[實用新型]測長儀方形測量軸的六點定位直線運動機構

有效

• 申請號: 200920125352.4
• 申請日: 2009-04-16
• 公開（公告）號: CN201463841U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 胡清
• 申請（專利權）人: 貴陽新天光電科技有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司 52002
• 代理人: 于俊漢

技術領域：本實用新型涉及長度計量儀器的機構，特別是一種測長儀方形測量軸的六點定位直線運動機構。

背景技術：測長儀是國家標準JB/T10574-2006《光學長度計量儀器基本參數》中規定的標準光學計量儀器，根據其測量軸線呈水平或垂直，劃分為臥式測長儀和立式測長儀兩種形式。測量軸和精密滾動軸承組是這兩種測長儀實現測量直線運動的精密部件，二者構成了測量軸直線運動機構，傳統測長儀的測量軸為圓柱形。當代測長儀已實現數顯化，為了測量軸內部容納光柵測量系統的需要，測量軸的橫截面被設計成中空的矩形。測量軸的直線運動精度，直接影響著測長儀的測量準確度；而直線運動的精度除取決于軸承組和測量軸的制造質量外，還與軸承組中的各軸承位置布局設計緊密相關。

發明內容：本實用新型的目的在于提供一種測長儀方形測量軸的六點定位直線運動機構，它是一種應用于測長儀的、結構優良的測量軸精密直線運動機構。

本實用新型的構成：由方形測量軸、起測量軸線空間定位和測量軸運動導向作用的軸承組和起封閉作用帶彈簧的壓緊軸承組組成，通過觸測端6的方形測量軸2的中心線的測量軸線，測量軸的橫截面為矩形，其運動方向垂直于該矩形截面，與矩形截面垂直的四個面是方形測量軸運動的導向面，其中，底面由底面定位軸承組3定位；后側面由后側面定位軸承組8定位，這樣就確定了方形測量軸線的空間位置；而前側面上帶壓力彈簧1的前壓緊軸承組4和頂面上帶壓力彈簧7的上壓緊軸承組9，對方形測量軸的空間定位施加封閉力，但又不影響測量軸沿軸線方向的靈活運動。

與矩形截面垂直的方形測量軸底面由四個軸承組成的底面定位軸承組定位；與矩形截面垂直的方形測量軸后側面由兩個軸承組成的后側面定位軸承組定位；方形測量軸前側面上有三個帶壓力彈簧的軸承組成的前壓緊軸承組、方形測量軸頂面由兩個帶壓力彈簧的軸承組成的上壓緊軸承組，對方形測量軸施加封閉力。

與現有傳統技術比較，本實用新型測量軸的橫截面為矩形，測量軸內部局部掏空，可以容納光柵尺及其拾取光柵信號的讀數頭。由于掏空保留了矩形截面的四個角，因此對方形測量軸的剛度不會產生明顯的削弱，精密平面磨床可以保證方形測量軸四個導向面具有極高的加工精度，從而使方形測量軸裝配到測長儀上，能達到極高的運動精度。

由于軸承組中的每一個軸承的設計位置和定位功能分工明確，分布范圍在最大允許條件下盡量鋪開，并且設置軸承個數精準，對測量軸無多余約束，因此該機構設計優良，能保證在測量時，測量軸線空間定位穩定可靠，測量軸運動靈敏、無間隙、運動幾何精度高。

附圖說明：圖1是本實用新型結構示意圖，圖2是坐標圖。

圖中1.壓力彈簧，2.方形測量軸，3.底面定位軸承組，4.前壓緊軸承組，5.外殼，6.觸測端，7.壓力彈簧，8.后側面定位軸承組，9.上壓緊軸承組。

具體實施方式：如圖1、圖2所示，測長儀的測量軸2是一個矩形截面的方形測量軸，其運動方向垂直于該矩形截面。根據方形測量軸的測量范圍設計測量軸的長、寬、高和底面定位軸承組3，后側面定位軸承組8的跨距；根據光柵尺及讀數頭的外形尺寸設計方形測量軸內部的局部掏空尺寸。

方形測量軸的底面由底面定位軸承組3定位，測量軸頂面上的上壓緊軸承組9，在壓力彈簧7的彈性力的作用下，使測量軸的底面與底面定位軸承組3緊密接觸。其功能是：約束方形測量軸沿Z坐標運動和繞X、Y坐標轉動的自由度。底面定位軸承組3由四個矩形分布的軸承組成，它們與方形測量軸的接觸點必須被校正在同一平面內。

方形測量軸的后側面由二個軸承組成的后側面定位軸承組8定位，方形測量軸前側面上的前壓緊軸承組4，在壓力彈簧1的彈性力的作用下，使方形測量軸的后側面與后側面定位軸承組8緊密接觸，其功能是：約束方形測量軸沿Y坐標運動和繞Z坐標轉動的自由度。

方形測量軸空間運動的六個自由度中，已有五個被約束，剩下沿X坐標運動的自由度用于實現測量直線運動。如果底面定位軸承組3和后側面定位軸承組8的六個精密滾動軸承無徑向跳動、方形測量軸運動導向面的平面度誤差為零，方形測量軸在理論上作純直線運動。

方形測量軸2的中段和所有的軸承及彈簧被包容在外殼5內，只有方形測量軸的兩端部分和觸測端6懸伸在外殼之外。