一种用于位移测量设备的高精度测杆传动机构论文和设计-杜军

全文摘要

本实用新型公开了一种用于位移测量设备的高精度测杆传动机构，包括测杆、第一导杆、连接块、第一密珠轴承、第二密珠轴承、第一套筒、上导套和下导套，所述第一套筒的一端贯穿设置在下导套上，所述第一密珠轴承过盈配合在第一套筒内，所述测杆的一端穿过第一密珠轴承与连接块紧固连接，所述测杆的另一端为测头，所述第二密珠轴承设置在连接块内，所述第一导杆的一端设置在下导套上，所述第一导杆的另一端穿过第二密珠轴承设置在上导套上，本实用新型中采用密珠轴承代替滑动轴承，解决了滑动轴承的间隙问题，能够有效的限制测杆在受到侧向力时的径向自由度，从而降低了测量误差。

主设计要求

1.一种用于位移测量设备的高精度测杆传动机构，其特征在于：包括测杆(1)、第一导杆(2)、连接块(3)、第一密珠轴承(4)、第二密珠轴承(5)、第一套筒(6)、上导套(7)和下导套(8)，所述第一套筒(6)的一端贯穿设置在下导套(8)上，所述第一密珠轴承(4)过盈配合在第一套筒(6)内，所述测杆(1)的一端穿过第一密珠轴承(4)与连接块(3)紧固连接，所述测杆(1)的另一端为测头，所述第二密珠轴承(5)设置在连接块(3)内，所述第一导杆(2)的一端设置在下导套(8)上，所述第一导杆(2)的另一端穿过第二密珠轴承(5)设置在上导套(7)上。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种用于位移测量设备的高精度测杆传动机构，其特征在于：所述第一套筒(6)的一端的端面贯穿于下导套(8)的中心并与下导套(8)的端面共面。

3.根据权利要求1所述的一种用于位移测量设备的高精度测杆传动机构，其特征在于：还包括第二套筒(9)，所述第二套筒(9)设置在第二密珠轴承(5)和连接块(3)之间。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种用于位移测量设备的高精度测杆传动机构，其特征在于：还包括第二导杆（10），所述连接块(3)上还设置有与第二导杆(10)配合的通孔（11），所述第二导杆(10)的一端设置在下导套(8)上，另一端穿过所述通孔（11）设置在上导套(7)上。

5.根据权利要求4所述的一种用于位移测量设备的高精度测杆传动机构，其特征在于：所述的通孔（11）为腰形孔，所述腰形孔沿第一导杆(2)和第二导杆(10)的轴线连接面设置。

6.根据权利要求4所述的一种用于位移测量设备的高精度测杆传动机构，其特征在于：还包括第三套筒(12)，所述连接块(3)、第一导杆(2)、第二导杆(10)、第二套筒(9)位于第三套筒(12)内部，所述上导套(7)和下导套(8)分别设置在第三套筒(12)的两端。

7.根据权利要求6所述的一种用于位移测量设备的高精度测杆传动机构，其特征在于：所述第一套筒(6)、第二套筒(9)和第三套筒(12)均为刚性保护套筒。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量设备，尤其涉及一种用于位移测量设备的高精度测杆传动机构。

背景技术

位移测量设备，例如千分表，尤其是数显千分表，它具有极高的测量精度和优秀的性能，在测量高精密物件时得到了广泛的运用。数显千分表是通过测杆直线位移，在显示器上读取数据的长度测量设备。数显千分表通常包括表壳、一端安装在表壳内的测杆、以及安装在表壳内的传感器，其中表壳上还安装有显示器与传感器连接。所述测杆直线移动通过传感器传感，显示器显示测杆的位移值。现有的数显千分表中，如图1，下导套9设在表壳的底端，上导套10设在表壳的顶端，测杆1穿过下导套和上导套，测杆1中部固定设置有连接块8（测量块），为了解决单轴承支撑时出现的杠杆摆动问题，测杆1与上下导套之间均通过滑动轴承连接，实际上，由于测杆1与滑动轴承之间存在一定的间隙问题，再加上测杆1直通表壳，为了达到50mm的量程，这种结构下测杆的长度需要做到200mm左右，测杆长度较长，杆长度越长加工时要保证同轴度就越难，误差相对较大，在测杆1受到侧向力时，测杆1的径向自由度会偏大，测头容易发生弧形位移，影响测量的精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于位移测量设备的高精度测杆传动机构。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于位移测量设备的高精度测杆传动机构，包括测杆、第一导杆、连接块、第一密珠轴承、第二密珠轴承、第一套筒、上导套和下导套，所述第一套筒的一端贯穿设置在下导套上，所述第一密珠轴承过盈配合在第一套筒内，所述测杆的一端穿过第一密珠轴承与连接块紧固连接，所述测杆的另一端为测头，所述第二密珠轴承设置在连接块内，所述第一导杆的一端设置在下导套上，所述第一导杆的另一端穿过第二密珠轴承设置在上导套上。

优选的，所述第一套筒的一端的端面贯穿于下导套的中心并与下导套的端面共面。

优选的，还包括第二套筒，所述第二套筒设置在第二密珠轴承和连接块之间。

优选的，还包括第二导杆，所述连接块上还设置有与第二导杆配合的通孔，所述第二导杆的一端设置在下导套上，另一端穿过所述通孔设置在上导套上。

优选的，所述的通孔为腰形孔，所述腰形孔沿第一导杆和第二导杆的轴线连接面设置。

优选的，还包括第三套筒，所述连接块、第一导杆、第二导杆、第二套筒位于第三套筒内部，所述上导套和下导套分别设置在第三套筒的两端。

优选的，所述第一套筒、第二套筒和第三套筒均为刚性保护套筒。

本实用新型的有益效果是：

1）本实用新型中采用密珠轴承代替滑动轴承，解决了滑动轴承的间隙问题，能够有效的限制测杆在受到侧向力时的径向自由度，从而降低了测量误差，同时理论使用寿命是传统方案的10倍以上。

2）本实用新型中通过测杆与连接块紧固连接，连接块与第一导杆连接，连接块通过两根轴线限位，且第一导杆和连接块之间同样也设置密珠轴承，相当于，测杆前后由两个密珠轴承限位，解决了测杆产生的杠杆摆动问题，进一步提高了测量精度。

3）增设第一导杆，第一导杆与测杆非同轴设置，采用该结构，使用110-120mm长的测杆即可达到50mm量程，而传统传动方式要达到50mm量程测杆需要做到200mm长，本申请用两根110-120mm的短杆代替传统一根200mm的长杆，缩短了测杆的加工长度，且同等加工水平情况下，短杆的同轴度优于长杆，进一步降低了因零件本身加工误差带来的测量误差。

4）本实用新型中在连接块上设置腰形孔与第二导杆配合，第二导杆起到了解决测杆、连接块和第一导杆在实际工作过程中可能出现的扭曲变形的问题，腰形孔的设置方向既能够保证起到限制第一导杆和第二导杆相对扭曲变形的作用，也方便第二导杆与连接块的装配（若是标准圆孔，虽可保证限制扭曲的作用，但本实用新型方案对配合关系为过定义，因零件加工误差，将导致无法正常装配）。

5）本实用新型中设置第三套筒，吸收外部应力，提高了机构的使用寿命，使机构能长期保持高精度。

附图说明

图1为现有技术中的一种测杆示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型中隐藏上导套的示意图；

图中，1-测杆，2-第一导杆，3-连接块，4-第一密珠轴承，5-第二密珠轴承，6-第一套筒，7-上导套，8-下导套，9-第二套筒，10-第二导杆，11-通孔，12-第三套筒。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图2-3，本实用新型提供一种技术方案：

一种用于位移测量设备的高精度测杆传动机构，包括测杆1、第一导杆2、连接块3、第一密珠轴承4、第二密珠轴承5、第一套筒6、上导套7和下导套8，所述第一套筒6的一端贯穿设置在下导套8上，所述第一密珠轴承4过盈配合在第一套筒6内，所述测杆1的一端穿过第一密珠轴承4与连接块3紧固连接，所述测杆1的另一端为测头，所述第二密珠轴承5设置在连接块3内，所述第一导杆2的一端设置在下导套8上，所述第一导杆2的另一端穿过第二密珠轴承5设置在上导套7上。

测杆1与第一导杆2非同轴设置，测杆1和第一导杆2同时与连接块3连接，且在测杆1和第一导杆2上均设置有密珠轴承，这种结构的优点在于：第一，缩短了原有测杆1的长度，提高了在同等加工水平下，所加工的测杆1的同轴度，进而提高了测量的精度，例如，以往为保证50mm的量程精度，需将测杆1加工到200mm，而本机构中，同样为保证50mm的量程精度，只需将测杆1加工到120mm左右，相较而言，较短的测杆1在测量时的精度更高；第二，解决了测杆1产生的杠杆摆动问题，连接块3通过两根轴线限位，进而提高了测量精度；第三，采用密珠轴承代替滑动轴承，解决了滑动轴承的间隙问题，能够有效的限制测杆1在受到侧向力时的径向自由度，从而降低了测量误差，同时理论使用寿命是传统方案的10倍以上。

进一步的，所述第一套筒6的一端的端面（端头）贯穿于下导套8的中心并与下导套8的端面共面，即保证了测杆1设置在整个机构的中心位置上，使其在结构设计上更加优化。

进一步的，本实用新型中还包括第二套筒9，所述第二套筒9设置在第二密珠轴承5和连接块3之间，为降低连接块3的加工难度，同时也便于零件的更换，故在连接块3和第二密珠轴承5之间增设第二套筒9，第二套筒9与第二密珠轴承5过盈配合。

进一步的，本实用新型中还包括第二导杆10，所述连接块3上还设置有与第二导杆10配合的通孔11，所述第二导杆10的一端设置在下导套8上，另一端穿过所述通孔11设置在上导套7上。

进一步的，所述的通孔11为腰形孔，所述腰形孔沿第一导杆2和第二导杆10的轴线连接面设置。

本实用新型中在连接块3上设置腰形孔与第二导杆10配合，第二导杆10起到了解决测杆1、连接块3和第一导杆2在实际工作过程中可能出现的扭曲变形的问题，腰形孔的设置方向既能够保证起到限制第一导杆2和第二导杆10相对扭曲变形的作用，也方便第二导杆10与连接块3的装配。

进一步的，本实用新型中还包括第三套筒12，所述连接块3、第一导杆2、第二导杆10、第二套筒9位于第三套筒12内部，所述上导套7和下导套8分别设置在第三套筒12的两端，第三套筒12作为整个机构中核心部件的保护装置，可吸收外部应力，提高机构使用寿命，使机构长期保持高精度。

进一步的，为提高整个机构的耐用性，所述第一套筒6、第二套筒9和第三套筒12均为刚性保护套筒。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

设计图

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