[发明专利]一种一维光栅扫描测头

说明书

技术领域

本发明属于精密扫描测量领域，具体涉及一种一维光栅扫描测头。

背景技术

目前比较常用的测头为电感测头，电感测头是利用线圈的自感互感的变化来实现测量的一种装置，该类测头结构简单可靠，对工作环境要求不高，分辨力较高，但是它的缺点是响应频率低，不宜用于快速动态测量，输出信号为模拟量信号，易受到干扰，且电感测头量程小，一般小于0.1厘米，难以满足大变化量的检测需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一维光栅扫描测头。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

该测头包括下基板、测针安装转轮、拉紧转轮、测针、柔性钢带、拉紧弹簧、光栅尺以及光栅尺读数头，所述测针安装转轮和拉紧转轮分别设置于下基板上的两端，测针与测针安装转轮的外侧端相连，测针安装转轮的内侧端与拉紧弹簧的一端相连，拉紧弹簧的另一端与拉紧转轮的内侧端相连，柔性钢带的一端固定于测针安装转轮外侧端的圆周上，另一端固定于拉紧转轮外侧端的圆周上，光栅尺设置于柔性钢带上，光栅尺读数头设置于测针安装转轮和拉紧转轮之间，光栅尺读数头与光栅尺相对。

所述柔性钢带为两条，两条柔性钢带形成围绕测针安装转轮和拉紧转轮各自外侧端圆周的环形结构，两条柔性钢带上分别设置有光栅尺，光栅尺与各自的光栅尺读数头相对。

所述下基板上设置有条形孔，光栅尺读数头与条形孔相连。

所述测针安装转轮和拉紧转轮之间的距离通过平移拉紧转轮进行调整。

所述测头还包括用于限制测针安装转轮转动角度的限位机构。

所述限位机构包括设置于下基板上的限位块以及设置于测针安装转轮上的与限位块配合的限位螺钉。

所述限位块为两个，两个限位块以测针摆动中心位置为对称轴分别布置于测针安装转轮两侧，两个限位块分别与设置于测针安装转轮上的两个限位螺钉对应配合。

所述测头还包括上基板，上基板与下基板相对设置，上、下基板之间设置有第一转轴和第二转轴，第一转轴和第二转轴上分别设置有精密轴承，测针安装转轮通过对应的精密轴承与第一转轴相连，拉紧转轮通过对应的精密轴承与第二转轴相连。

所述上基板和下基板上分别开设有条形槽孔，第二转轴的两端分别位于对应的条形槽孔内，条形槽孔内设置有两个用于夹持第二转轴的弧形垫板，弧形垫板的内凹弧面通过设置于上基板以及下基板上的调整螺栓顶压在第二转轴的圆周上。

所述上基板和下基板为回字形中空基板，同一个条形槽孔内的一个弧形垫板与从回字形中空基板内边沿向外延伸入条形槽孔的调整螺栓相连，同一个条形槽孔内的另一个弧形垫板与从回字形中空基板外边沿向内延伸入条形槽孔的调整螺栓相连。

本发明的有益效果体现在：

本发明通过测针带动测针安装转轮进行适度转动，进而引起柔性钢带及其上的光栅尺相对于光栅尺读数头运动，从而将测针的位置变化量转变为光栅尺读数的变化量，实现测头的检测目的；本发明通过拉紧弹簧的变形恢复能力实现测针的连续、灵敏动作，不依赖于自感互感的的检测原理，而是依靠机械传动原理以及光栅的光学原理完成检测，不仅检测灵敏度高而且抗干扰能力强，结构简单，容易实现，并可以实现大范围内测头位置变化量的测量，其量程可达数厘米。

本发明通过两套光栅尺读数头与对应的光栅尺分别读取测头位置的变化，可以通过求均值的方式进一步提高检测的准确性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图之一；

图2为本发明的结构示意图之二；

图3为本发明所述第二转轴的连接示意图；

图4为测针运动到正向(X+)限位时的示意图；

图5为测针运动到负向(X-)限位时的示意图；

图中：1为下基板、2-1为第一转轴、2-2为第二转轴、3为柔性钢带、4为光栅尺读数头、5为限位块、6为光栅尺、7为拉紧弹簧、8为精密轴承、9为测针安装转轮、10为调整螺栓、11为测针、12为拉紧转轮、13为上基板、14为弧形垫板、15为限位螺钉、16为安装立柱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对发明做详细说明。