[发明专利]一种多向位移测量测头

说明书

本发明提供一种多向位移测量测头，能够对机床误差实施高精度、高效率的测量，具有极好的实用性。其包括壳体，柔性铰链片体，以壳体轴线为中心均布在安装面上的n个电容式传感器，以及固定在柔性铰链片体上的测针；正整数n≥3；柔性铰链片体呈正n边形框架设置，中间设置有固定连接测针的连接板；柔性铰链片体通过n个顶点位置作为固定端，固定在壳体的安装面上；柔性铰链片体上的n个悬空端分别一一正对覆盖电容式传感器的测量面，且有间隙的设置在对应电容式传感器的测量范围内；测针沿壳体轴线固定在连接板上，柔性铰链片体的侧边非固定部分和连接板与壳体之间设置有形变间隙，用于将测针的位移通过连接板的形变带动各个悬空端产生形变。

技术领域

本发明涉及测量仪器，具体为一种多向位移测量测头。

背景技术

误差补偿法是提高数控机床的加工精度常用的一种方法，通常通过修改机床的加工指令对机床进行误差补偿，达到理想的运动轨迹，实现机床精度的软升级。通过误差补偿不仅可以提高制造数控机床的精度等级，同时也可以对现有数控机床的精度进行升级。

机床误差的测量是实施误差补偿的关键环节，开发新的测量仪器，对于实现误差补偿具有至关重要的意义。目前的误差测量方法，从误差值获得的来源看，一般分为直接测量法、间接测量法和综合误差测量法。已有测量方法在机床精度评定、定期验收过程中起到相当大的作用，可以提供机床误差的最大值或平均值，有的方法已作为机床精度评定的标准。有些也可用来进行机床几何误差单项的测量和为部分误差的分解提供帮助。但仍然缺乏一种高精度，并能够快速获得机床几何误差信息，以机床误差补偿为目的得测量仪器；所以，开发新的测量仪器，探讨新的获得机床误差的测量方法，最终实现机床几何误差的补偿，提高机床精度，仍是主要任务，任重而道远。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种多向位移测量测头，能够对机床误差实施高精度、高效率的测量，为机床的误差补偿环节提供可靠的数据支持，具有极好的实用性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种多向位移测量测头，包括壳体，柔性铰链片体，以壳体轴线为中心均布在安装面上的n个电容式传感器，以及固定在柔性铰链片体上的测针；其中，n为正整数，n≥3；

所述的柔性铰链片体呈正n边形框架设置，中间设置有固定连接测针的连接板；柔性铰链片体通过n个顶点位置作为固定端，固定在壳体的安装面上；柔性铰链片体的每个边的中间向外延伸设置悬空端，悬空端分别与对应边的两侧以及连接板连接形成三个连接点，相邻连接点之间设置隔离槽，同一边上的隔离槽以对应边的中垂线为对称轴呈对称设置；

所述n个电容式传感器的测量面共面设置，柔性铰链片体与电容式传感器的测量面平行；柔性铰链片体上的n个悬空端分别一一正对覆盖电容式传感器的测量面，且有间隙的设置在对应电容式传感器的测量范围内；

所述的测针沿壳体轴线固定在连接板上，柔性铰链片体的侧边非固定部分和连接板与壳体之间设置有形变间隙，用于将测针的位移通过连接板的形变带动各个悬空端产生形变。

优选的，所述悬空端与正对覆盖电容式传感器的测量面之间的间隙，为电容式传感器测量范围的1/2。

优选的，所述的壳体安装面上对应电容式传感器分别设置有安装通孔，电容式传感器通过传感器固定座固定在壳体上。

进一步，安装通孔位于安装面的一侧外围设置有凹槽，凹槽的深度为电容式传感器测量范围的1/2，电容式传感器的测量面与凹槽底面平齐；凹槽的外轮廓比对应的悬空端外轮廓略大，用于提供悬空端的形变空间。

再进一步，柔性铰链片体通过内六角螺钉固定在壳体的安装面上。

进一步，传感器固定座上设置有开口的加持孔，螺钉设置在开口处用于电容式传感器在加持孔内的加紧固定。