Измерительный щуп

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Белорусская государственная политехническая академия(73) Патентообладатель Белорусская государственная политехническая академия(57) Измерительный щуп, содержащий корпус и электропроводные гибкий измерительный стержень с наконечником в виде шарика, отличающийся тем, что наконечник выполнен из немагнитного материала и электрически связан с измерительным стержнем, снабженным демпфером и изолированным от корпуса посредством опор.(56) 1. Приборостроение. - Мн. Вышэйшая школа, 1986. Вып. 8. - С. 3-5. 2. Прогрессивные методы и средства измерений линейных и угловых величин. Киев Знание, 1990. С. 10-12. 3. А.с. СССР 1629738 МПК 01 В 5/03,01 В 7/03, 1991. 4. Заявка ЕПВ 0088596. МПК 01 В 7/00, 1983. 5. А.с. СССР. 1548659 МПК 01 В 7/02, 1990 (прототип). Фиг. 1 Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для оснащения многомерных многощуповых средств измерения и координатных измерительных машин. 129 Известны многомерные многощуповые средства измерения, предназначенные для контроля геометрических параметров деталей по результатам измерения координат множества контрольных точек с помощью измерительной головки, объединяющей в одном корпусе соответствующую совокупность измерительных щупов 1, 2. Известен измерительный щуп 3, содержащий стержень, установленный на нем наконечник из диэлектрика, закрепленную на наконечнике электропроводную сферическую оболочку, выполненную в виде шаровых сегментов и электропровода, предназначенные для обеспечения электрической связи каждого отдельного сегмента оболочки наконечника с измерительным прибором. Недостатками аналога являются сложность конструкции, а также то, что щуп является жестким и не допускает перемещение наконечника при силовом воздействии на него в любом направлении, что ограничивает его функциональные возможности, поскольку такой щуп нельзя использовать непосредственно в многомерных многощуповых средствах измерения. Известен также измерительный щуп 4 с электропроводным наконечником. Щуп удерживают две детали, которые прижаты друг к другу пружиной или т.п. Контактная поверхность одной из двух деталей держателя щупа выполнена в виде сегмента сферы. Эта воображаемая сфера концентрична сферическому контактному электроду (наконечнику). Другая деталь держателя щупа имеет со сферической поверхностью сегмента линейный контакт. Положение контролируемой поверхности определяется по контакту электрода с электропроводной поверхностью предмета (объекта измерения). Недостатками аналога являются сложность конструкции, недостаточно высокая точность измерения,большие габаритные размеры и масса, что ограничивает применение таких измерительных щупов в многомерных многощуповых средствах измерения. Наиболее близкой по технической сущности является измерительная головка 5, содержащая корпус,измерительный стержень с наконечником в виде шарика, электроконтактную группу и узел создания предварительного натяга, установленный в корпусе напротив измерительного стержня, причем измерительный стержень и электроконтактная группа выполнены в виде одного узла, представляющего собой упругую металлическую трубку и расположенную в ней проволоку, закрепленную одним концом в наконечнике, а другим - в узле создания предварительного натяга, при этом последний электрически изолирован от корпуса, а проволока - от трубки и наконечника. Фиксирование контролируемых точек объекта измерения осуществляется по электрическому контакту трубки с проволокой, возникающему при изгибе трубки, когда наконечник соприкасается с контролируемой поверхностью объекта измерения. Недостатками устройства являются ограниченные функциональные возможности вследствие невозможности восприятия наконечником воздействия в продольном направлении, недостаточно высокой точности измерения, сложности конструкции, что ограничивает применение таких щупов в многомерных многощуповых средствах измерения. В основу полезной модели положена задача создания измерительного щупа, конструктивное выполнение которого позволило бы расширить его функциональные возможности с точки зрения использования в составе многомерных многощуповых средств измерений, за счет обеспечения возможности перемещения наконечника щупа в поперечном и продольном направлениях, повышения точности и надежности фиксирования положений контролируемых точек объекта измерения, уменьшения габаритных размеров и массы. Сущность полезной модели заключается в том, что в измерительном щупе, содержащем корпус и электропроводные гибкий измерительный стержень с наконечником в виде шарика, наконечник выполнен из немагнитного материала и электрически связан с измерительным стержнем, снабженным демпфером и изолированным от корпуса посредством опор. На фиг. 1 представлена конструкция измерительного щупа бокового действия. На фиг. 2 представлена конструкция измерительного щупа бокового и осевого действия. Измерительный щуп содержит корпус 1, установленный в корпусе 1 гибкий стержень 2 с наконечником 3 в виде шарика, две опоры 4 и демпфер 5. В корпусе 1 закреплены две опоры 4, в которых неподвижно установлен гибкий стержень 2, служащий упругой подвеской для наконечника 3. В качестве опор 4 для гибкого стержня 2 использованы два приборных (часовых) камня, обеспечивающие точное базирование, надежное крепление и изоляцию электропроводного гибкого стержня 2 от корпуса 1 щупа. На гибкий стержень 2 плотно посажен демпфер 5,выполненный в виде эластичной трубки из поливинилхлоридного пластика и обеспечивающий гашение колебаний (автоколебаний) наконечника 3. Наконечник 3 выполнен из немагнитного сплава, что исключает прилипание наконечника к контролируемой поверхности объекта измерения (например, стальной детали) из-за его намагничивания. Гибкий стержень 2 выполнен из тонкой пружинной проволоки и при изготовлении щупа ему может придаваться любая требуемая конфигурация с целью расширения возможностей упругого деформирования в любом направлении. Щуп, представленный на фиг. 1, имеет прямой гибкий стержень 2 и его наконечник 3 способен воспринимать воздействие в поперечном направлении, а щуп, представленный на 129 фиг. 2, имеет изогнутый гибкий стержень 2 и его наконечник 3 может воспринимать воздействие как в осевом, так и в поперечном направлениях. Устройство работает следующим образом. Электропроводный наконечник 3 вместе с гибким стержнем 2 включаются в электрическую цепь прибора в качестве одного из ее функциональных элементов. При этом на наконечник 3 подается положительный потенциал, а на объект измерения (электропроводную контролируемую деталь) - отрицательный. При касании наконечником 3 щупа контролируемой поверхности детали в заданной точке происходит замыкание электрической цепи и в ней генерируется электрический сигнал(импульс тока). Этот сигнал фиксируется блоком индикации контакта, одновременно управляющим считыванием измерительной информации с одного или с нескольких измерительных приборов или преобразователей линейных перемещений, отслеживающих положение многощуповой измерительной головки многомерного средства измерения. Регистрируемая в момент фиксирования контакта измерительная информация дает возможность определить координаты контролируемой точки детали в системе координат используемого средства измерения. Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет расширить функциональные возможности при использовании щупа в составе многомерных многощуповых средств измерения вследствие обеспечения возможности перемещения наконечника щупа в поперечном и продольном направлениях, повышения точности и надежности фиксирования положений контролируемых точек объекта измерения. Предлагаемая конструкция позволяет также повысить технологичность, уменьшить габаритные размеры и массу устройства. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.