[发明专利]接触式测量装置

说明书

技术领域

本发明关于一种接触式测量装置，特别是关于一种具较小测量压力的接触式测量装置。

背景技术

一种现有接触式测量装置，需与产品表面接触以实现精密测量，其被广泛应用于光学元件等精密工业元件的形状测量领域。该种接触式测量装置在测量时，通常具有一个垂直于水平面的测量压力，故当被测面为倾斜面时，该测量压力会迫使测量端子产生弯曲及压缩，从而导致测量误差的产生。另外，测量压力过大也会使测量端子产生变形。因此，这种接触式测量装置不适于进行高精度测量，例如对镜片的倾斜角等部位的高精度测量。

现有用于减小测量压力的方法有：(1)将设有测量端子的轴倾斜设置，用该轴的重力分力作为测量压力进行测量；(2)使用弹簧对设有测量端子的轴施加压力。但是上述二方法有如下缺点：利用轴重力的分力作为测量压力时，需靠轴的倾斜程度来改变测量压力，会降低测量精度、增加轴的调节难度；利用弹簧的弹力作为测量压力时，测量压力会随着弹簧的压缩而增加，所以会增大测量误差。

目前还有一种接触式测量装置，该接触式测量装置使用后端部设有环状受压部的台阶轴，该环状受压部用于接受驱动装置(例如气泵)的气体压力。然而，由于气泵的脉动，所以很难得到较小且稳定的测量压力。

发明内容

鉴于上述内容，有必要提供一种具较小且稳定的测量压力的接触式测量装置。

一种接触式测量装置，其包括测量端子及用于驱动该测量端子的至少一个驱动轴，该测量端子在驱动轴驱动下可沿一方向移动，且该测量端子接触被测量物表面以进行测量，该驱动轴具有锥度，且其尺寸沿着测量端子被驱动的方向逐渐增大，该驱动轴由作用在该驱动轴外侧壁上的气体驱动。

相对于现有技术，所述接触式测量装置的驱动轴具有锥度，且其尺寸沿着测量端子被驱动的方向逐渐增大，所以作用在该驱动轴外侧壁上的气体对该驱动轴的压力具有一个推动该驱动轴沿其轴向移动的分量，通过调节作用在该驱动轴外侧壁上的气体的压强，可使该测量端子获得较小的驱动压力，以与被测量物轻轻接触。因此，无论测量位置如何变化，测量端子均具有稳定且较小的测量压力，所以其可对设有倾斜部的被测量物或较为脆弱的被测量物进行精密测量。另外，通过改变驱动轴的锥度，还可使该测量端子获得不同的测量压力。

附图说明

图1是本发明第一实施例的接触式测量装置的横断面图。

图2是图1所示接触式测量装置的纵断面图。

图3是图1所示接触式测量装置的驱动轴表面受力分析图。

图4是本发明接触式测量装置的应用实例的立体图。

图5是本发明第二实施例的接触式测量装置除去盖体后的横断面图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的接触式测量装置做进一步详细说明。

请同时参阅图1及图2，本发明第一实施例提供一种接触式测量装置10，其包括一个基座11、一个导引块12、两个驱动轴13、一个第一固定件14、一个第二固定件15、一个测量端子16、一个光学标尺17、一个传感器18及多根气体导管19。

该导引块12固设于基座11上，其沿轴向开设有两个相互平行的导引孔121。围成该导引孔121的侧壁上开设有一个环形凹槽122，且该围成导引孔121的侧壁上还粘着有一多孔碳材料层123，该多孔碳材料层123封闭该环形凹槽122。该驱动轴13呈空心圆台状，其尺寸均沿着X轴负向逐渐增大。该两个驱动轴13分别插入该两导引孔121中。该驱动轴13的外周壁与多孔碳材料层123之间存在间隙，向该间隙里充入气体即可形成气体轴承。多个气体导管19间隔一定距离地穿插于该导引块12上，并与该环形凹槽122相通。

该驱动轴13的两端部分别固设于第一固定件14和第二固定件15，以使驱动轴13仅能相对该导引块12平行地前后移动，而不能相对导引块12旋转。其中，该测量端子16固设于第一固定件14的中部，光学标尺17固设于第二固定件15的中部。该测量端子16可在驱动轴13的驱动下沿着X轴负向移动。该传感器18设置于基座11上且与该光学标尺17相对应以读取该光学标尺17的刻度。由于该光学标尺17与测量端子16通过第一固定件14、驱动轴13及第二固定件15相连，故该光学标尺17可与测量端子16一起运动，而测量端子16的位移反映的是被测物形貌的变化，则该传感器18感测到的光学标尺17刻度变化即为被测物形貌的变化。在此，该光学标尺17和传感器18也可互相换位设置。