[发明专利]一种高精度水平测量支撑装置

说明书

本发明公开了一种高精度水平测量支撑装置，属于高精度水平检测技术领域。该装置包括测量平台，测量平台上设有顶尖支撑结构和天平式支撑结构；顶尖支撑结构包括支撑座和第一顶撑，天平式支撑结构包括称座、支柱、连接轴、称杆以及多个第二顶撑，支柱设于称座内，称杆通过连接轴设置于支柱上，多个第二顶撑设置于称杆上并保持称杆的平衡；第一、第二顶撑均包括支撑杆和设于支撑杆顶端的顶尖球。本装置通过天平式的自平衡结构，在不违反三点定位理论的前提下，使一个基准定位点扩展为多个支撑定位点，提高了工件在水平测量平台上的被动精度，降低了待测工件的自重变形。

技术领域

本发明涉及高精度水平检测以及高端精密制造技术领域，特别是指一种高精度水平测量支撑装置，可用于对微米级变形精度的平面或曲面结构的检测。

背景技术

目前，达到微米级变形精度的结构广泛出现于航空航天、造船、汽车、电子通信、光学等领域内，进而也提高了对高精度结构的检测需求。通常情况下，企业选择使用三坐标检测仪对微米级结构精度进行检测。三坐标检测仪由检测设备与检测平台组成。

在传统的高精度工件精度测量过程中，需使用压板、螺栓、垫片和支架等辅助零件，采用挤压方式将工件固定在检测平台上。此类固定的接触面较小，近似于刚性点接触，可被认为是若干集中力施加到了结构的特定点上。这些特定点在这些点接触集中力的作用下产生了明显的局部变形，对结构整体的精度产生了负面影响。此外，对于具有面积高度比大的特点的零件，将其布置在检测平台上后，易出现因自身重力而产生的变形。

以某太赫兹天线面板为例，通过有限元仿真发现，在水平放置装态下的变形与理论模型相比，其最大差值达到了3微米。这一变形已接近该天线面板的精度所允许的变形上限。如果不采取有效措施控制这一测量变形，将导致面板的加工精度要求急剧上升，甚至导致面板无法完成加工与检测过程。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高精度水平测量支撑装置，该装置可减小工件因自重而产生的变形，并降低工件因装夹受力而产生的局部变形。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

1.一种高精度水平测量支撑装置，包括测量平台；所述测量平台上设有至少一个顶尖支撑结构和至少一个天平式支撑结构；所述顶尖支撑结构包括支撑座和第一顶撑，所述天平式支撑结构包括称座、支柱、连接轴、称杆以及多个第二顶撑，支柱设于称座内，称杆通过连接轴设置于支柱上，多个第二顶撑设置于称杆上并保持称杆的平衡；所述第一、第二顶撑均包括支撑杆和设于支撑杆顶端的顶尖球。

进一步的，所述顶尖支撑结构和天平式支撑结构上均设有手柄，顶尖支撑结构和天平式支撑结构直接放置于测量平台上。

进一步的，所述称杆上设有长圆孔，第二顶撑设置于长圆孔处，并通过螺钉与称杆锁紧。

进一步的，所述第二顶撑为两个，且对称地设置于称杆的两边。

进一步的，所述第二顶撑的底端还设有用于调节称杆平衡的配重。

本发明的有益效果在于：

1、本发明优化了传统的高精度水平检测中的布置方式，在预设的特定点，支撑待测量工件，用以承载工件的自身重力，使得工件在水平状态下的自重变形明显降低。

2、本发明通过使用球头顶尖，使得工件布置在若干预设的点接触支撑上，从而使工件在重力方向上保持平衡状态，且不对工件施加额外支反力，有效地避免了装夹应力。

3、本发明通过天平式的自平衡结构，在不违反三点定位理论的前提下，使一个基准定位点扩展为多个支撑定位点，提高了工件在水平测量平台上的被动精度，降低了待测工件的自重变形。

4、本发明结构紧凑，可靠性高，维护方便，通用性强。

附图说明

图1为高精度水平测量支撑装置的结构示意图。