[其他]接觸式傳感測頭

無效

• 申請號: 86105617
• 申請日: 1986-06-19
• 公開（公告）號: CN86105617A
• 公開（公告）日: 1988-03-16
• 發明（設計）人: 戴維·羅伯茨·馬默特里
• 申請（專利權）人: 雷尼肖公司
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00;G01D5/12
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李曉舒

本發明涉及一種供測量工件尺寸的設備使用的接觸式傳感測頭。

各種接觸式傳感測頭通常都有與測量機連接的第一固定部件，測量機支承該固定部件用于相對被測工件移動;還有一個可動部件，該可動部件上裝有觸針用來觸測工件;還有支承機構用來支承可動部件使其在固定部件上處于靜止位置，當觸針觸測工件時，可動部件則偏離其靜止位置;還有傳感裝置用來感受上述的觸測并產生一個信號送至用來測量固定部件位置的一個系統中。

在各種公知的接觸式傳感測頭中，觸針與工件的接觸由多個壓電裝置感受。如在英國專利說明書1586052號和2049198號中所描述的那樣。

上述公知的測頭比起感受觸針實際位移的某些測頭具有更高的靈敏度，這是因為它們能夠在觸針與工件接觸的瞬間觸發一個信號的緣故。

然而，上述公知的測頭相對來說較復雜，其觸針本身或者觸針座是由多個傳感裝置組成的部件。此外，在上述兩種公知的測頭中，傳感裝置都是壓電元件，它們剛性地夾緊在所說部件的兩個零件之間。

雖然不希望該部件的零件間發生相對移動，但是為了產生響應作用到觸針上的壓力使壓電元件變形所需要的力，又必然要產生一些相對移動。在每次觸針與工件接觸后，就觸針的準確位置來說，這將產生一些不穩定因素。例如，可能存在一個或多個傳感裝置的永久變形，或者是測量機的振動可能產生壓緊力使該部件與外殼容易結合在一起。

本發明的目的就是要提供一種測頭，該測頭避免了上述的不穩定性，而與上述測頭相比，結構更為簡單。

本發明是通過下述方案實現這些目的的。它提供一個傳感裝置用于感受測頭的觸針與工件的接觸，該傳感裝置是一種加速度計式傳感器，它具有面對面配置的零件，其中一個零件支承在可動部件的一個面上，與其一道移動，加速度計的另一個零件是自由活動的，或者是與對上述移動產生屈服阻力的裝置相連接。

這樣，該加速度計可以由一種應變敏感元件制成，該元件可以產生高度敏感的受壓或彎曲變形，以感受可動部件的突然移動，例如由于觸針與工件接觸時產生的撞擊波造成的振動，或者是觸針的突然位移。該加速度計可以支承在可動部件與觸針相對的一側的一個面上，以便使該加速度計不受觸針位置的影響。

本說明書自始至終使用的術語加速度計包括任一力或應變敏感元件，其根據是因為力等于質量和加速度的數學乘積，象這樣的裝置也固有地響應加速度。

根據本發明的測頭的實施例，將參照各附圖予以描述，其中：

圖1是測頭的局部剖視圖;

圖2是圖1的沿Ⅱ-Ⅱ線的剖視圖;

圖3是圖1中敏感元件的放大視圖;

圖4是圖1所示的測頭中敏感元件又一種可供選擇形式的視圖;

圖5是測頭的一種變型的局部剖視圖;

圖6是圖5所示測頭中一種可供選擇的敏感元件的放大視圖;

圖7是根據本發明的測頭的又一種可供選擇的形式。

參照圖1和圖2，用數字10表示的測頭通常具有第一部件或稱之為外殼11，它固定在測量機托架12（本身公知），測頭可相對被測工件13移動。

該測頭還有第二部件或稱之為可動部件14，它包括一個觸針座15，有一個自由端17的觸針16固定在該觸針座上，在進行測量時，通過托架使觸針的自由端與工件接觸。公知的運動支承18由相對的支座元件19、20構成，它們分別裝在外殼11和在觸針座15圍繞觸針軸線均布的三個位置上。運動支承的更具體的樣子如圖2所示，支座元件19包括多對球，支座元件20包括從觸針座15徑向伸出的多個園柱與球19相配合。在部件11和14之間裝有彈簧21，它迫使部件14處于靜止位置，即圖示的位置。當觸針接觸工件時，部件14可從靜止位置偏離一個限定的量，從而避免測頭和工件間碰撞而損壞。

當測頭離開工件時，偏移力不再存在，彈簧21復原，部件14回到靜止位置上。這種類型的支承其特征是使觸針座偏離其靜止位置而需要加到觸針上的力在不同方向上是不一樣的，這就是公知的觸測力各向不均勻現象（Lobing）。

彈簧21經過一個壓力墊22作用到部件14上，該墊有一個錐形端，支承在部件14的中央部分的一個相應的凹口14A上。該凹口14A可采取任一合適的形狀，例如它可以是一個園窩或者是一個大錐角的錐形座。墊22包括一個敏感元件22A，該元件能在觸針與工件發生接觸時感受產生的效果（將在下面描述）并提供一個輸出信號23。