及其他损坏。另外，由于在测量齿轮刀具等具有较为复杂的形面时，测头需要手动调整敏感方向，导致测量效率较低，本发明应用步进电机15驱动来实现自动换向。所述的自动换向机构通过给步进电机15发出信号，通过控制脉冲个数来控制电机角位移量，从而达到自动换向的目的。此自动换向机构是在步进电机15和转向连接板8之间加了转轴12，转轴12外面套了相应的推力球轴承组件11和角接触球轴承组件10，以及连接转轴12和步进电机15轴之间的联轴器14，为了固定推力球轴承组件11，用压缩弹簧13来顶住，使推力球轴承组件11定位。步进电机15轴的转动带动转轴12转动，角接触球轴承组件10保证转轴12精确转动，转向连接板8通过螺钉的连接和转轴12 —起转动，然后带动前面的防撞系统定块I、动块2 —起转动。步进电机15的旋转角度的大小控制的测头的旋转大小，实现测头自动换向功能。
权利要求
1.带防撞保护和自动转向功能的一维测头，包括ー维测头组件、防撞保护机构和换向机构，所述防撞保护机构包括设置于套筒(5)内的动块(2)、定块(I)、连接板(3)和ー对片簧(4)，ー维测头组件固定联接在测头连接板(3)上，其特征在干上述定块(I)内侧设置有永久磁铁(6 )，该连接板(3 )端部设置有磁性材料块(7 )，永久磁铁(6 )与磁性材料块(7 )吸合设置，所述定块(I)的端部固定连接有平行于测头连接板(3)的转向连接板(8)，转向连接板(8 )的另一端部上设置有接近开关(9 )，接近开关(9 )对应设置于动块(2 )的端部以外。
2.根据权利要求I所述带防撞保护和自动转向功能的一维测头，其特征在于所述换向结构包括轴向连接于套筒(5)后端的外壳(17)，外壳(17)中部轴向设置有贯通的由小到大设置的阶梯孔，阶梯孔内依次设置有角接触球轴承组件(10)、推力球轴承组件(11)、联轴器(14)和压缩弹簧(13)，步进电机(15)设置于外壳(17)的端部外侧，转轴(12)穿设于角接触球轴承组件(10 )和推力球轴承组件(11)内，推力球轴承组件(11) ー侧的转轴(12 )通过联轴器(14)与步进电机(15)连接，角接触球轴承组件(10) —侧的转轴(12)与转向连接板(8)连接。
3.根据权利要求2所述带防撞保护和自动转向功能的一维测头，其特征在于所述外·壳(17)内设置有穿线孔(16)。
全文摘要
本发明属于精密测量技术领域，具体涉及一种带防撞保护和自动转向功能的一维测头。现有技术一维测头存在复杂形面换向的问题，因此测量效率低，同时在调试或测量过程中存在撞击损坏测头的问题。本发明采用的技术方案为带防撞保护和自动转向功能的一维测头，包括一维测头组件、防撞保护机构和换向机构，所述防撞保护机构包括设置于套筒内的动块、定块、连接板和一对片簧，一维测头组件固定联接在测头连接板上。本发明结构简单，测头对外力响应迅速快，工作可靠，适用范围广泛，可广泛应用于各种环境下的接触式检测。
文档编号G01B21/00GK102679928SQ20121017821
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者王建华, 王洪喜, 贾建军, 陈晓东 申请人:西安工业大学