專(zhuān)利名稱(chēng)：三自由度粗糙度測(cè)量?jī)x平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種三自由度粗糙度測(cè)量?jī)x平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)平面測(cè)量、曲面測(cè)量
坐寸O
背景技術(shù)：
機(jī)械加工零件的表面質(zhì)量特性是其最重要的特性之一，零件表面質(zhì)量的檢測(cè)在工業(yè)制造中具有重要地位。這是因?yàn)榱慵谋砻娲植诙扰c它的使用功能及其成本有著密切的關(guān)系，而且它也是加工中控制質(zhì)量的重要手段。過(guò)去人們是用標(biāo)準(zhǔn)樣件或樣塊，通過(guò)肉眼觀(guān)察或用手觸摸，對(duì)表面粗糙度做出定性的綜合評(píng)定。1929年，德國(guó)施馬爾茨首先對(duì)表面微觀(guān)不平度的深度進(jìn)行了定量測(cè)量；1936年，美國(guó)艾卜特研制成功第一臺(tái)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用的測(cè)量表面粗糙度的輪廓儀；1940年，英國(guó)Taylor-Hobson公司研制成功表面粗糙度測(cè)量?jī)x。以后，各國(guó)又相繼研制出多種測(cè)量表面粗糙度的儀器。隨著制造技術(shù)的不斷發(fā)展前進(jìn)和計(jì)算能力、圖像分析以及數(shù)字處理技術(shù)的進(jìn)步， 對(duì)零件表面質(zhì)量的評(píng)定提出了更高的要求?，F(xiàn)有技術(shù)中，已有兩種高精度的輔助微調(diào)工作平臺(tái)，分別是TA630和TA631兩種型號(hào)。它們都具有x_y向的微進(jìn)給調(diào)整和在x_y面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，除此之外，TA630還具有俯仰調(diào)整機(jī)構(gòu)，主要用于與測(cè)量平臺(tái)配合使用，是測(cè)量復(fù)雜形狀零件、曲面零件及高精度表面的必備附件。其特點(diǎn)是微量調(diào)整精確可靠、調(diào)整功能全面實(shí)用。但其調(diào)整只局限在一個(gè)小范圍內(nèi)水平x_y向調(diào)整范圍為±12. 5_，俯仰調(diào)整范圍最大為5°，旋轉(zhuǎn)微調(diào)角度為±5°。整個(gè)測(cè)量平臺(tái)的調(diào)整范圍較小，且不具備豎直方向的調(diào)節(jié)。這兩個(gè)型號(hào)的測(cè)量平臺(tái)的工作原理是操作者通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)微分鼓輪帶動(dòng)精密燕尾導(dǎo)軌做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)面的x_y向的微量調(diào)整，旋轉(zhuǎn)是靠底部的轉(zhuǎn)盤(pán)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的， 也是由微分鼓輪來(lái)調(diào)整的，而TA630型號(hào)中的俯仰調(diào)整功能由上臺(tái)面的俯仰調(diào)整螺釘來(lái)控制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)一種新型的能神將、俯仰和犯困的具有三自由度粗糙度測(cè)量?jī)x平臺(tái)。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為該三自由度粗糙度測(cè)量?jī)x平臺(tái)，其特征在于包括一下平臺(tái)；一上平臺(tái)；一套筒底座，該套筒底座固定在所述下平臺(tái)的中部；該套筒底座具有一向上延伸的直桿；一套筒，該套筒套設(shè)在套筒底座的直桿上，且套筒可沿著套筒底座的直桿做上下升降運(yùn)動(dòng)，套筒的上端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)裝配在上平臺(tái)的下表面；至少三個(gè)電機(jī)座，這至少三個(gè)電機(jī)座繞著下平臺(tái)中部分散安裝固定在所述下平臺(tái)上；這至少三個(gè)電機(jī)座上分別安裝有一個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；每個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分別與一塊偏心軸的一端連接，由步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)直接帶動(dòng)偏心軸運(yùn)動(dòng)；每個(gè)偏心軸的另一端分別和一個(gè)推桿的一端相連接，形成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；每個(gè)推桿的另一端都通過(guò)萬(wàn)向節(jié)裝配在上平臺(tái)的下表面。較好的，所述套筒底座和套筒通過(guò)活塞式連接，套筒底座的直桿直接裝入套筒內(nèi)， 內(nèi)部設(shè)有一個(gè)0型密封圈。所述曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)有三套，繞著下平臺(tái)中部均勻分布在上、下平臺(tái)之間。該三自由度粗糙度測(cè)量平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。該裝置主要配合手持式粗糙度儀和便攜式粗糙度儀，在測(cè)量?jī)x工作前，將該三自由度粗糙度測(cè)量平臺(tái)的小平臺(tái)固定在粗糙度儀的下地盤(pán)，再將工件放在三自由度粗糙度測(cè)量平臺(tái)上，置于傳感器的正下方，然后就可以按照測(cè)量要求來(lái)控制三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)整平臺(tái)的升降高度、俯仰角度以及翻滾情況等，測(cè)量方便、易控。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，設(shè)計(jì)了一種可調(diào)節(jié)范圍更廣的三自由度粗糙度測(cè)量平臺(tái)，調(diào)節(jié)范圍主要依靠步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)來(lái)快速準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)升降、俯仰和翻滾的調(diào)節(jié)，可適用于不同復(fù)雜平面測(cè)量、曲面測(cè)量等粗糙度的測(cè)量。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例中三自由度粗糙度測(cè)量平臺(tái)的立體結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖I所示的三自由度粗糙度測(cè)量平臺(tái)，其包括下平臺(tái)1，步進(jìn)電機(jī)2，偏心軸3，推桿4，套筒5，套筒底座6，萬(wàn)向節(jié)7、上平臺(tái)8、電機(jī)座9。其中，套筒底座6通過(guò)螺栓固定在所述下平臺(tái)I的正中間，其具有一向上延伸的直桿，套筒5套設(shè)在套筒底座6的直桿上，且套筒5可沿著套筒底座的直桿做上下升降運(yùn)動(dòng)， 套筒5的上端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)裝配在上平臺(tái)的下表面；三個(gè)電機(jī)座9繞著下平臺(tái)中心均勻的安裝固定在所述下平臺(tái)I上；三個(gè)電機(jī)座9上分別安裝有一個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)2 ;每個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 2分別與一塊偏心軸3的一端連接，由步進(jìn)電機(jī)2旋轉(zhuǎn)直接帶動(dòng)偏心軸3運(yùn)動(dòng)；每個(gè)偏心軸 3的另一端分別和一個(gè)推桿4的一端相連接，形成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；每個(gè)推桿的另一端都通過(guò)萬(wàn)向節(jié)裝配在上平臺(tái)的下表面。萬(wàn)向節(jié)全部通過(guò)螺栓安裝固定在上平臺(tái)上。本實(shí)施例中，推桿6與偏心軸5相連，形成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，再與各步進(jìn)電機(jī)相連，由步進(jìn)電機(jī)工作帶動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)。所述下平臺(tái)I固定在工作界面上，所述上平臺(tái) 8由三個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制其上下及俯仰角度的具體位置。所述三個(gè)步進(jìn)電機(jī)通過(guò)螺栓連接在電機(jī)座上。所述套筒底座6垂直于下平臺(tái)I設(shè)置。對(duì)于執(zhí)行升降動(dòng)作同時(shí)啟動(dòng)三個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)偏心軸3和推桿4做曲柄搖桿動(dòng)作，上平臺(tái)8就會(huì)按照推桿4的上下位置而做升降運(yùn)動(dòng)，當(dāng)各偏心軸3處于最上方，各偏心軸3與推桿4處于共線(xiàn)且無(wú)重疊部分時(shí)，上平臺(tái)8處于最高水平狀態(tài)；當(dāng)各偏心軸3處于最下方，各偏心軸3與推桿4處于共線(xiàn)且完全重疊時(shí)，上平臺(tái)8處于最低水平狀態(tài)。最高和最低兩個(gè)狀態(tài)的位置差為190_。對(duì)于執(zhí)行俯仰動(dòng)作分別控制三個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)偏心軸3和推桿4做曲柄搖桿動(dòng)作，由于三個(gè)電動(dòng)機(jī)及推桿的位置均勻的設(shè)置在平臺(tái)的周?chē)?，所以?dāng)三個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角度不同時(shí)，偏心軸3和推桿4所組成的機(jī)構(gòu)上升的位置也是不相同的，通過(guò)控制電機(jī)所轉(zhuǎn)過(guò)的角度就可以分別確定三根推桿所處的位置，從而確定上平臺(tái)8所處的俯仰角度。對(duì)于執(zhí)行翻滾動(dòng)作在俯仰動(dòng)作的基礎(chǔ)上，快速連續(xù)的控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)地角度，就可以使推桿4所處高度連續(xù)的不斷變化，就可以使上平臺(tái)8不斷地旋轉(zhuǎn)翻滾。
權(quán)利要求1.一種三自由度粗糙度測(cè)量?jī)x平臺(tái)，其特征在于包括一下平臺(tái)⑴；一上平臺(tái)⑶；一套筒底座出)，該套筒底座固定在所述下平臺(tái)的中部；該套筒底座(6)具有一向上延伸的直桿；一套筒(5)，該套筒(5)套設(shè)在套筒底座￠)的直桿上，且套筒(5)可沿著套筒底座的直桿做上下升降運(yùn)動(dòng)，套筒(5)的上端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)裝配在上平臺(tái)的下表面；至少三個(gè)電機(jī)座(9)，這至少三個(gè)電機(jī)座繞著下平臺(tái)(I)中部分散安裝固定在所述下平臺(tái)(I)上；這至少三個(gè)電機(jī)座(9)上分別安裝有一個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(2);每個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(2)分別與一塊偏心軸(3)的一端連接，由步進(jìn)電機(jī)(2)旋轉(zhuǎn)直接帶動(dòng)偏心軸(3)運(yùn)動(dòng)；每個(gè)偏心軸(3)的另一端分別和一個(gè)推桿(4)的一端相連接,形成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；每個(gè)推桿的另一端都通過(guò)萬(wàn)向節(jié)裝配在上平臺(tái)的下表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三自由度粗糙度測(cè)量?jī)x平臺(tái)，其特征在于所述套筒底座(6) 和套筒(5)通過(guò)活塞式連接，套筒底座(6)的直桿直接裝入套筒(5)內(nèi)，內(nèi)部設(shè)有一個(gè)0型密封圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三自由度粗糙度測(cè)量?jī)x平臺(tái)，其特征在于所述曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)有三套，繞著下平臺(tái)(I)中部均勻分布在上、下平臺(tái)之間(I)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種三自由度粗糙度測(cè)量?jī)x平臺(tái)，其特征在于包括下平臺(tái)、步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)座、偏心軸、推桿、套筒、套筒底座、萬(wàn)向節(jié)、上平臺(tái)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，設(shè)計(jì)了一種可調(diào)節(jié)范圍更廣的三自由度粗糙度測(cè)量平臺(tái)，調(diào)節(jié)范圍主要依靠至少三個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)來(lái)快速準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)升降、俯仰和翻滾的調(diào)節(jié)，可適用于不同復(fù)雜平面測(cè)量、曲面測(cè)量等粗糙度的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01B21/30GK202350770SQ20112038780
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者宋恭杰, 潘曉彬, 舒曉模 申請(qǐng)人:寧波大學(xué)