[发明专利]一种便携式通用大直径测量规的测量单元

说明书

技术领域

本发明提供一种便携式通用大直径测量规的测量单元，用于大直径的高精度 测量，属于长度测量技术领域。

背景技术

大直径测量一直以来是一个比较困难的问题，中国专利(专利号96117113.8 和申请号200710024997.4)和美国专利(专利号6330753B1)描述了一种便携式 通用大直径测量规及其测量方法。这种测量规由一系列相互独立的测量单元和一 个测量所谓封闭尺寸的装置或附件组成，其中每一个测量单元包含一个本体、两 个分别位于本体两端的定位元件、若干位于本体之上的内置永久磁铁的固定机 构、以及若干辅助定位机构。测量大直径时，依次将各测量单元头对尾或者尾对 头摆放并通过固定机构固定在被测圆周表面上，直到所剩余空间不足于摆下另一 个测量单元(循环法)。也可以采用少量测量单元交替摆放(交替法)。测量出第 一个测量单元和最后一个测量单元之间的距离，根据几何关系可以计算出被测圆 周直径。

采用便携式通用大直径测量规测量大直径具有无上限、简结构、易标定、低 成本，以及高精度等特点。然而，因为固定机构位于测量单元本体之上，其所产 生的磁力和被测物体作用于定位元件之上的平衡反作用力将对测量单元本体产 生弯矩并使之产生相应的弯曲变形，导致测量单元长度发生变化，进而降低测量 精度。当测量单元长度较大时，这是制约测量精度的一个关键因素。解决这一问 题的方法之一是尽可能减小定位元件与固定机构之间的距离，这在结构上必有限 制和极限；另外一个方法如中国专利(申请号200710024997.4)所提出，在测 量单元本体上设置若干辅助支承机构，但这样又会使操作变得繁琐，机构变得复 杂。

发明内容

针对上述便携式通用大直径测量规测量单元存在的问题，本发明提供一种能 够避免固定机构所产生固定力对测量单元本体产生弯矩和弯曲变形，从而提高测 量精度的便携式通用大直径测量规的测量单元。

本发明采用如下技术方案：

一种便携式通用大直径测量规的测量单元，包括：一个本体、连接于本体两 端的第一定位柱和第二定位柱及第一固定机构和第二固定机构，其中第一定位柱 和第二定位柱的外侧面为圆柱面，第一固定机构设在第一定位柱上，第二固定机 构设在第二定位柱上。

测量直径的方法如图1所示，以测量单元第一定位柱为首，第二定位柱为尾， 将一系列测量单元依次首、尾相接并分别通过第一固定机构和第二固定机构所产 生的固定力固定在被测物体圆周表面上，采用测量圆柱与圆柱之间距离的装置测 出首、尾测量单元上相邻第一定位柱和第二定位圆柱之间的距离，这一距离是首、 尾测量单元上相邻第一定位柱和第二定位圆柱之间的间隙，或是它们之间的中心 距，或是它们之间的某种特定距离，根据该距离、所有测量单元上第一定位柱和 第二定位圆柱彼此之间，以及它们与被测物体圆周表面之间所形成的几何关系， 可以求出被测物体圆周表面直径。显然，只要有足够数量的测量单元，任意大的 直径都可以测量。为节省测量单元数量，也可以采用少量测量单元完成测量。例 如采用三个测量单元，操作方法是：先将三个测量单元按前述方法定位并固定在 被测物体圆周表面上，然后取出第二个测量单元放在第三个测量单元之后，再将 第三个测量单元放在第二个测量单元之后，以此类推，直到其中一个测量单元与 第一个测量单元之间的距离在前述测量圆柱与圆柱之间距离的装置的测量范围 之内。最后，图所示是测量外径时的情形，同样方法可以测量内径。

以上可见，如图所示，因为第一固定机构和第二固定机构分别位于第一定位 柱和第二定位柱之上，其所产生的磁力和分别和被测物体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线，因而不会对测量 单元本体产生弯矩并使之产生弯曲变形，从而达到提高测量精度的目的。不仅如 此，因为只有第一固定机构和第二固定机构两个固定机构，不需要辅助支承机构， 这种方法相对于现有技术针对巨大直径测量所提出的方法和装置而言，还具有结 构简单和操作简便的特点。

附图说明

图1是采用本发明测量外径原理和测量单元受力示意图，其中测量圆柱与圆 柱之间距离的装置未画出；

图2是测量外径时实施例测量单元结构正视图；

图3是图2测量单元俯视图；

图4是图2测量单元A-A放大剖视图；

图5是图2测量单元B-B放大剖视图；