專利名稱：滾動測量機芯及使用該機芯的滾動卡尺和滾動量表的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種位移數(shù)顯測量機芯，特別是利用磨擦力將直線位移轉變成圓周運動的滾動測量機芯。本發(fā)明還涉及使用該機芯的滾動卡尺和滾動量表。
背景技術：
利用磨擦力將直線位移轉變成圓周運動，實現(xiàn)位移量的精密測量，必須保持在轉換過程中直線位移軸和圓形位移測量裝置的轉軸之間不產(chǎn)生滑移；在工作過程中，圓形位移測量裝置的轉軸上受到兩個摩擦力的作用，一個是直線位移軸作用于其上的用于帶動其轉動的摩擦力FB，另一個是用于支承轉軸的支承裝置與轉軸之間的摩擦力FA，當FB＞FA時，轉軸隨直線位移軸同步轉動，當FB≤FA時，轉軸無法轉動，此時直線位移軸與轉軸發(fā)生滑移，測量出現(xiàn)誤差。因此為了確保直線位移軸與轉軸間不發(fā)生滑移，最好是讓FB遠遠大于FA。實現(xiàn)上述條件可以通過增大FB來實現(xiàn)，也可以通過減少FA來實現(xiàn)。
申請?zhí)枮?21587052的專利申請，是將直線位移軸卡于滑槽中，使之沿位移的垂直方向固定不動，而轉軸與支承裝置為懸浮狀態(tài)，并被壓緊裝置壓于直線位移軸上；支承裝置是通過其上的卡口卡住轉軸。在該裝置中直線位移軸與轉軸之間的摩擦力FB為滾動摩擦力，而支承裝置與轉軸之間的摩擦力FA為滑動摩擦力，F(xiàn)A、FB的大小都由壓緊裝置施加于支承裝置上的正壓力N控制，當為了增加FB而增加N時，F(xiàn)A將同時增加，若要使FB的增加比例＞FA，則要求支承裝置與轉軸間的滑動摩擦系數(shù)＜＜轉軸與直線位移軸之間的滾動摩擦系數(shù)，這在材料及工藝上都很難實現(xiàn)。為了減小FA，申請?zhí)枮?21546593的專利申請將轉軸的支承由滑動支承改為用軸承支承的滾動支承，但是在該專利申請中支承軸設置于轉軸的一端，而直線位移軸壓于轉軸的另一端，當通過對直線位移軸加壓以增加FB時，會造成轉軸偏離支承軸承和圓形位移測量裝置的中心軸，從而一方面同樣會增大FA，另一方面也會造成位移測量裝置的轉動誤差，而且該結構的抗沖擊能力很弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將公開一種FB＞＞FA，可以高可靠、高精度傳遞位移量，且結構可靠的滾動測量機芯。
本發(fā)明所述的滾動測量機芯也包括座體、直線位移軸、圓形位移測量裝置、轉軸、和用于支承轉軸的支承軸承以及為增加直線位移軸與轉軸間的摩擦力而施加正壓力的增壓裝置，所不同的是本滾動測量機芯的轉軸通過支承軸承配裝于座體上；為了確保轉軸在受壓時不發(fā)生偏轉，支承軸承至少有兩個，分設于轉軸兩端；而直線位移軸由增壓裝置壓于轉軸上、兩支承軸承之間；為減小FA，增壓裝置與轉軸間最好為滾動摩擦，因此，增壓置裝以一個可沿直線位移軸軸線方向滾動的增壓滾輪壓于直線位移軸上。所述增壓滾輪由軸承配裝于壓力支座上。增壓裝置由彈簧壓緊于直線位移軸上。
本滾動測量機芯可以替代現(xiàn)有的滾動測量機芯，制成數(shù)顯千分尺、數(shù)顯高度尺、數(shù)顯位移測量裝置等產(chǎn)品，如滾動卡尺，它包括固定量爪、活動量爪，與固定量爪固連的尺身和與活動量爪固連的測量機芯，本滾動卡尺的測量機芯是滾動測量機芯，它的尺身是滾動測量機芯上的直線位移軸；還可制成滾動量表，它包括量表座、量桿和測量機芯，本滾動量表的測量機芯為滾動測量機芯，它的量桿為滾動測量機芯的直線位移軸。本發(fā)明還可替代機械刻線測量工具、機床、儀器刻線手輪等。
本發(fā)明結構合理；可通過大幅增加正壓力N來增加FB與FA之差，使FB＞＞FA，因此本發(fā)明測量精準可靠，而且本發(fā)明對軸和軸承無特別的精度要求，使用一般標準件即可達到要求，因此本發(fā)明對材料及工藝的要求較低，成本十分低廉，成本可降低一至數(shù)倍，且大量采用標準件使生產(chǎn)設備投入大大減少，設備投入不到原投入的10％，且本發(fā)明可標準化、系列化、大批量生產(chǎn)。由于本發(fā)明成本大幅下降，可靠性大幅提升，使數(shù)顯位移系統(tǒng)替代機械刻線測量工具、機床、儀器刻線手輪成為可能。雖然本發(fā)明中轉軸的精度可使一批產(chǎn)品位移轉換的一致性受影響，轉軸的幾何尺過誤差，如不圓度也會引起誤差，但這些都是系統(tǒng)誤差，可以通過計算機系統(tǒng)補償，對其修正后可達到很高測量精度。


圖1為本滾動測量機芯一種實施方式的正面圖；圖2為圖1所示實施方式的側視圖；圖3為圖1所示實施方式去除座體的立體4為圖1的A-A向剖視圖；圖5為圖2的E-E向剖視圖；圖6為滾動卡尺的結構示意圖；圖7為圖6的B-B向剖視圖；圖8為滾動量表的結構示意圖；圖9為圖8所示實施方式的剖視圖。
具體實施例方式在圖1至圖5所示的本發(fā)明滾動測量機芯的實施方式中，滾動測量機芯包括座體4、直線位移軸2、圓形位移測量裝置和轉軸1、和用于支承轉軸1的支承軸承以及為增加直線位移軸2與轉軸1間的摩擦力而施加正壓力的增壓裝置，轉軸1通過支承軸承3配裝于座體4上，支承軸承3至少有兩個，分設于轉軸1兩端；直線位移軸2由增壓裝置5壓于轉軸1上、兩支承軸承3之間；增壓裝置以一個可沿直線位移軸2軸線方向滾動的增壓滾輪壓于直線位移軸2上，增壓滾輪由軸承配裝于壓力支座5上，增壓支座5后開設有彈簧容槽，彈簧容槽內(nèi)裝配有彈簧9，增壓裝置由彈簧9壓緊于直線位移軸2上。
在圖6、7中所示的本發(fā)明滾動卡尺的實施方式中，滾動卡尺包括固定量爪10、活動量爪12，與固定量爪11固連的尺身和與活動量爪12固連的測量機芯6，所述測量機芯是滾動測量機芯6，所述尺身是滾動測量機芯6上的直線位移軸2。
圖8、9中所示的本發(fā)明滾動量表的實施方式中，滾動量表包括量表座13、量桿和測量機芯，所述測量機芯為滾動測量機芯6；所述量桿為滾動測量機芯6的直線位移軸2；滾動測量機芯6由連接裝置14固裝于量表座13上。
權利要求
1.滾動測量機芯，包括座體、直線位移軸、圓形位移測量裝置和轉軸、和用于支承轉軸的支承軸承以及為增加直線位移軸與轉軸間的摩擦力而施加正壓力的增壓裝置，其中特征在于轉軸(1)通過支承軸承(3)配裝于座體(4)上，支承軸承(3)至少有兩個，分設于轉軸(1)兩端；直線位移軸(2)由增壓裝置(5)壓于轉軸(1)上、兩支承軸承(3)之間；增壓裝置以一個可沿直線位移軸(2)軸線方向滾動的增壓滾輪壓于直線位移軸(2)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的滾動測量裝置，其特征在于所述增壓滾輪由軸承配裝于壓力支座(5)上。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的滾動測量裝置，其特征在于增壓裝置由彈簧(9)壓緊于直線位移軸(2)上。
4.滾動卡尺，包括固定量爪、活動量爪，與固定量爪固連的尺身和與活動量爪固連的測量機芯，其特征在于所述測量機芯是滾動測量機芯(6)，所述尺身是滾動測量機芯(6)上的直線位移軸(2)；所述滾動測量機芯(6)的轉軸(1)通過支承軸承(3)配裝于座體(4)上，支承軸承(3)至少有兩個，分設于轉軸(1)兩端；直線位移軸(2)由增壓裝置壓于轉軸(1)上、兩支承軸承(3)之間；增壓裝置以一個可沿直線位移軸(2)軸線方向滾動的增壓滾輪壓于直線位移軸(2)上。
5.根據(jù)權利要求4所述的滾動測量裝置，其特征在于所述增壓滾輪由軸承配裝于壓力支座(5)上。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的滾動測量裝置，其特征在于增壓支座(5)由彈簧(9)壓緊于直線位移軸(2)上。
7.根據(jù)權利要求4～6中任何一項所述的滾動測量裝置，其特征在于所述固定量爪(10)上還設有穿過測量裝置(6)作為其滑動導向裝置的導柱(11)。
8.滾動量表，包括量表座、量桿和測量機芯，其特征在于所述測量機芯為滾動測量機芯(6)；所述量桿為滾動測量機芯(6’)的直線位移軸(2)；所述滾動測量機芯(6)由連接裝置(14)固裝于量表座(13)上；所述滾動測量機芯(6)的轉軸(1)通過支承軸承(3)配裝于座體(4)上，支承軸承(3)至少有兩個，分設于轉軸(1)兩端；直線位移軸(2)由增壓裝置壓于轉軸(1)上、兩支承軸承(3)之間；增壓裝置以一個可沿直線位移軸(2)軸線方向滾動的增壓滾輪壓于直線位移軸(2)上。
9.根據(jù)權利要求8所述的滾動測量裝置，其特征在于所述增壓滾輪由軸承配裝于壓力支座(5)上。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的滾動測量裝置，其特征在于增壓支座(5)由彈簧(9)壓緊于直線位移軸(2)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種滾動測量機芯，包括座體、直線位移軸、圓形位移測量裝置、轉軸及用于支承轉軸的支承軸承以及為增加直線位移軸與轉軸間的摩擦力而施加正壓力的增壓裝置，轉軸通過支承軸承配裝于座體上；支承軸承至少有兩個，分設于轉軸兩端；而直線位移軸由增壓裝置壓以一個可沿直線位移軸軸線方向滾動的增壓滾輪壓于直線位移軸上、兩支承軸承之間。本發(fā)明還涉及使用該機芯的滾動卡尺和滾動量表。本發(fā)明結構合理；測量精準可靠，而且對軸和軸承無特別的精度要求，使用一般標準件即可達到要求，因此成本十分低廉，生產(chǎn)設備投入大大減少，且本發(fā)明可標準化、系列化、大批量生產(chǎn)，本發(fā)明使數(shù)顯位移系統(tǒng)替代機械刻線測量工具、機床、儀器刻線手輪成為可能。
文檔編號G01B5/02GK1609545SQ20031011076
公開日2005年4月27日 申請日期2003年10月18日 優(yōu)先權日2003年10月18日
發(fā)明者趙飆, 趙志強, 李毅 申請人:趙飆, 趙志強, 李毅