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 в виде цилиндра, установленный внутри корпуса с возможностью перемещения вдоль его оси измерительный наконечник с чувствительным элементом в виде шарика на конце, центральную опору в виде шара, три периферийные опоры, выполненные в виде равномерно расположенных по окружности шариков, пружину сжатия, соединенную с измерительным наконечником, отличающийся тем, что дополнительно введен направляющий элемент в виде шара, установленный в средней части измерительного наконечника, а центральная опора и периферийные опоры установлены в верхней части корпуса, причем периферийные опоры расположены на изолирующей подложке.(56) 1. Приборостроение. - Мн. Вышэйшая школа. - 1986. - Вып. 8. - С. 3-5. 2. Прогрессивные методы и средства измерений линейных и угловых величин. - Киев Изд-во общества Знание, 1990. - С. 10-12. 3. Заявка ФРГ 3231160, МПК 01 В 5/03, 1984. 4. А.с. СССР 1025994, МПК 01 В 5/20, 1983. 5. А.с. СССР 1668849, МПК 01 В 5/20, 1991. Фиг. 1 Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для оснащения многомерных многощуповых средств измерения и координатных измерительных машин. Известны многомерные многощуповые средства измерения, предназначенные для контроля геометриче 85 ских 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, содержащий корпус, измерительный наконечник с чувствительным элементом в виде шарика, закрепленный на фланце, который установлен на прецезионных опорных шариках,расположенных на периферии круглого отверстия в основании корпуса, фланец связан с первичным измерительным преобразователем, который, в свою очередь, связан с формирователем сигналов 3. Известен также измерительный щуп, содержащий корпус с фланцем, измерительный наконечник с чувствительным элементом в виде шарика, в верхней части которого имеются элементы базирования наконечника, выполненные в виде двух наборов шаров, которые скреплены с верхней частью измерительного наконечника и фланцем 4. Недостатками аналогов являются сложность конструкции, недостаточно высокая точность измерения,большие габаритные размеры и ограниченные функциональные возможности, поскольку такие щупы нельзя использовать в многомерных многощуповых средствах измерения. Наиболее близким по технической сущности является измерительный щуп, содержащий выполненный из электроизоляционного материала корпус в виде стакана и крышки, измерительный наконечник, установленный внутри стакана с возможностью перемещения вдоль его оси, центральную опору, жестко закрепленную на наконечнике, три периферийные опоры, выполненные в виде равномерно расположенных по окружности шаров, размещенных между центральной опорой и крышкой, и винтовую пружину сжатия, взаимодействующую одним концом с центральной опорой, а другим - с дном стакана, центральная опора выполнена в виде шара, в крышке изнутри выполнено коническое углубление, периферийные опоры закреплены в углублении крышки так, что образуют полуоткрытые шарниры, а щуп снабжен упругим элементом, выполненным в виде трехлепестковой пружины с гофром или в виде мембраны из резины, установленным на торце корпуса и соединенным с измерительным наконечником своей центральной частью 5. Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности, вследствие того, что измерение возможно осуществлять только в осевом направлении и перемещение (ход) наконечника в этом направлении ограничено, а также относительно большие габаритные размеры, что не позволяет использовать такую конструкцию щупа в многомерных многощуповых средствах измерения. В основу полезной модели положена задача создания измерительного щупа, конструктивное выполнение которого позволило бы, за счет увеличения свободного хода чувствительного элемента измерительного наконечника в осевом и поперечном направлениях, уменьшения габаритных размеров, расширить его функциональные возможности. Сущность полезной модели заключается в том, что в измерительный щуп, содержащий корпус в виде цилиндра, установленный внутри корпуса с возможностью перемещения вдоль его оси измерительный наконечник с чувствительным элементом в виде шарика на конце, центральную опору в виде шара, три периферийные опоры, выполненные в виде равномерно расположенных по окружности шариков, пружину сжатия,соединенную с измерительным наконечником, дополнительно введен направляющий элемент в виде шара,установленный в средней части измерительного наконечника, а центральная опора и периферийные опоры установлены в верхней части корпуса, причем, периферийные опоры расположены на изолирующей подложке. На фиг. 1 представлена конструкция измерительного щупа,на фиг. 2 - схема подключения электроконтактных элементов щупа к электрической цепи средства измерения. Измерительный щуп содержит корпус 1 в виде цилиндра, установленный внутри корпуса 1 с возможностью перемещения вдоль его оси измерительный наконечник 2 с чувствительным элементом в виде шарика 3 на конце, центральную опору 4 в виде шара, три периферийные опоры 5 ввиде шариков, изолирующую подложку 6, направляющий элемент 7 в виде шара, пружину сжатия 8. В корпусе 1 установлен измерительный наконечник 2 с чувствительным элементом 3. С измерительным наконечником 2 жестко связана центральная опора 4 и направляющий элемент 7. Центральная опора 4 измерительного наконечника 2 базируется в верхней части корпуса 1 на периферийных опорах 5, неподвижно установленных на изолирующей подложке 6, закрепленной в корпусе 1. Изолирующая подложка 6 обеспечивает электрическую изоляцию периферийных опор 5 от корпуса 1. Центральная опора 4 и периферийные опоры 5 образуют три электрические контактные пары (контактную группу), подключаемые к электрической цепи средства измерения. При этом, на каждую периферийную опору 5 подается положительный потенциал,а центральная опора 4 подключается к отрицательному полюсу источника питания. Силовое замыкание в контактных парах обеспечивается пружиной сжатия 8, которая одновременно служит для создания необходимого измерительного усилия при работе щупа в составе средства измерения. Измерительный наконечник 2 имеет возможность перемещаться в осевом направлении и поворачиваться в любой плоскости, проходящей через его ось. 2 85 Устройство работает следующим образом. При подводе чувствительного элемента 3 измерительного наконечника 2 к контролируемой поверхности детали в момент контакта на чувствительный элемент 3 начинает действовать сила, стремящаяся переместить измерительный наконечник 2. В случае силового воздействия на измерительный наконечник 2 в осевом направлении направляющий элемент 7 начинает перемещаться вдоль продольной оси корпуса 1, вместе с ним начинает перемещаться и центральная опора 4. В момент начала движения центральной опоры 4 происходит электрическое размыкание контактной группы,которую образует центральная опора 4 совместно с тремя периферийными опорами 5. Размыкание контактной группы фиксируется блоком индикации контакта средства измерения. При силовом воздействии на измерительный наконечник 2 в любом направлении, перпендикулярном его оси, возникает крутящий момент, стремящийся повернуть измерительный наконечник 2 по отношению к оси, проходящей через центр направляющего элемента 7 перпендикулярно оси щупа. При этом центральная опора 4 перемещается в направлении, перпендикулярном оси щупа с одновременным смещением вверх в осевом направлении. В момент начала движения центральной опоры 4 происходит электрическое размыкание по крайней мере одной контактной пары из группы контактных пар, образуемых центральной опорой 4 и периферийными опорами 5. Размыкание контактной пары фиксируется блоком индикации контакта средства измерения. Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет расширить функциональные возможности при использовании измерительного щупа в составе многомерных многощуповых средств измерения вследствие увеличения свободного хода чувствительного элемента измерительного наконечника в осевом и поперечном направлениях. Предлагаемая конструкция позволяет также повысить технологичность и уменьшить габаритные размеры устройства. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3