專利名稱：一種可更換測(cè)針的定位鎖緊機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可更換測(cè)針的定位鎖緊機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在數(shù)控齒輪測(cè)量機(jī)等坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器上使用的三維測(cè)頭部件，往往要求其測(cè)針可以 方便的更換。美國(guó)專利US5209131公開了一種快速更換測(cè)針的機(jī)構(gòu)，如圖1所示，圖中三個(gè)球39 固結(jié)在測(cè)針座34上，測(cè)針組件52上有三個(gè)槽58與測(cè)針座34上的球39嚙合，實(shí)現(xiàn)測(cè)針精 確的可重復(fù)定位。固結(jié)在測(cè)針座34上的磁鐵38利用磁力將測(cè)針52與測(cè)針座吸引在一起。 更換測(cè)針時(shí)，用外力克服磁鐵38的磁力，可將測(cè)針52與測(cè)針座34分離。重新安裝測(cè)針時(shí)， 只需將測(cè)針52上的槽58對(duì)準(zhǔn)測(cè)針座34上的球39，在磁鐵38的吸力作用下，就可將測(cè)針鎖 緊在測(cè)針座上。現(xiàn)有技術(shù)中的定位機(jī)構(gòu)與鎖緊機(jī)構(gòu)各成一體、相互獨(dú)立，由此帶來的問題有1.三球與三槽組成了運(yùn)功學(xué)定位機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)測(cè)針在測(cè)針座上的定位；用來將測(cè)針 鎖緊在測(cè)針座上的磁鐵是鎖緊機(jī)構(gòu)。由于兩者不重合，如果鎖緊力過小，使得定位機(jī)構(gòu)的接 觸面沒有可靠接觸，不能使測(cè)針精確定位；如果鎖緊力過大，會(huì)破壞定位面，同樣影響定位 精度，同時(shí)取下測(cè)頭時(shí)需要很大的外力。2.采用磁力鎖緊時(shí)，磁力大小與磁鐵和鐵磁物質(zhì)之間的距離呈非線性關(guān)系，既當(dāng) 兩者距離很遠(yuǎn)時(shí)磁鐵吸力很小，隨著距離減小，吸力迅速增大，一旦接觸吸力非常大。由于 定位機(jī)構(gòu)各零件的制造誤差和裝配誤差存在，準(zhǔn)確設(shè)定測(cè)針與測(cè)針座上磁鐵的距離是很困 難的，為此往往將磁鐵吸力設(shè)計(jì)有很大的裕度，造成取下測(cè)頭需要很大的外力，安裝測(cè)頭時(shí) 會(huì)產(chǎn)生沖擊力。3.當(dāng)測(cè)頭工作時(shí)，一旦測(cè)頭與工件干涉，一個(gè)定位點(diǎn)脫離嚙合，磁性吸力迅速減 小，測(cè)頭就會(huì)馬上從測(cè)頭座上掉落下來，使測(cè)針損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種定位機(jī)構(gòu)與鎖緊機(jī) 構(gòu)合二為一的可更換測(cè)針的定位鎖緊機(jī)構(gòu)。本發(fā)明技術(shù)方案如下一種可更換測(cè)針的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，包括測(cè)針座與測(cè)針，所述測(cè)針座與所述測(cè)針均 為非導(dǎo)磁材料，所述測(cè)針座內(nèi)設(shè)置至少三個(gè)磁力吸附裝置，所述磁力吸附裝置包括磁鐵和 兩個(gè)平行柱體，所述測(cè)針，在與所述測(cè)針座接觸一端設(shè)置有與所述磁力吸附裝置數(shù)量相等 的導(dǎo)磁球體，用于和所述磁力吸附裝置中的兩個(gè)平行柱體嚙合、定位，并緊緊吸附在一起。所述的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，所述磁力吸附裝置包括磁鐵和兩個(gè)圓柱體，所述圓柱體均 為鐵磁材料。所述的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，所述兩個(gè)圓柱體并排設(shè)置，所述磁鐵固定或者吸附在所述兩個(gè)圓柱體的柱面上，所述磁鐵和所述圓柱體形成U形磁鐵組件。所述的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，所述兩個(gè)圓柱體并排設(shè)置，所述磁鐵固定或者吸附在所述 兩個(gè)圓柱體的端部，所述磁鐵和所述圓柱體形成U形磁鐵組件。所述的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，所述磁力吸附裝置包括磁鐵和兩個(gè)三棱柱，所述三棱柱均 為鐵磁材料。所述的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，所述兩個(gè)三棱柱并排設(shè)置，所述磁鐵固定或者吸附在所述 兩個(gè)三棱柱的側(cè)面上，所述磁鐵和所述兩個(gè)三棱柱形成U形磁鐵組件。所述的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，所述兩個(gè)三棱柱并排設(shè)置，所述磁鐵固定或者吸附在所述 兩個(gè)三棱柱的端部，所述磁鐵和所述三棱柱形成U形磁鐵組件。所述的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，包括三個(gè)磁力吸附裝置，所述三個(gè)磁力吸附裝置由六個(gè)個(gè) 圓柱體和三個(gè)圓弧形磁鐵構(gòu)成，所述圓柱體兩兩并排為一組，形成三組圓柱體，所述三組圓 柱體與所述三個(gè)圓弧形磁鐵在一個(gè)平面內(nèi)交叉排列，形成所述三個(gè)磁力吸附裝置。所述的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，包括三個(gè)磁力吸附裝置，所述三個(gè)磁力吸附裝置由六個(gè)個(gè) 三棱柱和三個(gè)圓弧形磁鐵構(gòu)成，所述三棱柱兩兩并排為一組，形成三組三棱柱組合，所述 三組三棱柱組合與所述三個(gè)圓弧形磁鐵在一個(gè)平面內(nèi)交叉排列，形成所述三個(gè)磁力吸附裝 置。這樣本發(fā)明利用測(cè)針座上的磁力吸附裝置和設(shè)置在測(cè)針上的導(dǎo)磁球體，導(dǎo)磁球體 與磁力吸附裝置既能組成運(yùn)功學(xué)定位機(jī)構(gòu)，又能緊密地吸附在一起，解決了定位機(jī)構(gòu)與鎖 緊機(jī)構(gòu)不重合，消除由此產(chǎn)生的問題。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的示意圖；圖2是本發(fā)明測(cè)針安裝在測(cè)針座上的軸向剖面圖；圖3是圖2在I-I截面的剖視圖；圖4是本發(fā)明測(cè)針座的軸側(cè)圖；圖5是本發(fā)明測(cè)針的軸側(cè)圖；圖6是本發(fā)明一種具體實(shí)施方案的示意圖；圖7是本發(fā)明另一種具體實(shí)施方法的示意圖；圖8是本發(fā)明另一種具體實(shí)施方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1如圖2所示，測(cè)針4安裝在測(cè)針座1上，與測(cè)針座一起作為三維測(cè)頭(圖中沒有表 示)的可動(dòng)部件，觸測(cè)工件。測(cè)針4的測(cè)桿有不同的形狀、規(guī)格，在測(cè)量工作過程中要求能 更換，以適應(yīng)被測(cè)工件的結(jié)構(gòu)特征。參考圖3、圖4、圖5，測(cè)針座1和測(cè)針4為非導(dǎo)磁材料，圓柱31、32和球5為鐵磁材 料。與三對(duì)圓柱31、32—起固結(jié)在測(cè)針座1上的還有三個(gè)磁鐵2。磁鐵2與圓柱31、圓柱 32組成了開口向下的U形磁鐵組件，圓柱31為N極，圓柱32為S極。當(dāng)球5與圓柱31、32
4嚙合時(shí)，磁鐵2——圓柱31——球5——圓柱32——磁鐵2形成封閉磁路。根據(jù)磁學(xué)原理， 磁路有保持磁阻最小的趨勢(shì)，因此，球5將被緊緊地吸附在兩個(gè)圓柱31、32的表面上。測(cè)針座1上固結(jié)的六個(gè)圓柱31、32與測(cè)針4上固結(jié)的3個(gè)球5組成運(yùn)動(dòng)學(xué)定位機(jī) 構(gòu)，通過三球六柱的嚙合，即可將測(cè)針4精確地定位在測(cè)針座1上。于是三球六柱機(jī)構(gòu)既實(shí)現(xiàn)了測(cè)針在測(cè)針座上的定位，又在磁鐵2的作用下產(chǎn)生了 鎖緊力，使得定位機(jī)構(gòu)與鎖緊機(jī)構(gòu)重合。1.本發(fā)明將磁鐵置于兩個(gè)圓柱之間，使兩個(gè)圓柱分別作為磁鐵組件的N極和S極， 實(shí)現(xiàn)了定位機(jī)構(gòu)與鎖緊機(jī)構(gòu)的重合。鎖緊力不會(huì)破壞定位精度。2.球5與磁極直接接觸，可以最大地利用磁鐵的吸引力，且保證換用不同測(cè)針時(shí) 磁力穩(wěn)定，避免選用磁力過大，減小了安裝沖擊。3.適當(dāng)設(shè)計(jì)磁力大小，正常嚙合時(shí)留有一定的安全裕度。當(dāng)測(cè)針與工件碰撞時(shí)，只 剩下一個(gè)球與圓柱嚙合時(shí)，仍可以提供足夠的磁力承擔(dān)測(cè)針總重量，避免測(cè)針掉落。實(shí)施例2參考圖6，本實(shí)施例提供另外一種具體實(shí)施方案，與實(shí)施例1的區(qū)別在于，磁鐵2與 圓柱31、32還可以形成圖6所示的U形磁鐵組件，即磁鐵2固定設(shè)置在圓柱31、32的一端， 整體固定在測(cè)針座中。實(shí)施例3參考圖7，本實(shí)施例提供另外一種具體實(shí)施方案，與實(shí)施例1和實(shí)施例2的區(qū)別在 于，磁鐵2與圓柱31、32還可以形成圖7所示的圓環(huán)形磁鐵組件，整體固定在測(cè)針座中。例 如，定位鎖緊機(jī)構(gòu)中，包括三個(gè)磁力吸附裝置，三個(gè)磁力吸附裝置由六個(gè)個(gè)圓柱體和三個(gè)圓 弧形磁鐵構(gòu)成，圓柱體兩兩并排為一組，形成三組圓柱體，三組圓柱體與三個(gè)圓弧形磁鐵在 一個(gè)平面內(nèi)交叉排列，形成三個(gè)磁力吸附裝置。實(shí)施例4參考圖8，本實(shí)施例提供另外一種具體實(shí)施方案，與實(shí)施例1、2、3的區(qū)別在于，六 個(gè)圓柱31、32也可以用圖8所示六個(gè)三棱柱代替。一個(gè)例子，在定位鎖緊機(jī)構(gòu)中，包括三個(gè) 磁力吸附裝置，三個(gè)磁力吸附裝置由六個(gè)個(gè)三棱柱和三個(gè)圓弧形磁鐵構(gòu)成，三棱柱兩兩并 排為一組，形成三組三棱柱組合，三組三棱柱組合與三個(gè)圓弧形磁鐵在一個(gè)平面內(nèi)交叉排 列，形成所述三個(gè)磁力吸附裝置。應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換， 而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種可更換測(cè)針的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，包括測(cè)針座與測(cè)針，其特征在于，所述測(cè)針座與所述測(cè)針均為非導(dǎo)磁材料，所述測(cè)針座內(nèi)設(shè)置至少三個(gè)磁力吸附裝置，所述磁力吸附裝置包括磁鐵和兩個(gè)平行柱體，所述測(cè)針，在與所述測(cè)針座接觸一端設(shè)置有與所述磁力吸附裝置數(shù)量相等的導(dǎo)磁球體，用于和所述磁力吸附裝置中的兩個(gè)平行柱體嚙合、定位，并緊緊吸附在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述磁力吸附裝置包括磁鐵和 兩個(gè)圓柱體，所述圓柱體均為鐵磁材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述兩個(gè)圓柱體并排設(shè)置，所 述磁鐵固定或者吸附在所述兩個(gè)圓柱體的柱面上，所述磁鐵和所述圓柱體形成U形磁鐵組 件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述兩個(gè)圓柱體并排設(shè)置，所述 磁鐵固定或者吸附在所述兩個(gè)圓柱體的端部，所述磁鐵和所述圓柱體形成U形磁鐵組件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述磁力吸附裝置包括磁鐵和 兩個(gè)三棱柱，所述三棱柱均為鐵磁材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述兩個(gè)三棱柱并排設(shè)置，所述 磁鐵固定或者吸附在所述兩個(gè)三棱柱的側(cè)面上，所述磁鐵和所述兩個(gè)三棱柱形成U形磁鐵 組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述兩個(gè)三棱柱并排設(shè)置，所述 磁鐵固定或者吸附在所述兩個(gè)三棱柱的端部，所述磁鐵和所述三棱柱形成U形磁鐵組件。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括三個(gè)磁力吸附裝置，所述三 個(gè)磁力吸附裝置由六個(gè)個(gè)圓柱體和三個(gè)圓弧形磁鐵構(gòu)成，所述圓柱體兩兩并排為一組，形 成三組圓柱體，所述三組圓柱體與所述三個(gè)圓弧形磁鐵在一個(gè)平面內(nèi)交叉排列，形成所述 三個(gè)磁力吸附裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括三個(gè)磁力吸附裝置，所述三 個(gè)磁力吸附裝置由六個(gè)個(gè)三棱柱和三個(gè)圓弧形磁鐵構(gòu)成，所述三棱柱兩兩并排為一組，形 成三組三棱柱組合，所述三組三棱柱組合與所述三個(gè)圓弧形磁鐵在一個(gè)平面內(nèi)交叉排列， 形成所述三個(gè)磁力吸附裝置。全文摘要
本發(fā)明公開了一種可更換測(cè)針的定位鎖緊機(jī)構(gòu)，包括測(cè)針座與測(cè)針，所述測(cè)針座與所述測(cè)針均為非導(dǎo)磁材料，所述測(cè)針座內(nèi)設(shè)置至少三個(gè)磁力吸附裝置，所述磁力吸附裝置包括磁鐵和兩個(gè)平行柱體，所述測(cè)針，在與所述測(cè)針座接觸一端設(shè)置有與所述磁力吸附裝置數(shù)量相等的導(dǎo)磁球體，用于和所述磁力吸附裝置中的兩個(gè)平行柱體嚙合、定位，并緊緊吸附在一起。利用測(cè)針座上的磁力吸附裝置和設(shè)置在測(cè)針上的導(dǎo)磁球體，導(dǎo)磁球體與磁力吸附裝置既能組成運(yùn)功學(xué)定位機(jī)構(gòu)，又能緊密地緊密吸附在一起，解決定位機(jī)構(gòu)與鎖緊機(jī)構(gòu)不重合，消除由此產(chǎn)生的問題。
文檔編號(hào)G01B21/00GK101949696SQ201010265878
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者張新華, 徐志偉, 徐臻, 王安, 王建華, 郭中奇 申請(qǐng)人:西安共達(dá)精密機(jī)器有限公司