[發明專利]一種一維光柵掃描測頭

有效

• 申請號: 201410482344.0
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104236599A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 丁建軍;王豐東;劉陽鵬;李兵;蔣莊德
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于精密掃描測量領域，具體涉及一種一維光柵掃描測頭。

背景技術

目前比較常用的測頭為電感測頭，電感測頭是利用線圈的自感互感的變化來實現測量的一種裝置，該類測頭結構簡單可靠，對工作環境要求不高，分辨力較高，但是它的缺點是響應頻率低，不宜用于快速動態測量，輸出信號為模擬量信號，易受到干擾，且電感測頭量程小，一般小于0.1厘米，難以滿足大變化量的檢測需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種一維光柵掃描測頭。

為達到上述目的，本發明采用了以下技術方案：

該測頭包括下基板、測針安裝轉輪、拉緊轉輪、測針、柔性鋼帶、拉緊彈簧、光柵尺以及光柵尺讀數頭，所述測針安裝轉輪和拉緊轉輪分別設置于下基板上的兩端，測針與測針安裝轉輪的外側端相連，測針安裝轉輪的內側端與拉緊彈簧的一端相連，拉緊彈簧的另一端與拉緊轉輪的內側端相連，柔性鋼帶的一端固定于測針安裝轉輪外側端的圓周上，另一端固定于拉緊轉輪外側端的圓周上，光柵尺設置于柔性鋼帶上，光柵尺讀數頭設置于測針安裝轉輪和拉緊轉輪之間，光柵尺讀數頭與光柵尺相對。

所述柔性鋼帶為兩條，兩條柔性鋼帶形成圍繞測針安裝轉輪和拉緊轉輪各自外側端圓周的環形結構，兩條柔性鋼帶上分別設置有光柵尺，光柵尺與各自的光柵尺讀數頭相對。

所述下基板上設置有條形孔，光柵尺讀數頭與條形孔相連。

所述測針安裝轉輪和拉緊轉輪之間的距離通過平移拉緊轉輪進行調整。

所述測頭還包括用于限制測針安裝轉輪轉動角度的限位機構。

所述限位機構包括設置于下基板上的限位塊以及設置于測針安裝轉輪上的與限位塊配合的限位螺釘。

所述限位塊為兩個，兩個限位塊以測針擺動中心位置為對稱軸分別布置于測針安裝轉輪兩側，兩個限位塊分別與設置于測針安裝轉輪上的兩個限位螺釘對應配合。

所述測頭還包括上基板，上基板與下基板相對設置，上、下基板之間設置有第一轉軸和第二轉軸，第一轉軸和第二轉軸上分別設置有精密軸承，測針安裝轉輪通過對應的精密軸承與第一轉軸相連，拉緊轉輪通過對應的精密軸承與第二轉軸相連。

所述上基板和下基板上分別開設有條形槽孔，第二轉軸的兩端分別位于對應的條形槽孔內，條形槽孔內設置有兩個用于夾持第二轉軸的弧形墊板，弧形墊板的內凹弧面通過設置于上基板以及下基板上的調整螺栓頂壓在第二轉軸的圓周上。

所述上基板和下基板為回字形中空基板，同一個條形槽孔內的一個弧形墊板與從回字形中空基板內邊沿向外延伸入條形槽孔的調整螺栓相連，同一個條形槽孔內的另一個弧形墊板與從回字形中空基板外邊沿向內延伸入條形槽孔的調整螺栓相連。

本發明的有益效果體現在：

本發明通過測針帶動測針安裝轉輪進行適度轉動，進而引起柔性鋼帶及其上的光柵尺相對于光柵尺讀數頭運動，從而將測針的位置變化量轉變為光柵尺讀數的變化量，實現測頭的檢測目的；本發明通過拉緊彈簧的變形恢復能力實現測針的連續、靈敏動作，不依賴于自感互感的的檢測原理，而是依靠機械傳動原理以及光柵的光學原理完成檢測，不僅檢測靈敏度高而且抗干擾能力強，結構簡單，容易實現，并可以實現大范圍內測頭位置變化量的測量，其量程可達數厘米。

本發明通過兩套光柵尺讀數頭與對應的光柵尺分別讀取測頭位置的變化，可以通過求均值的方式進一步提高檢測的準確性和可靠性。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖之一；

圖2為本發明的結構示意圖之二；

圖3為本發明所述第二轉軸的連接示意圖；

圖4為測針運動到正向(X+)限位時的示意圖；

圖5為測針運動到負向(X-)限位時的示意圖；

圖中：1為下基板、2-1為第一轉軸、2-2為第二轉軸、3為柔性鋼帶、4為光柵尺讀數頭、5為限位塊、6為光柵尺、7為拉緊彈簧、8為精密軸承、9為測針安裝轉輪、10為調整螺栓、11為測針、12為拉緊轉輪、13為上基板、14為弧形墊板、15為限位螺釘、16為安裝立柱。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對發明做詳細說明。