圆弧半径测量仪及测量方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010031731.8 (22)申请日 2020.01.13 (71)申请人 咸阳宝石钢管钢绳有限公司 地址 712000 陕西省咸阳市秦都区玉泉西 路西延段 (72)发明人 白敏康先智白成海张赞斌 朱炎吴佩军沈志军张东昱 王紫鹏 (74)专利代理机构 西安弘理专利事务所 61214 代理人 罗笛 (51)Int.Cl. G01B 7/12(2006.01) G01B 7/02(2006.01) (54)发明名称 一种圆弧半径测量仪及测量方法 (57)摘要 本发明公开一种圆。

2、弧半径测量仪， 包括仪器 壳体， 仪器壳体表面设置有显示器， 仪器壳体内 部固定有数据处理器和电动控制系统， 数据处理 器分别与电动控制系统、 显示器信号连接； 电动 控制系统包括测量针， 电动控制系统能够控制测 量针伸缩并定位后将伸缩位移传送至数据处理 器中， 测量针伸出仪器壳体外， 在仪器壳体外表 面上靠近测量针处设置有定位孔， 定位孔测量针 为轴等距对称分布， 每对定位孔与测量针位置在 一条直线上； 还包括一对定位针， 定位针与定位 孔过盈配合。 本发明还公开一种圆弧半径测量方 法， 本发明能够解决现有技术中存在对滑轮轮槽 半径的测量操作复杂、 精度较低的问题。 权利要求书2页 说明书4。

3、页 附图4页 CN 111023961 A 2020.04.17 CN 111023961 A 1.一种圆弧半径测量仪， 其特征在于， 包括仪器壳体(1)， 所述仪器壳体(1)表面设置有 显示器(2)， 所述仪器壳体(1)内部固定有数据处理器(10)和电动控制系统(11)， 所述数据 处理器(10)分别与电动控制系统(11)、 显示器(2)信号连接； 所述电动控制系统(11)包括测量针(3)， 所述电动控制系统(11)能够控制测量针(3)伸 缩并定位后将伸缩位移传送至数据处理器(10)中， 所述测量针(3)伸出仪器壳体(1)外， 在 所述仪器壳体(1)外表面上靠近测量针(3)处设置有定位孔(5。

4、)， 所述定位孔(5)测量针(3) 为轴等距对称分布， 所述每对定位孔(5)与测量针(3)位置在一条直线上； 还包括一对定位针(4)， 所述定位针(4)与定位孔(5)过盈配合。 2.如权利要求1所述的一种圆弧半径测量仪， 其特征在于， 所述电动控制系统(11)包括 电机(12)， 所述电机(12)固定在仪器壳体(1)内壁上， 所述电机(12)与绝缘杆A(14)通过齿 轮连接， 所述绝缘杆A(14)的外壁上设置有齿条(13)， 所述齿轮与齿条(13)啮合； 所述绝缘 杆A(14)内沿轴向插有探针(15)， 所述探针(15)的一端伸出绝缘杆A(14)， 所述探针(15)的 另一端与电机(12)连接。

5、， 所述绝缘杆A(14)有探针(15)伸出的一端与感应器(18)的一端通 过弹簧(17)连接， 所述感应器(18)的另一端与绝缘杆B(16)的一端连接， 所述绝缘杆B(16) 的另一端与测量针(3)连接， 所述绝缘杆B(16)的外壁上固定有位移传感器(19)； 所述弹簧(17)在不发生形变时， 探针(15)与感应器(18)不发生接触， 所述弹簧(17)在 挤压后探针(15)与感应器(18)能够接触。 3.如权利要求2所述的一种圆弧半径测量仪， 其特征在于， 所述位移传感器(19)为容栅 传感器。 4.如权利要求2所述的一种圆弧半径测量仪， 其特征在于， 所述仪器壳体(1)内部固定 有电源(9)。

6、， 所述电源(9)分别为显示器(2)、 数据处理器(10)和电机(12)供电。 5.如权利要求2所述的一种圆弧半径测量仪， 其特征在于， 还包括有档位按键(7)， 所述 档位按键(7)与数据处理器(10)信号连接， 所述档位按键(7)设置在仪器壳体(1)的外表面 上， 档位按键(7)中不同按键对应定位孔(5)到测量针(3)位置的距离。 6.如权利要求2所述的一种圆弧半径测量仪， 其特征在于， 所述电机(12)的控制开关 (6)设置在仪器壳体(1)的外表面上。 7.如权利要求1或2所述的种圆弧半径测量仪， 其特征在于， 所述定位孔(5)数量不少于 2对。 8.一种圆弧半径测量方法， 其特征在于，。

7、 采用如权利要求2所述的一种圆弧半径测量仪 进行测量， 具体步骤为： 步骤1， 将一对定位针(4)安装在定位孔(5)上， 使所述一对定位针(4)到测量针(3)的距 离相等， 并在档位按键(7)中选择与所述距离相对应的按键， 按键传输定位针(4)到测量针 (3)的距离L至数据处理器(10)中； 步骤2， 将安装好的定位针(4)伸入圆弧轮槽(8)底部， 调整定位针(4)位置， 使测量针 (3)位置对准圆弧轮槽(8)最深处； 步骤3， 打开电机(12)的控制开关(6)， 电机(12)通过齿轮、 齿条(13)带动绝缘杆A(14)、 绝缘杆B(16)和测量针(3)向外移动， 当测量针(3)接触到圆弧轮槽。

8、(8)后停止移动， 此时圆 弧轮槽(8)挤压弹簧(17)， 使探针(15)和感应器(18)接触， 感应器(18)向电机(12)发出停止 信号， 此时位移传感器(19)将绝缘杆B(16)的位移信息传输至数据处理器(10)， 所述数据处 权利要求书 1/2 页 2 CN 111023961 A 2 理器(10)根据位移信息获得测量针(3)超出定位针(4)的长度H； 步骤4， 数据处理器(10)根据长度H和定位针(4)到测量针(3)的距离L通过以下公式计 算出圆弧轮槽(8)的半径R： R2L2+(R-H)2 (1) 步骤5， 数据处理器(10)将圆弧轮槽(8)的半径R传输并显示在显示器(2)中。 9。

9、.如权利要求8所述的一种圆弧半径测量方法， 其特征在于， 可通过所述定位孔(5)调 整定位针(4)到测量针(3)的距离并选择相应按键， 根据所述步骤1步骤5方法重复测量3 5次， 对多次求出的圆弧轮槽(8)的半径取平均值作为最终的测量结果。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111023961 A 3 一种圆弧半径测量仪及测量方法 技术领域 0001 本技术发明属于工程机械技术领域， 涉及一种圆弧半径测量仪， 具体涉及一种圆 弧半径的测量方法。 背景技术 0002 在国民经济建设领域， 对于起重、 牵引设备， 滑轮是其不可缺少的配件之一， 钢丝 绳通过滑轮可以改变物体的受力方向， 滑轮组具有省。

10、力的作用。 钢丝绳与滑轮的轮槽直接 接触， 在运行过程中， 钢丝绳与滑轮之间相互存在磨损和挤压， 长期使用中轮槽会出现磨 损， 造成钢丝绳与滑轮不匹配， 轮槽偏大偏小均会造成钢丝绳早期断丝， 甚至结构破坏， 大 大降低了钢丝绳的使用寿命， 增加生产成本。 因此， 在进行滑轮加工和维护检测、 钢丝绳型 号选择、 钢丝绳设计等工作开展过程中， 需要对轮槽的半径进行测量确认， 显得至关重要。 0003 目前， 市场上没有一种操作简单、 可以直接测量出轮槽实际半径的仪器或装置， 只 是利用传统半径规与轮槽进行吻合性确认， 以此来确认轮槽的尺寸， 由于是通过肉眼来判 定是否吻合， 且传统半径规的量程设置。

11、是分段式的， 因此其准确性和精确性无法保证， 而且 在操作过程中需要反复多次更换不同规格的半径规才可确定， 整个操作过程较为繁琐。 因 此， 急需研究一种操作简单、 适用范围广、 测量数据精确的圆弧半径测量工具。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种圆弧半径测量仪， 解决了现有技术中存在对滑轮轮槽半 径的测量操作复杂、 精度较低的问题。 0005 本发明所采用的技术方案是， 0006 一种圆弧半径测量仪， 包括仪器壳体， 仪器壳体表面设置有显示器， 仪器壳体内部 固定有数据处理器和电动控制系统， 数据处理器分别与电动控制系统、 显示器信号连接； 0007 电动控制系统包括测量针， 电动控。

12、制系统能够控制测量针伸缩并定位后将伸缩位 移传送至数据处理器中， 测量针伸出仪器壳体外， 在仪器壳体外表面上靠近测量针处设置 有定位孔， 定位孔测量针为轴等距对称分布， 每对定位孔与测量针位置在一条直线上； 0008 还包括一对定位针， 定位针与定位孔过盈配合。 0009 本发明的特点还在于， 0010 电动控制系统包括电机， 电机固定在仪器壳体内壁上， 电机与绝缘杆A通过齿轮连 接， 绝缘杆A的外壁上设置有齿条， 齿轮与齿条啮合； 绝缘杆A内沿轴向插有探针， 探针的一 端伸出绝缘杆A， 探针的另一端与电机连接， 绝缘杆A有探针伸出的一端与感应器的一端通 过弹簧连接， 感应器的另一端与绝缘杆B。

13、的一端连接， 绝缘杆B的另一端与测量针连接， 绝缘 杆B的外壁上固定有位移传感器； 0011 弹簧在不发生形变时， 探针与感应器不发生接触， 弹簧在挤压后探针与感应器能 够接触。 0012 位移传感器为容栅传感器。 说明书 1/4 页 4 CN 111023961 A 4 0013 仪器壳体内部固定有电源， 电源分别为显示器、 数据处理器和电机供电。 0014 还包括有档位按键， 档位按键与数据处理器信号连接， 档位按键设置在仪器壳体 的外表面上， 档位按键中不同按键对应定位孔到测量针位置的距离。 0015 电机的控制开关设置在仪器壳体的外表面上。 0016 定位孔数量不少于2对。 0017 。

14、本发明的另一目的是提供一种圆弧半径测量方法， 采用上述一种圆弧半径测量仪 进行测量， 其技术方案是： 0018 一种圆弧半径测量方法， 具体步骤为： 0019 步骤1， 将一对定位针安装在定位孔上， 使一对定位针到测量针的距离相等， 并在 档位按键中选择与距离相对应的按键， 按键传输定位针到测量针的距离L至数据处理器中； 0020 步骤2， 将安装好的定位针伸入圆弧轮槽底部， 调整定位针位置， 使测量针位置对 准圆弧轮槽最深处； 0021 步骤3， 打开电机的控制开关， 电机通过齿轮、 齿条带动绝缘杆A、 绝缘杆B和测量针 向外移动， 当测量针接触到圆弧轮槽后停止移动， 此时圆弧轮槽挤压弹簧，。

15、 使探针和感应器 接触， 感应器向电机发出停止信号， 此时位移传感器将绝缘杆B的位移信息传输至数据处理 器， 数据处理器根据位移信息获得测量针超出定位针的长度H； 0022 步骤4， 数据处理器根据长度H和定位针到测量针的距离L通过以下公式计算出圆 弧轮槽的半径R： 0023 R2L2+(R-H)2 (1) 0024 步骤5， 数据处理器将圆弧轮槽的半径R传输并显示在显示器中。 0025 可通过定位孔调整定位针到测量针的距离并选择相应按键， 根据步骤1步骤4方 法重复测量35次， 对多次求出的圆弧轮槽的半径取平均值作为最终的测量结果。 0026 本发明的有益效果是 0027 只需选择适合的定位。

16、针， 安装在仪器主体的定位孔中， 即可对圆弧的半径进行自 动测量、 数据处理和数值显示。 该仪器较为轻巧， 操作简单， 测量精确， 使用范围广。 附图说明 0028 图1是本发明一种圆弧半径测量仪的剖面图； 0029 图2是本发明一种圆弧半径测量仪的主视图； 0030 图3是本发明一种圆弧半径测量仪中电动控制系统的结构图； 0031 图4是本发明一种圆弧半径测量方法的测量原理图。 0032 图中， 1.仪器壳体， 2.显示器， 3.测量针， 4.定位针， 5.定位孔， 6.控制开关， 7.档位 按键， 8.圆弧轮槽， 9.电源， 10.数据处理器， 11.电动控制系统， 12.电机， 13.齿。

17、条， 14.绝缘 杆A， 15.探针， 16.绝缘杆B， 17.弹簧， 18.感应器， 19.位移传感器。 具体实施方式 0033 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。 0034 本发明一种圆弧半径测量仪， 如图1和图2， 包括仪器壳体1， 仪器壳体1表面设置有 显示器2， 仪器壳体1内部固定有数据处理器10和电动控制系统11， 数据处理器10分别与电 说明书 2/4 页 5 CN 111023961 A 5 动控制系统11、 显示器2信号连接； 0035 电动控制系统11如图3， 包括测量针3， 电动控制系统11能够控制测量针3伸缩并定 位后将伸缩位移传送至数据处理器10中， 测。

18、量针3伸出仪器壳体1外， 在仪器壳体1外表面上 靠近测量针3处设置有定位孔5， 定位孔5测量针3为轴等距对称分布， 每对定位孔5与测量针 3位置在一条直线上； 0036 电动控制系统11包括电机12， 电机12固定在仪器壳体1内壁上， 电机12与绝缘杆 A14通过齿轮连接， 绝缘杆A14的外壁上设置有齿条13， 齿轮与齿条13啮合； 绝缘杆A14内沿 轴向插有探针15， 探针15的一端伸出绝缘杆A14， 探针15的另一端与电机12连接， 绝缘杆A14 有探针15伸出的一端与感应器18的一端通过弹簧17连接， 感应器18的另一端与绝缘杆B16 的一端连接， 绝缘杆B16的另一端与测量针3连接， 。

19、绝缘杆B16的外壁上固定有位移传感器 19； 0037 弹簧17在不发生形变时， 探针15与感应器18不发生接触， 弹簧17在挤压后探针15 与感应器18能够接触。 0038 还包括一对定位针4， 定位针4与定位孔5过盈配合。 0039 还包括有档位按键7， 档位按键7与数据处理器10信号连接， 档位按键7设置在仪器 壳体1的外表面上， 档位按键7中不同按键对应定位孔5到测量针3位置的距离。 0040 定位针4和测量针3的针尖选用耐磨性和硬度好的YG8合金材料， 仪器主体1选用较 轻的铝合金材料。 0041 位移传感器19为容栅传感器。 0042 仪器壳体1内部固定有电源9， 电源9分别为显示。

20、器2、 数据处理器10和电机12供电。 0043 电机12的控制开关6设置在仪器壳体1的外表面上。 0044 定位孔5数量不少于2对。 0045 本发明的另一种方案， 一种圆弧半径测量方法， 采用上述一种圆弧半径测量仪进 行测量， 具体步骤为： 0046 步骤1， 将一对定位针4安装在定位孔5上， 使一对定位针4到测量针3的距离相等， 并在档位按键7中选择与距离相对应的按键， 按键传输定位针4到测量针3的距离L至数据处 理器10中； 0047 步骤2， 将安装好的定位针4伸入圆弧轮槽8底部， 调整定位针4位置， 使测量针3位 置对准圆弧轮槽8最深处； 0048 步骤3， 打开电机12的控制开关。

21、6， 电机12通过齿轮、 齿条13带动绝缘杆A14、 绝缘杆 B16和测量针3向外移动， 当测量针3接触到圆弧轮槽8后停止移动， 此时圆弧轮槽8挤压弹簧 17， 使探针15和感应器18接触， 感应器18向电机12发出停止信号， 此时位移传感器19将绝缘 杆B16的位移信息传输至数据处理器10， 数据处理器10根据位移信息获得测量针3超出定位 针4的长度H； 0049 步骤4， 数据处理器10根据长度H和定位针4到测量针3的距离L通过以下公式计算 出圆弧轮槽8的半径R： 0050 R2L2+(R-H)2 (1) 0051 步骤5， 数据处理器10将圆弧轮槽8的半径R传输并显示在显示器2中。 0052 通过定位孔5调整定位针4到测量针3的距离并选择相应按键， 根据步骤1步骤5 说明书 3/4 页 6 CN 111023961 A 6 方法重复测量35次， 对多次求出的圆弧轮槽8的半径取平均值作为最终的测量结果。 说明书 4/4 页 7 CN 111023961 A 7 图1 说明书附图 1/4 页 8 CN 111023961 A 8 图2 说明书附图 2/4 页 9 CN 111023961 A 9 图3 说明书附图 3/4 页 10 CN 111023961 A 10 图4 说明书附图 4/4 页 11 CN 111023961 A 11 。