[發(fā)明專利]一種具有熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的精密球桿

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811073167.5
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號(hào): CN109029323B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李維詩;梁曉鈺;于連棟;夏豪杰;張瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山市天目工業(yè)測量科技有限公司
• 主分類號(hào): G01B21/04
• 分類號(hào): G01B21/04
• 代理公司: 北京之于行知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11767
• 代理人: 何志欣

本發(fā)明公開了一種具有熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的精密球桿，包括標(biāo)準(zhǔn)球座和桿體，標(biāo)準(zhǔn)球座包括標(biāo)準(zhǔn)球固定結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)球座熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)球固定結(jié)構(gòu)與桿體通過連接部相連接，標(biāo)準(zhǔn)球座熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)由不同材料制成的補(bǔ)償部件，兩個(gè)補(bǔ)償部件分別設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)球固定結(jié)構(gòu)內(nèi)，兩個(gè)補(bǔ)償部件的材料的熱膨脹系數(shù)不同，當(dāng)環(huán)境溫度超過20℃時(shí)，熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)擠壓標(biāo)準(zhǔn)球固定結(jié)構(gòu)，當(dāng)環(huán)境溫度低于20℃時(shí)，熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)拉伸標(biāo)準(zhǔn)球固定結(jié)構(gòu)，減小標(biāo)準(zhǔn)球固定結(jié)構(gòu)由于溫度變化導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)球座軸向尺寸變化。本發(fā)明適用于標(biāo)定或校準(zhǔn)各類坐標(biāo)測量機(jī)、激光跟蹤儀、激光掃描儀以及工業(yè)攝影測量儀器，有利于提高測量儀器的測量精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及幾何測量技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種具有熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的精密球桿。

背景技術(shù)

球桿（ball bar，也稱為球棒）是標(biāo)定和校準(zhǔn)坐標(biāo)測量機(jī)長度測量誤差的一種常用一維標(biāo)準(zhǔn)件，在標(biāo)定和校準(zhǔn)激光跟蹤儀、激光掃描儀以及工業(yè)攝影測量儀器等方面也有應(yīng)用。

球桿由兩個(gè)高精度的標(biāo)準(zhǔn)球和連接兩個(gè)球的桿件組成，兩球間的球心距（以下簡稱球桿長度）是其提供的標(biāo)準(zhǔn)距離，目前球桿長度精度最高能達(dá)到0.1微米。球桿兩端端部常用標(biāo)準(zhǔn)球的直徑有25.4毫米、38.1毫米和50.8毫米，連接兩個(gè)球的桿件一般低熱膨脹系數(shù)的碳纖維或者殷鋼等材料制成。在使用球桿對測量儀器進(jìn)行標(biāo)定和校準(zhǔn)時(shí)，一般難以保證環(huán)境溫度。隨著測量技術(shù)的發(fā)展，對球桿的長度精度、使用時(shí)變形、校準(zhǔn)精度等提出了更高的要求。現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處在于：

為了方便標(biāo)準(zhǔn)球的裝卸，現(xiàn)有球桿的標(biāo)準(zhǔn)球座材料多選擇為軟磁性金屬材料，其尺寸受溫度影響較大，不利于保證球桿在環(huán)境溫度變化時(shí)的長度精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的精密球桿，解決球桿因溫度變化導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)長度發(fā)生變化的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種具有熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的精密球桿，其特征在于：包括能夠補(bǔ)償軸向熱變形的標(biāo)準(zhǔn)球座和尺寸隨溫度變化基本保持穩(wěn)定的桿體，其中標(biāo)準(zhǔn)球座包括標(biāo)準(zhǔn)球固定結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)球座熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)球固定結(jié)構(gòu)與桿體通過連接部相連接，標(biāo)準(zhǔn)球座熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)由不同材料制成的補(bǔ)償部件，兩個(gè)補(bǔ)償部件分別設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)球固定結(jié)構(gòu)內(nèi)，兩個(gè)補(bǔ)償部件的材料的熱膨脹系數(shù)不同，當(dāng)環(huán)境溫度超過20℃時(shí)，熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)擠壓標(biāo)準(zhǔn)球固定結(jié)構(gòu)，當(dāng)環(huán)境溫度低于20℃時(shí)，熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)拉伸標(biāo)準(zhǔn)球固定結(jié)構(gòu)，減小標(biāo)準(zhǔn)球固定結(jié)構(gòu)由于溫度變化導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)球座軸向尺寸變化。

所述的一種具有熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的精密球桿，其特征在于：所述的標(biāo)準(zhǔn)球座為標(biāo)準(zhǔn)球的安裝位置，標(biāo)準(zhǔn)球座內(nèi)設(shè)置有磁芯，利用磁鐵將標(biāo)準(zhǔn)球固定在標(biāo)準(zhǔn)球座內(nèi)。

所述的一種具有熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的精密球桿，其特征在于：所述的標(biāo)準(zhǔn)球固定結(jié)構(gòu)采用軟磁外殼。

所述的一種具有熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的精密球桿，其特征在于：所述的標(biāo)準(zhǔn)球座熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的兩個(gè)補(bǔ)償部件分別是第一補(bǔ)償筒、第二補(bǔ)償筒，所述第一補(bǔ)償筒的外壁為臺(tái)階型結(jié)構(gòu)，第二補(bǔ)償筒套裝在第一補(bǔ)償筒的細(xì)端，第一補(bǔ)償筒的粗端和第二補(bǔ)償筒嵌在軟磁外殼中。

所述的一種具有熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的精密球桿，其特征在于：所述的第二補(bǔ)償筒的材料的熱膨脹系數(shù)比軟磁外殼和第一補(bǔ)償筒的材料的熱膨脹系數(shù)大。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明采用一種機(jī)械式熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，減少球桿由于溫度變化發(fā)生的變形，從而保證球桿標(biāo)準(zhǔn)長度在環(huán)境溫度變化時(shí)的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的精密球桿結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明具有熱變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)球座結(jié)構(gòu)示意圖。