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1、(10)申请公布号 CN 103278119 A(43)申请公布日 2013.09.04CN103278119A*CN103278119A*(21)申请号 201310241132.9(22)申请日 2013.06.18G01B 21/00(2006.01)(71)申请人孟庆周地址 518000 广东省深圳市龙岗区横岗街道六约社区梧桐花园B17-4(72)发明人孟庆周(74)专利代理机构深圳市智科友专利商标事务所 44241代理人曲家彬(54) 发明名称一种测针自动化调整的接触式测量头结构(57) 摘要一种测针自动化调整的接触式测量头结构，现有技术中，测针角度调节不准确，上、下定位盘之间或水平。
2、定位的左、右定位盘之间的定位部件磨损严重，多次重复调节后，造成重复定位精度下降和不能实现自动化调整的技术问题，采用的方案是，结构中包括：中心轴在中心轴移动控制部分的控制下上下移动的调整控制机构，垂直角度调整电机经垂直角度调整大齿轮和垂直角度调整小齿轮使中心轴与上壳体可相对转动的测针垂直角度调整执行机构和水平角度调整电机经水平角度调整内齿圈和水平角度调整小齿轮使左定位盘与右定位盘可相对转动的测针水平角度调整执行机构，有益效果是，结构简单，使用方便，测针角度调节准确，自动化程度高，解决定位部件磨损。(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书4页 附图4页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12。
3、)发明专利申请权利要求书2页 说明书4页 附图4页(10)申请公布号 CN 103278119 ACN 103278119 A1/2页21.一种测针自动化调整的接触式测量头结构：结构中包括：上壳体、下壳体、测针垂直离合式定位固定机构、测针水平离合式定位固定机构和带测针的测量部分，上壳体与下壳体固定连接，测针垂直离合式定位固定机构设置在上壳体，测针水平离合式定位固定机构设置在下壳体内，带测针的测量部分安装在测针水平离合式定位固定机构上，上壳体经测针垂直离合式定位固定机构构成上壳体带动下壳体绕垂直轴旋转的垂直角度调整结构，带测针的测量部分经测针水平离合式定位固定机构构成带测针的测量部分绕水平轴旋转。
4、的水平角度调整，其特征在于：、所述结构中还包括：测针调整控制机构、测针垂直角度调整执行机构和测针水平角度调整执行机构：、所述的测针调整控制机构包括：中心轴（1-1）、控制连杆（1-2）和中心轴移动控制部分，中心轴（1-1）滑动套装在上壳体（2）的中心孔内，控制连杆（1-2）铰链连接在下壳体（3）上，控制连杆（1-2）一端与中心轴（1-1）的下端面接触，构成由中心轴（1-1）上下移动使控制连杆（1-2）摆动的连接结构，中心轴（1-1）与中心轴移动控制部分连接，构成中心轴（1-1）在中心轴移动控制部分的控制下上下移动的连接结构：、所述的测针垂直离合式定位固定机构包括：带定位圆球和磁铁的上定位盘（4。
5、-1）和带定位圆柱和磁铁的下定位盘（4-2），上定位盘（4-1）中心孔滑动套装在中心轴（1-1）上，外圆固定在上壳体（2）上，下定位盘（4-2）经中心孔固定在中心轴（1-1）上，同时与下壳体（3）固定，上定位盘（4-1）与下定位盘（4-2）形成同轴线上下对应设置：、所述的测针垂直角度调整执行机构包括：垂直角度调整大齿轮（5-1）、垂直角度调整小齿轮（5-2）和垂直角度调整电机（5-3），垂直角度调整大齿轮（5-1）经中心孔固定在中心轴（1-1）上，垂直角度调整电机（5-3）固定在上壳体（2）上，垂直角度调整小齿轮（5-2）安装在垂直角度调整电机（5-3）输出轴上，垂直角度调整大齿轮（5-1）与。
6、垂直角度调整小齿轮（5-2）啮合构成垂直角度调整电机（5-3）经垂直角度调整大齿轮（5-1）和垂直角度调整小齿轮（5-2）使中心轴（1-1）与上壳体（2）可相对转动的连接结构：、所述的测针水平离合式定位固定机构包括：带定位圆球和磁铁的左定位盘（6-1）和带定位圆柱和磁铁的右定位盘（6-2），左定位盘（6-1）与推拉轴（6-3）一端构成可相对转动的活动连接，推拉轴（6-3）另一端连接与所述的控制连杆（1-2）铰链连接，推拉轴（6-3）套装在水平转轴（6-4）内，水平转轴（6-4）安装在下壳体（3）的水平孔内，水平转轴（6-4）的一端与左定位盘（6-1）可相对滑动连接，水平转轴（6-4）与带测针（。
7、8）的测量部分固定连接，所述的右定位盘（6-2）固定在下壳体（3）上，右定位盘（6-2）与左定位盘（6-1）形成同轴线的左右对应设置：、所述的测针水平角度调整执行机构包括：水平角度调整内齿圈（7-1）、水平角度调整小齿轮（7-2）和水平角度调整电机（7-3），水平角度调整内齿圈（7-1）固定在所述的右定位盘（6-2）的中心孔内，水平角度调整电机（7-3）固定在左定位盘（6-1）上，水平角度调整小齿轮（7-2）固定在水平角度调整电机（7-3）输出轴上，水平角度调整内齿圈（7-1）与水平角度调整小齿轮（7-2）啮合构成水平角度调整电机（7-3）经水平角度调整内齿圈（7-1）和水平角度调整小齿轮（7。
8、-2）使左定位盘（6-1）与右定位盘（6-2）可相对转动的连接结构。2.根据权利要求1所述的一种测针自动化调整的接触式测量头结构，其特征在于：所述的中心轴移动控制部分包括：活塞杆（9-1）、中心轴（1-1）中心上设置的缸体（1-1-1）、复权 利 要 求 书CN 103278119 A2/2页3位弹簧（9-2），活塞杆（9-1）上的活塞设置在气缸体（1-1-1）内，活塞杆（9-1）经复位弹簧（9-2）套装在上壳体（2）的上端，构成中心轴（1-1）由气缸推动和复位弹簧（9-2）控制活塞杆（9-1）复位实现上或下移动的连接结构。3.根据权利要求1所述的一种测针自动化调整的接触式测量头结构，其特征在。
9、于：所述的中心轴移动控制部分包括：移动控制大齿轮（10-1）、移动控制小齿轮（10-2）和移动控制电机（10-3），所述的移动控制大齿轮（10-1）中心与中心轴（1-1）螺纹连接，移动控制大齿轮（10-1）的端面与外圈固定在上壳体（2）上的滚动轴承（10-4）的内圈固定连接，所述的移动控制电机（10-3）固定在上壳体（2）上，移动控制小齿轮（10-2）安装在移动控制电机（10-3）输出轴上，移动控制大齿轮（10-1）与移动控制小齿轮（10-2）啮合，构成移动控制电机（10-3）经移动控制小齿轮（10-2）带动移动控制大齿轮（10-1）在滚动轴承（10-4）上转动，中心轴（1-1）由螺纹推动实现。
10、上或下移动的连接结构。4.根据权利要求1或2所述的一种测针自动化调整的接触式测量头结构，其特征在于：所述的上壳体（2）上固定设置有控制垂直角度调整编码器（11-1），垂直角度调整编码器（11-1）的输出齿轮与垂直角度调整大齿轮（5-1）啮合，所述的左定位盘（6-1）上固定设置有控制水平角度调整编码器（11-2），水平角度调整编码器（11-2）的输出齿轮与水平角度调整内齿圈（7-1）啮合。5.根据权利要求3所述的一种测针自动化调整的接触式测量头结构，其特征在于：所述的上壳体（2）上固定设置有中心轴移动编码器（11-3），中心轴移动编码器（11-3）的输出齿轮与移动控制大齿轮（10-1）啮合。权 。
11、利 要 求 书CN 103278119 A1/4页4一种测针自动化调整的接触式测量头结构所属技术领域0001 本发明涉及一种机械制造使用的测量工具，特别是一种接触式测量头结构。背景技术0002 现有技术中使用的接触式测量头的结构为包括：测针、测针座、上壳体、下壳体、垂直转轴、水平转轴、垂直定位的上、下定位盘和水平定位的左、右定位盘，测针安装在测针座上，测针座经水平转轴安装在下壳体上，水平定位的左右定位盘分别与水平转轴和下壳体连接，垂直转轴安装在上壳体上，上定位盘与上壳体连接，下定位盘与垂直转轴和下壳体连接。0003 在机械加工过程中或成品检验时的使用中需要根据测量部位的位置要求对测针进行空间角。
12、度调节，既下壳体带动测针座相对上壳体沿垂直Y 轴的转动和测针座在下壳体沿水平X 轴转动，由于在接触式测量头结构中，垂直Y 轴和水平X 轴都设置有垂直定位的上、下定位盘和水平定位的左、右定位盘，上、下定位盘之间和水平定位的左、右定位盘之间的端面定位是采用弹簧片和钢珠定位结构，当需要对测针即沿垂直Y 轴或水平X 轴调节角度时，上、下定位盘之间或水平定位的左、右定位盘之间需要相对转动调节的角度时，现有结构中需要操作者靠外力克服弹簧片的弹力强行使上、下定位盘之间或水平定位的左、右定位盘之间在接触的状态下发生相对转动，达到调节测针角度的目的。现有技术的缺点是，测针角度调节不准确，上、下定位盘之间或水平定。
13、位的左、右定位盘之间的定位部件磨损严重，多次重复调节后，造成重复定位精度下降和不能实现自动化调整。发明内容0004 为克服现有技术中，测针角度调节不准确，上、下定位盘之间或水平定位的左、右定位盘之间的定位部件磨损严重，多次重复调节后，造成重复定位精度下降和不能实现自动化调整的技术问题，本发明公开一种接触式测量头结构，该结构中设置有自动化控制的测针座旋转控制机构，在测针角度调节时，测针座旋转控制机构控制上、下定位盘或水平定位的左、右定位盘相对移动分离，测针垂直角度调整执行机构和测针水平角度调整执行机构控制上、下定位盘或水平定位的左、右定位盘相对转动，调整完成后，测针座旋转控制机构控制上、下定位盘。
14、或水平定位的左、右定位盘在磁力作用下吸合定位，实现测针自动化调整的发明目的。0005 本发明实现发明目的采用的技术方案是：结构中还包括：测针调整控制机构、测针垂直角度调整执行机构和测针水平角度调整执行机构：测针调整控制机构包括：中心轴、控制连杆和中心轴移动控制部分，中心轴滑动套装在上壳体的中心孔内，控制连杆铰链连接在下壳体上，控制连杆一端与中心轴的下端面接触，构成由中心轴上下移动使控制连杆摆动的连接结构，中心轴与中心轴移动控制部分连接，构成中心轴在中心轴移动控制部分的控制下上下移动的连接结构。0006 测针垂直离合式定位固定机构包括：带定位圆球和磁铁的上定位盘和带定位圆柱说 明 书CN 103。
15、278119 A2/4页5和磁铁的下定位盘，上定位盘中心孔滑动套装在中心轴上，外圆固定在上壳体上，下定位盘经中心孔固定在中心轴上，同时与下壳体固定，上定位盘与下定位盘形成同轴线上下对应设置。0007 测针垂直角度调整执行机构包括：垂直角度调整大齿轮、垂直角度调整小齿轮和垂直角度调整电机，垂直角度调整大齿轮经中心孔固定在中心轴上，垂直角度调整电机固定在上壳体上，垂直角度调整小齿轮安装在垂直角度调整电机输出轴上，垂直角度调整大齿轮与垂直角度调整小齿轮啮合构成垂直角度调整电机经垂直角度调整大齿轮和垂直角度调整小齿轮使中心轴与上壳体可相对转动的连接结构。0008 测针水平离合式定位固定机构包括：带定位。
16、圆球和磁铁的左定位盘和带定位圆柱和磁铁的右定位盘，左定位盘与推拉轴一端构成可相对转动的活动连接，推拉轴另一端连接与所述的控制连杆铰链连接，推拉轴套装在水平转轴内，水平转轴安装在下壳体的水平孔内，水平转轴的一端与左定位盘可相对滑动连接，水平转轴与带测针的测量部分固定连接，所述的右定位盘固定在下壳体上，右定位盘与左定位盘形成同轴线的左右对应设置。0009 测针水平角度调整执行机构包括：水平角度调整内齿圈、水平角度调整小齿轮和水平角度调整电机，水平角度调整内齿圈固定在所述的右定位盘的中心孔内，水平角度调整电机固定在左定位盘上，水平角度调整小齿轮固定在水平角度调整电机输出轴上，水平角度调整内齿圈与水平。
17、角度调整小齿轮啮合构成水平角度调整电机经水平角度调整内齿圈和水平角度调整小齿轮使左定位盘与右定位盘可相对转动的连接结构。0010 本发明的有益效果是，结构简单，使用方便，测针角度调节准确，自动化程度高，解决定位部件磨损。0011 下面结合附图对本发明进行详细描述。0012 附图1为本发明实施例1结构示意图。0013 附图2为附图1 B-B向剖面示意图。0014 附图3为本发明实施例2结构示意图。0015 附图4为附图3 A-A向剖面示意图。0016 附图中， 1-1中心轴，1-1-1缸体，1-2控制连杆，2上壳体，3下壳体，4-1上定位盘，4-2下定位盘，5-1垂直角度调整大齿轮，5-2垂直角。
18、度调整小齿轮，5-3垂直角度调整电机，6-1左定位盘，6-2右定位盘，6-3推拉轴，6-4水平转轴，7-1水平角度调整内齿圈，7-2水平角度调整小齿轮，7-3水平角度调整电机，8测针， 9-1活塞杆，9-2复位弹簧，10-1移动控制大齿轮，10-2移动控制小齿轮，10-3移动控制电机，10-4滚动轴承，11-1控制垂直角度调整编码器，11-2控制水平角度调整编码器，11-3中心轴移动编码器。具体实施方式0017 参看附图，一种测针自动化调整的接触式测量头结构：结构中包括：上壳体2、下壳体3、测针8垂直离合式定位固定机构、测针水平离合式定位固定机构和带测针的测量部分，上壳体2与下壳体3固定连接，。
19、测针垂直离合式定位固定机构设置在上壳体，测针水平离合式定位固定机构设置在下壳体内，带测针8的测量部分安装在测针水平离合式定位固定机构上，上壳体经测针垂直离合式定位固定机构构成上壳体带动下壳体绕垂直轴旋转的垂直角度调整结构，带测针的测量部分经测针水平离合式定位固定机构构成带测针的测量说 明 书CN 103278119 A3/4页6部分绕水平轴旋转的水平角度调整。0018 结构中还包括：测针调整控制机构、测针垂直角度调整执行机构和测针水平角度调整执行机构。0019 测针调整控制机构包括：中心轴1-1、控制连杆1-2和中心轴移动控制部分，中心轴1-1滑动套装在上壳体2的中心孔内，控制连杆1-2铰链连。
20、接在下壳体3上，控制连杆1-2一端与中心轴1-1的下端面接触，构成由中心轴1-1上下移动使控制连杆1-2摆动的连接结构，中心轴1-1与中心轴移动控制部分连接，构成中心轴1-1在中心轴移动控制部分的控制下上下移动的连接结构。0020 测针垂直离合式定位固定机构包括：带定位圆球和磁铁的上定位盘4-1和带定位圆柱和磁铁的下定位盘4-2，上定位盘4-1中心孔滑动套装在中心轴1-1上，同时与下壳体3固定，外圆固定在上壳体2上，下定位盘4-2经中心孔固定在中心轴1-1上，上定位盘4-1与下定位盘4-2形成同轴线上下对应设置。0021 测针垂直角度调整执行机构包括：垂直角度调整大齿轮5-1、垂直角度调整小齿。
21、轮5-2和垂直角度调整电机5-3，垂直角度调整大齿轮5-1经中心孔固定在中心轴1-1上，垂直角度调整电机5-3固定在上壳体2上，垂直角度调整小齿轮5-2安装在垂直角度调整电机5-3输出轴上，垂直角度调整大齿轮5-1与垂直角度调整小齿轮5-2啮合构成垂直角度调整电机5-3经垂直角度调整大齿轮5-1和垂直角度调整小齿轮5-2使中心轴1-1与上壳体2可相对转动的连接结构。0022 测针水平离合式定位固定机构包括：带定位圆球和磁铁的左定位盘6-1和带定位圆柱和磁铁的右定位盘6-2，左定位盘6-1与推拉轴6-3一端构成可相对转动的活动连接，推拉轴6-3另一端连接与所述的控制连杆1-2铰链连接，推拉轴6-。
22、3套装在水平转轴6-4内，水平转轴6-4安装在下壳体3的水平孔内，水平转轴6-4的一端与左定位盘6-1可相对滑动连接，水平转轴6-4与带测针8的测量部分固定连接，所述的右定位盘6-2固定在下壳体3上，右定位盘6-2与左定位盘6-1形成同轴线的左右对应设置。0023 测针水平角度调整执行机构包括：水平角度调整内齿圈7-1、水平角度调整小齿轮7-2和水平角度调整电机7-3，水平角度调整内齿圈7-1固定在所述的右定位盘6-2的中心孔内，水平角度调整电机7-3固定在左定位盘6-1上，水平角度调整小齿轮7-2固定在水平角度调整电机7-3输出轴上，水平角度调整内齿圈7-1与水平角度调整小齿轮7-2啮合构成。
23、水平角度调整电机7-3经水平角度调整内齿圈7-1和水平角度调整小齿轮7-2使左定位盘6-1与右定位盘6-2可相对转动的连接结构。0024 中心轴移动控制部分控制中心轴1-1向下移动，中心轴1-1带动下定位盘4-2向下移动与上定位盘4-1离开，垂直角度调整电机5-3转动，带动垂直角度调整大齿轮5-1转动，垂直角度调整大齿轮5-1带动中心轴1-1相对转动，中心轴1-1带动下定位盘4-2和下壳体3和测针8相对上壳体2转动，实现测针8垂直方向的调整。调整完成后，上定位盘4-1与下定位盘4-2靠磁性吸合，定位连接。0025 中心轴1-1向下移动的同时，压动控制连杆1-2，控制连杆1-2绕固定在下壳体3上。
24、的转轴摆动，拉动推拉轴6-3，推拉轴6-3拉动左定位盘6-1与右定位盘6-2分离，左定位盘6-1在拉动推拉轴6-3上只可以沿轴线滑动，不可相对转动。水平角度调整电机7-3转动，水平角度调整小齿轮7-2带动水平角度调整内齿圈7-1使右定位盘6-2相对左定位盘说 明 书CN 103278119 A4/4页76-1相对转动，右定位盘6-2带动测针8绕水平转轴6-4转动，实现测针8水平方向的调整。调整完成后，左定位盘6-1与右定位盘6-2靠磁性吸合，定位连接。0026 上述测针8绕水平X轴和测针8绕垂直Y轴旋转的合成，实现测针8空间角度的调节。0027 本发明实施例1，参看附图1，中心轴移动控制部分为。
25、气动结构，中心轴移动控制部分包括：活塞杆9-1、中心轴1-1中心上设置的缸体1-1-1、复位弹簧9-2，活塞杆9-1上的活塞设置在缸体1-1-1内，活塞杆9-1经复位弹簧9-2套装在上壳体2的上端，构成复位弹簧9-2控制中心轴1-1向上复位的连接结构。0028 使用时，活塞杆9-1中心进压力气，活塞杆9-1推动中心轴1-1向下移动，活塞杆9-1中心排气时，复位弹簧9-2控制中心轴1-1向上复位。0029 本发明实施例2，参看附图3和4，中心轴移动控制部分为电动结构，所述的中心轴移动控制部分包括：移动控制大齿轮10-1、移动控制小齿轮10-2和移动控制电机10-3，所述的移动控制大齿轮10-1中。
26、心与中心轴1-1螺纹连接，移动控制大齿轮10-1的端面与外圈固定在上壳体2上的滚动轴承10-4的内圈固定连接，所述的移动控制电机10-3固定在上壳体2上，移动控制小齿轮10-2安装在移动控制电机10-3输出轴上，移动控制大齿轮10-1与移动控制小齿轮10-2啮合，构成移动控制电机10-3经移动控制小齿轮10-2带动移动控制大齿轮10-1在滚动轴承10-3上转动，中心轴1-1由螺纹推动实现上或下移动的连接结构。0030 使用时，移动控制电机10-3转动，移动控制小齿轮10-2带动移动控制大齿轮10-1转动，移动控制大齿轮10-1经滚动轴承10-4固定在上壳体2上，所以移动控制大齿轮10-1通过中。
27、心螺纹推动不转动的中心轴1-1向上或向下移动，中心轴1-1向上或向下移动是由移动控制电机10-3的转动方向实现。0031 本发明实施例中，为测得垂直角度调整电机5-3、水平角度调整电机7-3和移动控制电机10-3准确的转动角度，以保证调整精度，上壳体2上固定设置有控制垂直角度调整编码器11-1，垂直角度调整编码器11-1的输出齿轮与垂直角度调整大齿轮5-1啮合。左定位盘6-1上固定设置有控制水平角度调整编码器11-2，水平角度调整编码器11-2的输出齿轮与水平角度调整内齿圈7-1啮合。上壳体2上固定设置有中心轴移动编码器11-3，中心轴移动编码器11-3的输出齿轮与移动控制大齿轮10-1啮合。垂直角度调整编码器11-1、水平角度调整编码器11-2、中心轴移动编码器11-3实施对垂直角度调整电机5-3、水平角度调整电机7-3和移动控制电机10-3准确控制。说 明 书CN 103278119 A1/4页8图1说 明 书 附 图CN 103278119 A2/4页9图2说 明 书 附 图CN 103278119 A3/4页10图3说 明 书 附 图CN 103278119 A10。