專利名稱：一種便攜式通用大直徑測量規的測量單元的制作方法
技術領域：
本實用新型提供一種便攜式通用大直徑測量規的測量單元，用于大直徑的高精度
測量，屬于長度測量技術領域。
背景技術：
大直徑測量一直以來是一個比較困難的問題，中國專利(專利號96117113.8和申 請號200710024997.4)和美國專利(專利號6330753B1)描述了一種便攜式通用大直徑測 量規及其測量方法。這種測量規由一系列相互獨立的測量單元和一個測量所謂封閉尺寸的 裝置或附件組成，其中每一個測量單元包含一個本體、兩個分別位于本體兩端的定位元件、 若干位于本體之上的內置永久磁鐵的固定機構、以及若干輔助定位機構。測量大直徑時，依 次將各測量單元頭對尾或者尾對頭擺放并通過固定機構固定在被測圓周表面上，直到所剩 余空間不足于擺下另一個測量單元(循環法)。也可以采用少量測量單元交替擺放(交替 法)。測量出第一個測量單元和最后一個測量單元之間的距離，根據幾何關系可以計算出被 測圓周直徑。 采用便攜式通用大直徑測量規測量大直徑具有無上限、簡結構、易標定、低成本， 以及高精度等特點。然而，因為固定機構位于測量單元本體之上，其所產生的磁力和被測 物體作用于定位元件之上的平衡反作用力將對測量單元本體產生彎矩并使之產生相應的 彎曲變形，導致測量單元長度發生變化，進而降低測量精度。當測量單元長度較大時，這 是制約測量精度的一個關鍵因素。解決這一問題的方法之一是盡可能減小定位元件與 固定機構之間的距離，這在結構上必有限制和極限；另外一個方法如中國專利(申請號 200710024997. 4)所提出，在測量單元本體上設置若干輔助支承機構，但這樣又會使操作變 得繁瑣，機構變得復雜。
發明內容針對上述便攜式通用大直徑測量規測量單元存在的問題，本實用新型提供一種能 夠避免固定機構所產生固定力對測量單元本體產生彎矩和彎曲變形，從而提高測量精度的 便攜式通用大直徑測量規的測量單元。 本實用新型采用如下技術方案 —種便攜式通用大直徑測量規的測量單元，包括一個本體、連接于本體兩端的第 一定位柱和第二定位柱及第一固定機構和第二固定機構，其中第一定位柱和第二定位柱的 外側面為圓柱面，第一固定機構設在第一定位柱上，第二固定機構設在第二定位柱上。 測量直徑的方法如圖1所示，以測量單元第一定位柱為首，第二定位柱為尾，將一 系列測量單元依次首、尾相接并分別通過第一固定機構和第二固定機構所產生的固定力固
定在被測物體圓周表面上，采用測量圓柱與圓柱之間距離的裝置測出首、尾測量單元上相 鄰第一定位柱和第二定位圓柱之間的距離，這一距離是首、尾測量單元上相鄰第一定位柱 和第二定位圓柱之間的間隙，或是它們之間的中心距，或是它們之間的某種特定距離，根據該距離、所有測量單元上第一定位柱和第二定位圓柱彼此之間，以及它們與被測物體圓周 表面之間所形成的幾何關系，可以求出被測物體圓周表面直徑。顯然，只要有足夠數量的測 量單元，任意大的直徑都可以測量。為節省測量單元數量，也可以采用少量測量單元完成測 量。例如采用三個測量單元，操作方法是先將三個測量單元按前述方法定位并固定在被測 物體圓周表面上，然后取出第二個測量單元放在第三個測量單元之后，再將第三個測量單 元放在第二個測量單元之后，以此類推，直到其中一個測量單元與第一個測量單元之間的 距離在前述測量圓柱與圓柱之間距離的裝置的測量范圍之內。最后，圖所示是測量外徑時 的情形，同樣方法可以測量內徑。 以上可見，如圖所示，因為第一固定機構和第二固定機構分別位于第一定位柱和 第二定位柱之上，其所產生的磁力和分別和被測物體作用于第一定位柱之上的平衡反作用 力和作用于第二定位柱之上的平衡反作用力共線，因而不會對測量單元本體產生彎矩并使 之產生彎曲變形，從而達到提高測量精度的目的。不僅如此，因為只有第一固定機構和第二 固定機構兩個固定機構，不需要輔助支承機構，這種方法相對于現有技術針對巨大直徑測 量所提出的方法和裝置而言，還具有結構簡單和操作簡便的特點。
圖1是采用本實用新型測量外徑原理和測量單元受力示意圖，其中測量圓柱與圓 柱之間距離的裝置未畫出； 圖2是測量外徑時實施例測量單元結構正視圖； 圖3是圖2測量單元俯視圖； 圖4是圖2測量單元A-A放大剖視圖； 圖5是圖2測量單元B-B放大剖視圖； 圖6是測量內徑時實施例測量單元結構正視圖； 圖7是圖6測量單元C-C放大剖視圖。 圖中0-被測物體圓周表面；l-測量單元；ll-第一定位柱；lll-第一定位柱11 中的第一腔體；112-第一腔體111中的螺孔；12-第二定位柱；121-第二定位柱12中的第 二腔體；122-第二腔體121中的螺孔；13-本體；14-第一固定機構；14卜第一永久磁鐵； 142-第一螺桿；143-第一旋鈕；15-第二固定機構；151-第二永久磁鐵；152-第二螺桿；
153-第二旋鈕；Fl-第一固定機構14中第一永久磁鐵141所產生的磁力；F2-第二固定機 構15中第二永久磁鐵151所產生的磁力；Rl-被測物體作用于第一定位柱11的平衡反作 用力；R2-被測物體作用于第二定位柱12的平衡反作用力。
具體實施方式如圖2、圖3和圖6所示，一種便攜式通用大直徑測量規的測量單元1實施例，包 括一個本體13、連接于本體13兩端的第一定位柱11和第二定位柱12及第一固定機構14 和第二固定機構15，其中第一定位柱11和第二定位柱12的外側面為圓柱面，第一固定機構 14設在第一定位柱11上，第二固定機構15設在第二定位柱12上。 在本實施例中，如圖4所示，在第一定位柱11內設有第一腔體lll，第一固定機構 14設在第一腔體111內，包括第一永久磁鐵141、第一螺桿142和第一旋鈕143，第一螺桿142與第一腔體111中的螺孔112螺紋連接，第一螺桿142的一端與第一永久磁鐵141連 接，另一端與第一旋鈕143連接。 在本實施例中，如圖5和圖7所示，在第二定位柱12內設有第二腔體121，第二固 定機構15設在第二腔體121內，包括第二永久磁鐵151、第二螺桿152和第二旋鈕153，第 二螺桿152與第二腔體121中的螺孔122螺紋連接，第二螺桿152的一端與第二永久磁鐵 151連接，另一端與第二旋鈕153連接。 旋轉第一旋鈕143和第二旋鈕153時，同步旋轉的第一永久磁鐵141和第二永久 磁鐵151接近具有鐵磁性的被測物體圓周表面0，從而在測量單元1和被測物體圓周表面0 之間產生足夠將測量單元1固定在被測物體圓周表面0上的磁力。 如果被測物體不具有鐵磁性，如不銹鋼或黃銅等，上述的第一固定機構14及第二 固定機構15還可以采用其他多種共知具體實施方式
，例如第一固定機構14及第二固定機 構15可以采用膠水，將測量單元固定在被測物體上，當然，第一固定機構14及第二固定機 構15也可采用負壓裝置將測量單元吸附固定在被測物體上。 以測量外徑為例，說明采用實施例測量單元1測量直徑的方法。如圖1所示，以測 量單元1第一定位柱11為首，第二定位柱12為尾，將一系列具有圖2所示結構的測量單 元1依次首、尾相接并分別通過第一固定機構14和第二固定機構15所產生的磁力固定在 被測物體圓周表面0上，采用測量圓柱與圓柱之間距離的裝置如一個普通內徑千分尺測出 首、尾測量單元1上相鄰第一定位柱11和第二定位圓柱12之間的間隙，根據該間隙、所有 測量單元1上第一定位柱11和第二定位圓柱12彼此之間，以及它們與被測物體圓周表面 0之間所形成的幾何關系，可以求出被測物體圓周表面0直徑。顯然，只要有足夠數量的測 量單元l，任意大的直徑都可以測量。為節省測量單元1數量，也可以采用少量測量單元1 完成測量。例如采用三個測量單元l，操作方法是先將三個測量單元1按前述方法定位并 固定在被測物體圓周表面0上，然后取出第二個測量單元1放在第三個測量單元1之后，再 將第三個測量單元1放在第二個測量單元1之后，以此類推，直到其中一個測量單元1與第 一個測量單元1之間的間隙在前述測量圓柱與圓柱之間距離的裝置如一個普通內徑千分
尺的測量范圍之內。 采用一系列具有圖6所示結構的測量單元1，同樣方法可以測量內徑。
權利要求一種便攜式通用大直徑測量規的測量單元，包括一個本體(13)、連接于本體(13)兩端的第一定位柱(11)和第二定位柱(12)及第一固定機構(14)和第二固定機構(15)，所述第一定位柱(11)和第二定位柱(12)的外側面為圓柱面，其特征在于，第一固定機構(14)設在第一定位柱(11)上，第二固定機構(15)設在第二定位柱(12)上。
2. 根據權利要求1所述的便攜式通用大直徑測量規的測量單元，其特征在于，在第一 定位柱(11)內設有第一腔體(lll)，第一固定機構(14)設在第一腔體(111)內，所述的第 一固定機構(14)包括第一永久磁鐵(141)和第一螺桿(142)，第一螺桿(142)與第一定位 柱(11)螺紋連接，第一永久磁鐵(141)與所述第一螺桿(142)的一端連接。
3. 根據權利要求1所述的便攜式通用大直徑測量規的測量單元，其特征在于，在第二 定位柱(12)內設有第二腔體(121)，第二固定機構(15)設在第二腔體(121)內，所述的第 二固定機構(15)包括第二永久磁鐵(151)和第二螺桿(152)，第二螺桿(152)與第二定位 柱(11)螺紋連接，第二永久磁鐵(151)與所述第二螺桿(152)的一端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種便攜式通用大直徑測量規的測量單元，包括一個本體、連接于本體兩端的第一定位柱和第二定位柱及第一固定機構和第二固定機構，其中第一定位柱和第二定位柱的外側面為圓柱面，其特征在于，第一固定機構設在第一定位柱上，第二固定機構設在第二定位柱上。因為第一固定機構和第二固定機構分別位于第一定位柱和第二定位柱之上，避免了其固定力對本體造成的彎曲變形，從而有效提高了測量精度，并簡化了結構。
文檔編號G01B5/08GK201497464SQ200920235718
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月15日 優先權日2009年9月15日
發明者李彬 申請人:東南大學