用於巨大直徑測量的可攜式通用大直徑測量規及測量方法

2023-05-28 00:01:21

專利名稱：用於巨大直徑測量的可攜式通用大直徑測量規及測量方法
技術領域：
本發明是一種用於巨大直徑高精度測量的效率顯著提高的裝置及其測量方 法，涉及長度測量的技術領域。
背景技術：
巨大直徑測量是一件困難的工作。基於中國專利(專利號96117113.8)和 美國專利(專利號6330753B1)的可攜式通用大直徑測量規(下文稱之為目前的 可攜式通用大直徑測量規)提供了一種大直徑(包括巨大直徑)的測量裝置和方 法。該可攜式通用大直徑測量規由一系列相互獨立的測量單元組成，每一個測量 單元由兩個定位元件、 一個固定機構、 一個本體和若干附件組成。兩個測量單元 位於本體的兩端，分別是一個球體(或一個圓柱體)和一個圓柱體(或一個球體)。 固定機構則是位於本體之上的一個永久磁鐵或者內置永久磁鐵的磁力轉換機構。 測量大直徑時，依次將各測量單元頭對尾或者尾對頭擺放並通過固定機構固定在 被測圓周表面上，直到所剩餘空間不足於擺下另一個測量單元(循環法)。也可 以採用少量測量單元交替擺放(交替法)。測量出第一個測量單元和最後一個測 量單元之間的距離，即封閉尺寸，根據幾何關係可以計算出被測圓周直徑。
採用可攜式通用大直徑測量規測量大直徑具有一系列特點(l)通用性強外 徑和內徑都可以測量，而且沒有測量上限，當被測圓周表面具有凹陷和凸起時也 能夠完成測量；(2)結構簡單、體積小，便攜、操作簡便；(3)標定容易；(4)成本低； (5)精度高。但是，當用於巨大直徑測量時，目前的可攜式通用大直徑測量規存在
效率不高的缺點，原因有三個(l)目前的可攜式通用大直徑測量規的測量單元長
度難以增加，這樣，在測量巨大直徑時就需要在被測圓周上擺放很多次測量單元，
非常繁瑣；(2)採用可攜式通用大直徑測量規測量，需要保證各測量單元位於被測 圓周的同一個橫截面內，以滿足測量精度要求。但目前的可攜式通用大直徑測量 規所提供的方法效率不高，且機構比較複雜；(3)目前的可攜式通用大直徑測量規
對上述封閉尺寸所提供的測量方法效率很低，而且操作不便。以下對這三個問題 予以詳細分析。
如圖l所示，增加各測量單元的長度，從而減少測量單元擺放次數，顯然可 以有效提高可攜式通用大直徑測量規的測量效率。但對於目前的可攜式通用大直 徑測量規，這會帶來一系列問題(l)測量單元加長後，自身重量也要加大，為了 使其可靠地吸附於被測圓周表面上，需要更大的磁力，這樣就會增加測量單元本 體的彎曲變形，導致測量單元長度誤差增加和測量精度下降。尤其對沿被測圓周 擺放的測量單元(如前述中國專利和美國專利圖2和圖6，以及前述美國專利圖 8和圖9所述實施例)，影響更為嚴重。對沿被測圓周端面擺放的測量單元(如 前述美國專利圖IO、圖ll、圖12、圖13和圖14所述實施例)，影響就微小得 多。(2)測量單元加長後，自身重量也要加大，這樣就增加了操作的困難。如果要 在測量單元加長後，不增加或者少增加測量單元的重量，勢必引起測量單元剛性 的減弱和變形的增加，結果又導致測量精度的下降。(3)測量單元加長後，對於沿 被測圓周擺放的測量單元，因為兩定位元件所對應的被測圓周圓弧具有更大的弓 高，這樣測量單元如果要既能測量外徑，也能測量內徑，目前的可攜式通用大直 徑測量規就存在一些問題。如前述中國專利和美國專利圖2所述實施例，不能夠 測量弓高足夠大的外徑，而測量內徑時磁鐵14需要被旋鈕旋進很長一段距離， 操作比較麻煩。前述中國專利和美國專利圖6所述實施例，不能測量弓高足夠大 的內徑，因為此時位於測量單元本體中間部位的主磁力裝置距離被測表面距離太 大，導致磁力顯著減弱。前述美國專利圖8和圖9所述實施例，測量內徑時磁鐵 142需要被旋鈕旋進很長一段距離，操作比較麻煩。而且，磁鐵的旋進方向與被 測表面不垂直，減弱了磁鐵142的磁力效果。(4)測量單元加長後，如果測量單元 的兩個定位元件都是圓柱體，製造上要保證兩圓柱體軸線的平行度就會變得非常 困難。
為使各測量單元位於被測圓周的同一個橫截面內，目前的可攜式通用大直徑 測量規提供了標記圓定位法(如前述中國專利和美國專利圖4所述實施例)和圓 柱定位法(如前述中國專利和美國專利圖5所述實施例)兩種方法。但在這兩種 方法之間轉換時，因為是兩套機構，效率較低。此外，採用兩套機構，機構也比 較複雜。
目前的可攜式通用大直徑測量規對於封閉尺寸的測量提供了間隙法和雙圓
柱法兩種方法。間隙法需要使用量塊(通常需要若干不同尺寸的量塊拼接)或者 塞尺測量一個圓柱體和球體之間的間隙，操作不便，效率很低。雙圓柱法則首先 需要將一個作為附件的長圓柱體固定於被測圓周上，保證該長圓柱體的軸線平行 於被測圓周軸線，這一過程操作繁瑣。其次，雙圓柱法需要採用外徑千分尺等常 規量具測量兩個圓柱體之間的距離，因為要找拐點，操作困難，嚴重影響測量效 率和精度。

發明內容
技術問題本發明的目的是提供一種沿被測圓周擺放的用於巨大直徑測量 的可攜式通用大直徑測量規及測量方法，不但可以在保證測量精度的前提下，充 分增加測量單元的長度，從而有效減少測量單元的擺放次數，而且提供了一種結 構簡單的測量單元輔助定位機構，以及一種操作簡便的封閉尺寸測量裝置，最終 實現巨大直徑測量效率的顯著提高。
技術方案本發明用於巨大直徑測量的可攜式通用大直徑測量規由一系列 相互獨立的測量單元和一種帶V形測砧內徑千分尺組成。每個測量單元由一個本 體、 一個前定位元件、 一個後定位元件、若干相同的包含永久磁鐵的固定機構、 二個相同的輔助定位機構，以及對於長度較長的測量單元設置的一個包含有可以 被移動和鎖緊的輔助支承元件的輔助支承機構組成，其中，前定位元件和後定位 元件位於本體的兩端，固定機構、輔助定位機構和輔助支承機構位於本體上。帶 V形測砧內徑千分尺由一個普通內徑千分尺和一個連接在該普通內徑千分尺上 具有端部形狀為"V"形的V形測砧的接長杆組成。
本體的作用是連接測量單元上其它零件或機構，並且決定了測量單元的總體 形狀，對於長度較短的測量單元，該總體形狀呈現"一"形，對於長度較長的測 量單元則呈現與被測圓周曲率相一致的彎曲形。
前定位元件和後定位元件的作用是將測量單元定位於被測圓周的表面上,其 中後定位元件是一個圓柱體，前定位元件是一個球體，或圓柱體，或有效定位部 分是長度充分短的圓柱體。採用有效定位部分是長度充分短的圓柱體作為定位元 件的目的是在這種情況下，前定位元件和後定位元件都是圓柱體，使其中一個定 位元件的有效定位部分長度充分短可以顯著減小由於二個定位元件軸線不平行 所帶來的測量誤差。
固定機構設置在本體上，通過轉動固定機構上設置的旋鈕或手柄的操作可以 改變固定機構中內置的永久磁鐵的位置，從而在測量單元和被測圓周表面之間產 生足夠大磁力(被測物體的材料限於鋼或其它永久磁鐵可以產生足夠大磁力的材 料)，從而將測量單元牢固而可靠地附著於被測圓周表面上；通過轉動上述旋鈕 或手柄的操作也可以充分消除測量單元和被測圓周表面之間的磁力，從而便於將 測量單元接近、接觸被測圓周表面、在被測圓周表面上移動以及將測量單元移開 被測圓周表面等的操作。
長度較長的測量單元上所設置的輔助支承機構的作用也是減小測量單元與 被測圓周表面之間的磁力所引起的測量單元本體的彎曲變形和測量單元長度誤 差。輔助支承機構包含有一個輔助支承元件，通過彈簧機構可以使該輔助支承元 件與被測圓周表面自動接觸，再通過輔助支承機構中另設的鎖緊機構可以鎖緊該 輔助支承元件。固定機構和輔助支承機構可以正向或反向安裝在呈現彎曲形的測 量單元本體上，以適應外徑和內徑測量的不同場合。
兩個相同的輔助定位機構設置在測量單元本體上，各包含有一個可以轉動的 輔助定位元件。通過轉動該兩個輔助定位元件，可以使該兩個輔助定位元件在瞄 準被測圓周表面上的劃線和與被測圓周表面端面接觸之間轉換，從而達到在被測 圓周表面上具有劃線或具有端面兩種情況下，保證各測量單元位於被測圓周的同 一個橫截面內的目的。
帶V形測砧內徑千分尺由 一個帶V形測砧的接長杆與 一個普通內徑千分尺組 成，用於測量第一個擺放的測量單元和最後一個擺放的測量單元之間的距離，即 封閉尺寸。該帶V形測砧的接長杆的結構與普通內徑千分尺接長杆的結構相同， 不同僅在於其測砧端部由局部球形改為"V"形，使用時將該帶V形測砧的接長 杆通過螺紋連接在內徑千分尺的一端。
使用本發明可攜式通用大直徑測量規測量巨大直徑時，需要將上述測量單元 按使用功能分成初始測量單元、循環測量單元和機動測量單元三類，其中初始測 量單元的數量為一個，前定位元件和後定位元件都是圓柱體。循環測量單元的數 量為二個以上，後定位元件是一個圓柱體，前定位元件是一個球體，或有效定位 部分是長度充分短的圓柱體，循環測量單元的長度較長。機動測量單元的數量為 若干，後定位元件是一個圓柱體，前定位元件是一個球體，或有效定位部分是長 度充分短的圓柱體，每個機動測量單元的長度都小於循環測量單元的長度，且互
不相等。
測量巨大直徑時的具體操作可以採用循環法和交替法兩種方法，採用循環法 時的步驟如下
① 將初始測量單元擺放於被測圓周表面被測直徑部位處，確認初始測量單元上 前定位元件和後定位元件不與被測圓周表面上的凸起或凹陷接觸，使初始測 量單元的方向，即連接並垂直於初始測量單元前定位元件和後定位元件軸線 的線段的方向，與被測圓周軸線異面垂直，可採用如下二種方法之一達此目 的
a. 瞄準法如果在此之前己經通過某種方法在被測圓周表面被測直徑部位 處劃了一個位於被測圓周橫截面內的圓標記，採用初始測量單元上的輔 助定位元件瞄準此圓標記。
b. 端面法如果被測圓周具有端面且該端面距被測直徑部位足夠近，採用 初始測量單元上的輔助定位元件接觸此端面。
完成上述定位後，轉動固定機構中的旋鈕或手柄，改變固定機構中內置 的永久磁鐵的位置，從而在初始測量單元與被測圓周表面之間產生足夠大的 磁力，使初始測量單元牢固而可靠地附著於被測圓周表面上。
如果初始測量單元上設置輔助支承機構，則按如下步驟操作首先，將 初始測量單元按上述方法定位於被測圓周表面上，移動輔助支承機構上的輔 助支承元件，使之與被測圓周表面接觸，鎖緊之後，轉動固定機構中的旋鈕 或手柄，改變固定機構中內置的永久磁鐵的位置，從而在初始測量單元與被 測圓周表面之間產生足夠大的磁力，使初始測量單元牢固而可靠地附著於被 測圓周表面上；
② 將第一個循環測量單元擺放於被測圓周表面被測直徑部位處，使該循環測量 單元前定位元件與初始測量單元的後定位元件沿軸向的中間部位輕微接觸， 並使該循環測量單元的方向，即連接該循環測量單元前定位元件和後定位元 件中心並垂直於後定位元件軸線的線段的方向，與被測圓周軸線異面垂直， 方法同步驟①所述方法；完成上述定位後，使該循環測量單元牢固而可靠地 附著於被測圓周表面上，方法同步驟①所述方法；
③ 將第二個循環測量單元擺放於被測圓周表面被測直徑部位處，使該循環測量 單元前定位元件與第一個循環測量單元的後定位元件沿軸向的中間部位輕微
接觸，並使該循環測量單元的方向，即連接該循環測量單元前定位元件和後 定位元件中心並垂直於後定位元件軸線的線段的方向，與被測圓周軸線異面 垂直，方法同步驟①所述方法，完成上述定位後，使該循環測量單元牢固而 可靠地附著於被測圓周表面上，方法同步驟①所述方法； ④按步驟③所述方法重複擺放其餘循環測量單元，直到最後一個擺放的循環測
量單元與初始測量單元之間的距離不足以放下另一個循環測量單元為止； ◎如果步驟④中初始測量單元與最後一個擺放的循環測量單元之間的距離，即 封閉尺寸，在帶V形測砧內徑千分尺的測量範圍之內，則此步驟略去；如果 步驟④中初始測量單元與最後一個擺放的循環測量單元之間的距離，即封閉 尺寸，在帶V形測砧內徑千分尺的測量範圍上限之外，按步驟③擺放若干機 動測量單元，使得最後一個擺放的機動測量單元與初始測量單元之間的距離， 即新的封閉尺寸，在帶V形測砧內徑千分尺的測量範圍之內；如果步驟④中 初始測量單元與最後一個擺放的循環測量單元之間的距離，即封閉尺寸，在 帶V形測砧內徑千分尺的測量範圍下限之外，則移去步驟④中最後一個循環 測量單元，然後按步驟③擺放若干機動測量單元，使得最後一個擺放的機動 測量單元與初始測量單元之間的距離，即新的封閉尺寸，在帶V形測砧內徑 千分尺的測量範圍之內； ◎如果在上述擺放各循環測量單元和機動測量單元的過程中，前定位元件或後 定位元件與被測圓周表面上如果存在的凸起或凹陷接觸，可以插入一個適當 長度的機動測量單元跨過上述凸起或凹陷，其餘操作方法同步驟③所述方法；
⑦ 採用上述步驟擺放各測量單元之後，形成初始測量單元與最後一個擺放的循 環測量單元或機動測量單元之間距離，即最終的封閉尺寸，的前定位元件和 後定位元件必然是兩個圓柱體。將帶V形測砧內徑千分尺的V形測砧定位於 前定位元件圓柱體沿軸向的中間部位表面上，轉動帶V形測砧內徑千分尺的 測微套筒，使帶V形測砧內徑千分尺的另一個測頭端部的中心與後定位元件 圓柱體母線接觸，記錄下此時帶V形測砧內徑千分尺的讀數；
⑧ 根據所有擺放的測量單元與被測圓周形成的幾何關係、所有擺放的測量單元 前定位元件和後定位元件的實際直徑、前定位元件和後定位元件軸線或球心 之間距離的實際值，以及步驟⑦帶V形測砧內徑千分尺的讀數和"V"形測砧 的角度，編製程序後可以在計算機上計算出被測圓周直徑。測量過程完畢；
採用交替法的步驟與採用循環法的步驟相同，區別僅在於上述步驟④中，交 替法所採用的循環測量單元較少；假定循環測量單元的數量是三個，交替法中上 述步驟④的操作過程改為按步驟③的方法擺放第三個循環測量單元，即最後一 個循環測量單元，然後，保持第二個循環測量單元不動，通過轉動固定機構中的 旋鈕或手柄的操作，除去第一個循環測量單元與被測圓周表面之間的磁力並移開 第一個循環測量單元，按步驟③的方法在第三個循環測量單元之後擺放第一個循 環測量單元；以此類推，直到最後一個擺放的循環測量單元與初始測量單元之間 的距離不足以放下另一個循環測量單元為止。
顯然交替法比循環法成本大為降低，便攜性好，但循環法的操作要方便些， 測量精度也略高。
有益效果根據以上本發明用於巨大直徑測量的可攜式通用大直徑測量規 及其測量方法的描述，可以得出其相對於目前的測量單元沿被測圓周擺放的便攜 式通用大直徑測量規，為達到提高巨大直徑測量效率的目的而又不失測量精度， 有如下五點效果顯著的改進
(1) 對於長度較長的測量單元設置輔助支承機構，從而有效減小了由測量單元與 被測圓周表面之間磁力所引起的測量單元本體的彎曲變形和測量單元長度誤 差的增加，保證了測量精度，並且可以減小測量單元重量的增加。
(2) 對於長度較長的測量單元，本體的總體形狀呈與被測圓周曲率相一致的彎曲 形，這樣，通過正向或反向安裝固定機構、輔助支承機構和輔助定位機構， 可以適應外徑和內徑測量的不同場合。
(3) 當測量單元二個定位元件都是圓柱體時，使其中一個定位元件的有效定位部 分長度充分短，從而可以有效減小二個定位元件軸線不平行所帶來的直徑測 量誤差。
(4) 利用輔助定位元件在不同位置的轉換，可以方便地將所有測量單元在被測圓 周表面上具有劃線或具有端面兩種情況下，定位於被測圓周的同一個橫截面 內，保證測量精度。而且，因為採用一套輔助定位機構，機構簡單。
(5) 採用帶V形測砧內徑千分尺測量封閉尺寸，不但操作簡便，效率提高，而且 精度得到了保證。


圖1是說明本發明增加測量單元長度，從而提高可攜式通用大直徑測量規測 量效率的示意圖，其中0是被測圓周表面，l是測量單元，ll是前定位元件，12
是後定位元件，13是本體；
圖2是本發明實施例中沒有設置輔助支承機構的測量單元結構正視圖，圖 中並示出了外徑測量時其與被測圓周表面之間的相互位置關係，其中O是被測圓 周表面，11是前定位元件，12是後定位元件，13是本體，14是固定機構，15 是輔助定位機構，131是連接杆，132是前支塊，133是後支塊，1321是前支塊 132上的V形槽，1331是後支塊133上的V形槽；
圖3是本發明實施例中沒有設置輔助支承機構的測量單元結構俯視圖，圖 中並示出了外徑測量時其與被測圓周端面之間的相互位置關係，其中01是被測 圓周表面端面，ll是前定位元件，12是後定位元件，13是本體，14是固定機構， 15是輔助定位機構，131是連接杆，132是前支塊，133是後支塊；
圖4是本發明實施例中長度較長設置輔助支承機構的測量單元結構正視圖， 圖中並示出了外徑測量時其與被測圓周表面之間的相互位置關係，其中O是被測 圓周表面，ll是前定位元件，12是後定位元件，13是本體，14是固定機構，15 是輔助定位機構，16是輔助支承機構，132是前支塊，133是後支塊，134是中 支塊，1311是連接前支塊132和中支塊134的連接杆，1312是連接後支塊133 和中支塊134的連接杆，1321是前支塊132上的V形槽，1331是後支塊133 上的V形槽；
圖5是圖4中I處局部放大圖，其中0是被測圓周表面，134是中支塊，161 是輔助支承元件，162是壓簧，164是緊定螺釘，16111是手柄，1342是中支塊 134上的面，1343是中支塊134上的面，1612是輔助支承元件161上的直槽；
圖6是本發明實施例中長度較長設置輔助支承機構的測量單元結構俯視圖， 圖中並示出了外徑測量時其與被測圓周端面之間的相互位置關係，其中01是被 測圓周表面端面，ll是前定位元件，12是後定位元件，13是本體，14是固定機 構，15是輔助定位機構，16是輔助支承機構，113是螺釘，114是彈簧墊片，121 是螺釘，122是彈簧墊片，132是前支塊，133是後支塊，134是中支塊，1311 是連接前支塊132和中支塊134的連接杆，1312是連接後支塊133和中支塊134 的連接杆；
圖7是圖6中I處局部放大圖，其中lll是圓柱體，112是圓柱體；
圖8是圖2和圖4中A-A截面的剖面放大圖，表示固定機構14的結構，圖 中並示出了外徑測量時其與被測圓周表面之間的相互位置關係，其中0是被測圓 周表面，133是後支塊，141是磁性組件，142是旋鈕，143是套筒，144是緊定 螺釘，1332是後支塊133上的孔，1333是後支塊133上的面，1411是永久磁鐵， 1412是磁性組件141上的外螺紋，1421是旋鈕142上的外螺紋，1422是旋鈕142 上的內螺紋，1431是套筒143上的法蘭，1432是套筒143上的外圓，1433是套 筒143上的內螺紋；
圖9是圖2和圖4中B-B截面的剖面放大圖，表示輔助定位機構15的結構， 圖中並示出了端面法定位時其與被測圓周表面和被測圓周端面之間的相互位置 關係，其中O是被測圓周表面，Ol是被測圓周表面端面，132是前支塊，151是 輔助定位元件，152是螺釘，1324是前支塊132上的螺孔，1325是螺孔，1511 是錐面，1512是輔助定位元件151上的孔，1513是輔助定位元件151上的端面；
圖IO是圖2和圖4中B-B截面的放大剖面圖，表示輔助定位機構15的結構， 圖中並示出了瞄準法定位時其與被測圓周表面和標記之間的相互位置關係，其中 0是被測圓周表面，02是被測圓周表面上的劃線，132是前支塊，151是輔助定 位元件，152是螺釘，1324是前支塊132上的螺孔，1325是螺孔，1511是錐面， 1512是輔助定位元件151上的孔，1513是輔助定位元件151上的端面，1514是 錐面1511與輔助定位元件151上的端面1513的交線；
圖11是圖4中C-C截面的放大剖面圖，表示輔助支承機構16的結構，圖中 並示出了外徑測量時其與被測圓周表面之間的相互位置關係，其中0是被測圓周 表面，134是中支塊，161是輔助支承元件，162是壓簧，163是套筒，165是緊 定螺釘，166是緊定螺釘，167是銷軸，168是套筒，169是緊定螺釘，1610是 螺釘，16111是手柄，1341是中支塊134上的孔，1342是中支塊134上的面， 1343是中支塊134上的面，1344是中支塊134上的孔，1345是中支塊134上的 孔，1611是部分球形，1613是輔助支承元件161上的斜槽，1614是輔助支承元 件161上的外圓柱面，1631是套筒163上的孔，1632是套筒163上的外圓，1633 是套筒163上的孔，1671是銷軸167上的外圓，1672是銷軸167上的凸出部， 1681是套筒168上的外圓，1682是套筒168上的內螺紋；
圖12是圖11中D-D截面的放大剖面圖，表示輔助支承機構16的結構，其
中134是中支塊，161是輔助支承元件，163是套筒，167是銷軸，168是套筒， 1610是螺釘，1613是輔助支承元件161上的斜槽，1672是銷軸167上的凸出部；
圖13是圖4所示測量單元測量內徑時表示其結構的正視圖，圖中並示出了 其與被測圓周表面之間的相互位置關係，其中0是被測圓周表面，11是前定位 元件，12是後定位元件，13是本體，14是固定機構，15是輔助定位機構，16 是輔助支承，132是前支塊，133是後支塊，134是中支塊，1311是連接前支塊 132和中支塊134的連接杆，1312是連接後支塊133和中支塊134的連接杆；
圖14是圖13中I處局部放大圖，其中O是被測圓周表面，134是中支塊， 161是輔助支承元件，162是壓簧，164是緊定螺釘，1342是中支塊134上的面， 1612是輔助支承元件161上的直槽；
圖15是圖13中A-A截面的放大剖面圖，表示固定機構14的結構，圖中並 示出了其與被測圓周表面之間的相互位置關係，其中O是被測圓周表面，133是 後支塊，141是磁性組件，142是旋鈕，143是套筒，144是緊定螺釘，1332是 後支塊133上的孔，1334是後支塊133上的面，1411是永久磁鐵，1412是磁性 組件141上的外螺紋，1421是旋鈕142上的外螺紋，1422是旋鈕142上的內螺 紋，1431是套筒143上的法蘭，1432是套筒143上的外圓，1433是套筒143上 的內螺紋；
圖16是圖13中B-B截面的放大剖面圖，表示輔助定位機構15的結構，圖 中並示出了端面法定位時其與被測圓周表面和被測圓周端面之間的相互位置關 系，其中O是被測圓周表面，Ol是被測圓周表面端面，132是前支塊，151是輔 助定位元件，152是螺釘，1324是螺孔，1325是前支塊132上的螺孔，1511是 錐面，1512是輔助定位元件151上的孔，1513是輔助定位元件151上的端面；
圖17是圖13中C-C截面的放大剖面圖，表示輔助支承機構16的結構，圖 中並示出了外徑測量時其與被測圓周表面之間的相互位置關係，其中0是被測圓 周表面，134是中支塊，161是輔助支承元件，162是壓簧，163是套筒，165是 緊定螺釘，166是緊定螺釘，167是銷軸，168是套筒，169是緊定螺釘，1610 是螺釘，16111是手柄，1341是中支塊134上的孔，1342是中支塊134上的面， 1343是中支塊134上的面，1344是中支塊134上的孔，1345是中支塊134上的 孔，1611是部分球形，1613是輔助支承元件161上的斜槽，1614是輔助支承元 件161上的外圓柱面，1631是套筒163上的孔，1632是套筒163上的外圓，1633
是套筒163上的孔，1671是銷軸167上的外圓，1672是銷軸167上的凸出部， 1681是套筒168上的外圓，1682是套筒168上的內螺紋；
圖18是本發明實施例中帶V形測砧內徑千分尺2表示其結構的正視圖，圖 中並示出了封閉尺寸測量時其與測量單元定位元件之間的相互位置關係，其中 ll是前定位元件，12是後定位元件，21是測微頭，22是接長杆，23是接長杆， 24是螺母蓋，25是鎖緊螺釘，232是端部為"V"形的V形測砧；
圖19是一種普通內徑千分尺表示其結構的正視圖(該千分尺對應本發明實 施例中帶V形測砧內徑千分尺)，圖中並示出了封閉尺寸測量時其與測量單元定 位元件之間的相互位置關係，其中11是前定位元件，12是後定位元件，21是測 微頭，22是接長杆，23是接長杆，24是螺母蓋，25是鎖緊螺釘，231是端部為 部分球形的測砧；
具體實施例方式
如圖2至圖18所示，本發明實施例之用於巨大直徑測量的可攜式通用大直 徑測量規由一系列相互獨立的測量單元1和一種帶V形測砧內徑千分尺2組成。 每個測量單元1由一個本體13、 一個前定位元件11、 一個後定位元件12、若干 相同的包含永久磁鐵1411的固定機構14、 二個相同的輔助定位機構15，以及對 於長度較長的測量單元1設置的一個包含有可以被移動和鎖緊的輔助支承元件 161的輔助支承機構16組成，其中，所述的前定位元件11和後定位元件12位 於本體13的兩端，固定機構14、輔助定位機構15和輔助支承機構16位於本體 13上。帶V形測砧內徑千分尺2由一個普通內徑千分尺和一個連接在該普通內 徑千分尺上具有端部形狀為"V"形的V形測砧232的接長杆23組成。
如圖2和圖3所示，對於不設置輔助支承機構16的測量單元1，其本體13 由一個連接杆131和固定連接於連接杆131兩端的前支塊132和後支塊133組成， 其中連接杆131為一個直管，整個本體13的總體形狀呈"一"形；如圖4、圖5 和圖6所示，對於設置輔助支承機構16的長度較長的測量單元1，其本體13 由二個連接杆1311和1312 、固定連接於連接杆1311—端的前支塊132、固定 連接於連接杆1312 —端的後支塊133，以及分別固定連接於連接杆1311和1312 另一端的中支塊134組成；二個連接杆1311和1312為直管，整個本體13的總 體形狀呈與被測圓周曲率相一致的彎曲形。
如圖2至圖7所示，每個測量單元1中的前定位元件11和後定位元件12 位於本體13的兩端，其中一個測量單元1的前定位元件11和後定位元件12都 是圓柱體，其餘測量單元1的後定位元件12是一個圓柱體，前定位元件11是有 效定位部分是長度充分短的圓柱體111，該圓柱體111位於同軸的一個直徑略小 但相對較長的圓柱體112的中間部位；圓柱體ll的長度充分短這一安排，可以 有效減小由於前定位元件11和後定位元件12之間軸線平行度誤差所帶來的測量 誤差；通過二個螺釘121或113和二個彈簧墊片122或114，所有測量單元1中 定位元件11和定位元件12被固定連接在本體13的前支塊132和後支塊133的 V形槽1321和V形槽1331上。
如圖2至圖7所示，長度較長的測量單元1上設置有四個相同的固定機構 14，長度較短的測量單元1上設置有二個相同的固定機構14。以設置在後支塊 133上的固定機構14為例說明固定機構14的結構如圖8所示，固定機構14 由一個內置永久磁鐵1411的磁性組件141、 一個旋鈕142、 一個帶法蘭1431的 套筒143以及緊定螺釘44組成;將套筒43的外圓432以間隙配合裝配於後支塊 33上的孔1332中，使套筒143法蘭1431端面與後支塊133上的面1333接觸， 再通過緊定螺釘144固定；旋鈕142通過其前端的外螺紋1421和套筒的內螺紋 1433裝配在套筒143上，而磁性組件141通過其前端的外螺紋1412旋緊在旋鈕 142前端的內螺紋1422上。
如圖2至圖7所示，每個測量單元1上設置有相同的二個輔助定位機構15。 以設置在前支塊132上的輔助定位機構15為例說明輔助定位機構15的結構:如 圖9和圖10所示，輔助定位機構15有一個帶錐面1511的圓盤151作為輔助定 位元件，通過穿過圓盤151上的孔1512的螺釘152和前支塊上的螺紋孔1324 固定於前支塊132上；略微鬆動螺釘152，圓盤151可以繞孔1512軸線轉動。
如圖4、圖5和圖6所示，對於長度較長的測量單元l，其中支塊134上設 置有一個輔助支承機構16。如圖5、圖6、圖11和圖12所示，輔助支承機構16 有一個頭部加工成部分球形1611、中部圓柱面上加工有直槽1612、尾部加工有 斜槽1613的輔助支承元件161，該輔助支承元件161在一個壓簧162之後通過 其外圓柱面1614被以間隙配合尾先入裝入一個套筒163的盲孔1631中，擰入緊 定螺釘164，使緊定螺釘164頭部進入輔助支承元件161上的直槽1612中，這 樣，輔助支承元件161在壓簧162的作用下沿套筒163上的盲孔1631軸向向盲
孔1631外部方向作直線移動，但不能夠轉動，而且由於直槽1612的作用，輔助 支承元件161也不能脫離套筒163的盲孔1631;接著，將套筒163再通過其外 圓柱面1632以間隙配合裝入中支塊134上的通孔1341中，使套筒163盲孔1631 的開口方向指向中支塊134的面1343，擰緊緊定螺釘165和166，使套筒163 固定於中支塊134上；再接著，在套筒163的孔1633內通過外圓柱面1671以間 隙配合裝入銷軸167，銷軸167的頭部加工有與輔助支承元件161上斜槽1613 槽寬和斜度相吻合的凸出部1672，使該凸出部1672與直槽1612相配合；然後， 將帶有法蘭的套筒168通過外圓柱面1681以間隙配合裝入中支塊134上的孔 1344中，擰緊緊定螺釘169使其固定；最後，在套筒168的內螺紋1682中擰入 端部裝配有手柄16111的螺釘1610,使其與銷軸167接觸，這樣，在這種情況 下，轉動手柄16111使螺釘1610與銷軸167脫開，則在輔助支承元件161的頭 部1611施加一個力可以克服壓簧162的作用使輔助支承元件161向盲孔1631 內部移動，而若相反方向轉動手柄16111使螺釘1610與銷軸167接觸並壓緊， 則在輔助支承元件161上斜槽1613和銷軸167上凸出部1672的斜面作用下，可 以將輔助支承元件161鎖緊在套筒163上，這時即使在輔助支承元件161的頭部 1611施加一個力也不能使輔助支承元件161向盲孔1631內部移動。輔助支承元 件161的頭部1611加工成部分球形，目的在於改善其與被測圓周表面0的接觸 對於圖4至圖7所示設置有輔助支承機構16的長度較長的測量單元1，以 上所述固定機構14、輔助定位機構15和輔助支承機構16的安裝均為外徑測量 時的安裝位置，可以稱之為正向安裝，若以相反方向，即反向安裝固定機構14、 輔助定位機構15和輔助支承機構16，則可以測量內徑。圖13和圖14是圖4至 圖7所示測量單元反向安裝固定機構14、輔助定位機構15和輔助支承機構16 後的視圖。為具體說明固定機構14反向安裝後的結構，以如圖15所示反向安裝 在後支塊133上的固定機構14為例與圖8所示正向安裝比較，可以得出，兩 種安裝方式的區別在於反向安裝時套筒143法蘭1431端面是與後支塊133上的 面1334接觸，而正向安裝是與後支塊133上的面1333接觸。為具體說明輔助定 位機構15反向安裝後的結構，以如圖16所示反向安裝在前支塊132上的輔助定 位機構15為例與圖9所示正向安裝比較，可以得出，兩種安裝方式的區別在 於反向安裝時螺釘152是擰入螺紋孔1325上的，而正向安裝是擰入螺紋孔1534 上的。為具體說明輔助支承機構16反向安裝後的結構，以如圖17所示反向安裝
在中支塊134上的輔助支承機構16為例與圖ll所示正向安裝比較，可以得出， 兩種安裝方式的區別在於反向安裝時套筒163上盲孔1632的開口方向指向中支 塊134上的面1342，而正向安裝指向中支塊134上的面1343;與此相應，套筒 168是安裝在中支塊134上的孔1345上的，而正向安裝是安裝在中支塊134上 的孔1344上的。從上可以得出，對於長度較長的測量單元1，其對應較大弓高 的被測圓周曲率，但因為其本體13的總體形狀呈與被測圓周曲率相一致的彎曲 形，正、反安裝固定機構14、輔助定位機構15和輔助支承機構16能夠有效地 保證它們作用的發揮，而對於長度較短的測量單元l，如圖2和圖3所示，因為 它們本體13的總體形狀呈"一"形，因此這兩種安裝方式本質上是一樣的，這 意味著對於長度較短的測量單元1而言，測量外徑和內徑時，不必改變固定機構 14和輔助定位機構15的安裝方式，這是因為其所對應的被測圓周弓高很小，所 以並不影響固定機構14和輔助定位機構15作用的有效發揮。
如圖19所示是一種普通內徑千分尺的結構，其中21是測微頭，22是一個 長度較短的接長杆，23是一個長度較長的接長杆，24是螺母蓋，25是鎖緊螺釘； 根據被測長度不同，可以選擇不同數量和長度的接長杆。這種普通內徑千分尺的 結構、工作原理以及使用方法為本發明所屬領域技術人員所熟知。用這種內徑千 分尺可以測量二個平行圓柱體之間的距離，如圖19所示，但因為測量時需要尋 找二個方向的極小點，操作比較困難。如圖18所示，是本發明實施例所提供的 一種帶V形測砧內徑千分尺2。比較圖18和圖19 ，可以得出，兩者的區別在於 普通內徑千分尺的一個接長杆23的端部為部分球形的測砧231改成端部為"V" 形的V形測砧232。這樣，在用帶V形測砧內徑千分尺2測量二個平行圓柱體之 間的距離時，只需要尋找一個方向的極小點，操作上要簡便得多，精度也容易保 證，如圖18所示。
使用以上所述本發明實施例的可攜式通用大直徑測量規測量巨大直徑時，需 要將測量單元1按使用功能分成初始測量單元、循環測量單元和機動測量單元三 類，其中初始測量單元的數量為一個，前定位元件11和後定位元件12都是圓柱 體；循環測量單元的數量為二個以上，後定位元件12是一個圓柱體，前定位元 件ll是一個球體，或有效定位部分是長度充分短的圓柱體，循環測量單元的長 度較長；機動測量單元的數量為若干，後定位元件12是一個圓柱體，前定位元 件ll是一個球體，或是有效定位部分是長度充分短的圓柱體。測量巨大直徑時
的具體操作可以採用循環法和交替法兩種方法。採用循環法時的步驟如下
① 將初始測量單元擺放於被測圓周表面O被測直徑部位處，確認初始測量單元 上前定位元件11和後定位元件12不與被測圓周表面上的凸起或凹陷接觸， 並使初始測量單元的方向，即連接並垂直於初始測量單元前定位元件11和後 定位元件12軸線的線段的方向，與被測圓周軸線異面垂直，可以採用如下二 種方法之一達此目的
a) 瞄準法如果在此之前已經通過某種方法在被測圓周表面O被測直徑部
位處畫了一個位於被測圓周橫截面內的圓標記02，則如圖10所示，首 先略微鬆動初始測量單元上的兩個螺釘152，轉動輔助定位元件151使 錐面1511與端面1513的交線1514儘可能接近(但不要接觸)被測圓周 表面0，然後擰緊螺釘152;接著移動初始測量單元，使其上二個輔助定 位機構15上的輔助定位元件151上的交線1514瞄準上述標記02;
b) 端面法如果被測圓周表面0具有端面01且該端面01距被測直徑部位 足夠近，則如圖9所示，首先略微鬆動初始測量單元上的兩個螺釘152， 轉動輔助定位元件151使其儘可能向被測圓周表面0方向凸出，然後擰 緊螺釘152;接著移動初始測量單元，使其上二個輔助定位機構15上的 輔助定位元件151的端面1513與被測圓周表面0端面01接觸； 完成上述定位後，轉動初始測量單元上二個固定機構14中的旋鈕142，
改變永久磁鐵1411的位置，從而在初始測量單元與被測圓周表面0之間產生 足夠大的磁力，使初始測量單元牢固而可靠地附著於被測圓周表面0上。
如果初始測量單元上設置輔助支承機構16，則按如下步驟操作首先， 將初始測量單元按上述方法定位於被測圓周表面O上，然後，如圖12所示， 轉動手柄16111，使螺釘1610與銷軸167脫開，則在壓簧162的作用下，輔 助支承元件161頭部1611自動與被測圓周表面O接觸，然後反方向轉動手柄 16111，使螺釘1610與銷軸167接觸並壓緊，從而鎖緊輔助支承元件161, 再通過轉動第一個循環測量單元上固定機構14中的旋鈕142，改變永久磁鐵 1411的位置，從而在初始測量單元與被測圓周表面0之間產生足夠大的磁力， 使初始測量單元牢固而可靠地附著於被測圓周表面0上。
② 將第一個循環測量單元擺放於被測圓周表面O被測直徑部位處，使該循環測 量單元前定位元件11上圓柱體表面111與初始測量單元的後定位元件12圓
周表面沿後定位元件12軸向的中間部位處輕微接觸，並使該循環測量單元 的方向，即連接並垂直於該循環測量單元前定位元件11和後定位元件12 軸線的線段的方向，與被測圓周表面O軸線異面垂直，方法同步驟①所述方 法。完成上述定位後，使該循環測量單元牢固而可靠地附著於被測圓周表面 0上，方法同步驟①所述方法。
③將第二個循環測量單元擺放於被測圓周表面o被測直徑部位處，使該循環測
量單元前定位元件11上圓柱體表面111與第一個循環測量單元的後定位元件
12圓周表面沿後定位元件12軸向的中間部位處輕微接觸，並使該循環測量 單元的方向，即連接並垂直於該循環測量單元前定位元件11和後定位元件 12軸線的線段的方向，與被測圓周表面O軸線異面垂直，方法同步驟①所述 方法。完成上述定位後，使該循環測量單元牢固而可靠地附著於被測圓周表 面0上，方法同步驟①所述方法。
按步驟③所述方法重複擺放其餘循環測量單元，直到最後一個擺放的循環測 量單元與初始測量單元之間的距離不足以放下另一個循環測量單元為止。
◎如果步驟④中初始測量單元與最後一個擺放的循環測量單元之間的距離，即 封閉尺寸，在前述帶V形測砧內徑千分尺2的測量範圍之內，則此步驟略去； 如果步驟④中初始測量單元與最後一個擺放的循環測量單元之間的距離，即 封閉尺寸，在前述帶V形測砧內徑千分尺2的測量範圍上限之外，按步驟③ 擺放若干機動測量單元，使得最後一個擺放的機動測量單元與初始測量單元 之間的距離，即新的封閉尺寸，在前述帶V形測砧內徑千分尺2的測量範圍 之內；如果步驟④中初始測量單元與最後一個擺放的循環測量單元之間的距 離，即封閉尺寸，在前述帶V形測砧內徑千分尺2的測量範圍下限之外，則 移去步驟④中最後一個循環測量單元，然後按步驟③擺放若干機動測量單元， 使得最後一個擺放的機動測量單元與初始測量單元之間的距離，即新的封閉 尺寸，在前述帶V形測砧內徑千分尺2的測量範圍之內。
如果在上述擺放各循環測量單元和機動測量單元的過程中，前定位元件11 或後定位元件12與被測圓周表面上的凸起或凹陷接觸，可以插入機動測量單 元跨過上述凸起或凹陷，其餘操作方法同步驟(D所述方法。
⑦採用上述步驟擺放各測量單元之後，形成初始測量單元與最後一個擺放的循 環測量單元或機動測量單元之間距離，即最終的封閉尺寸，前定位元件ll
和後定位元件12必然是兩個圓柱體。如圖18所示，將前述帶V形測砧內徑 千分尺2的V形測砧232定位於其中前定位元件11圓柱體沿軸向的中間部 位表面上，轉動帶V形測砧內徑千分尺測微套筒，使帶V形測砧內徑千分尺 2的另一個測頭212中心與後定位元件12圓柱體母線輕微接觸，記錄下此 時帶V形測砧內徑千分尺2的讀數。 ⑧根據所有擺放的測量單元1與被測圓周形成的幾何關係、所有擺放的測量單 元1前定位元件11和後定位元件12的實際直徑、前定位元件11和後定位元 件12軸線之間距離的實際值，以及步驟⑦帶V形測砧內徑千分尺2的讀數和 V形測砧232的角度，編製程序後可以在計算機上計算出被測圓周直徑。測 量過程完畢。
採用交替法的步驟與採用循環法的步驟相同，區別僅在於上述步驟④中，交 替法所採用的循環測量單元較少(最少二個)。假定循環測量單元的數量是三個， 交替法中上述步驟④的操作過程改為按步驟(D的方法擺放第三個循環測量單元 (即最後一個循環測量單元)，然後，保持第二個循環測量單元不動，轉動固定 機構4中的旋鈕142，除去第一個循環測量單元與被測圓周表面0之間的磁力並 移開第一個循環測量單元，按步驟③的方法在第三個循環測量單元之後擺放第一 個循環測量單元。以此類推，直到最後一個擺放的循環測量單元與初始測量單元 之間的距離不足以放下另一個循環測量單元為止。
大型機械裝備，包括大型發電設備、重型機械、大型船舶、大型容器、以及 航天設備等，遍及電力、航空航天、船舶、礦山、冶金、化工、石油和交通等各 個領域，涉及國民經濟的命脈，因此具有重大的意義。大型主軸、大型軸承、大 型齒輪、大型容器，以及大型活塞等是組成大型機械裝備的重要甚至是核心的零 件，它們的加工都需要高精度的大直徑乃至巨大直徑的測量。作為本發明的便攜 式通用大直徑測量規因為具有精度高、沒有測量上限、操作簡便以及便攜性等特 點而在這些場合具有重要的應用價值。
權利要求
1.一種用於巨大直徑測量的可攜式通用大直徑測量規，其特徵在於，該測量規由一系列相互獨立的測量單元(1)和一種帶V形測砧內徑千分尺(2)組成；每個測量單元(1)由一個本體(13)、一個前定位元件(11)、一個後定位元件(12)、若干相同的包含永久磁鐵(1411)的固定機構(14)、二個相同的輔助定位機構(15)，以及對於長度較長的測量單元(1)設置的一個包含有可以被移動和鎖緊的輔助支承元件(161)的輔助支承機構(16)組成，其中，所述的前定位元件(11)和後定位元件(12)位於本體(13)的兩端，固定機構(14)、輔助定位機構(15)和輔助支承機構(16)位於本體(13)上；帶V形測砧內徑千分尺(2)由一個普通內徑千分尺和一個連接在該普通內徑千分尺上具有端部形狀為「V」形的V形測砧(232)的接長杆(23)組成。
2. 如權利要求1所述的用於巨大直徑測量的可攜式通用大直徑測量規，其特 徵在於，所述的本體(13)的總體形狀呈現"一"形，或呈現與被測圓周表面曲 率相一致的彎曲形。
3. 如權利要求1所述的用於巨大直徑測量的可攜式通用大直徑測量規，其特 徵在於，所述的後定位元件(12)是一個圓柱體，前定位元件(11)是一個球體， 或圓柱體，或有效定位部分是長度充分短的圓柱體。
4. 如權利要求1所述的用於巨大直徑測量的可攜式通用大直徑測量規，其特 徵在於，所述的固定機構(14)包含有帶動永久磁鐵(1411)運動的旋鈕或手柄(142)。
5. 如權利要求1所述的固定機構(14)，其特徵在於，其可以正向安裝在測 量單元(1)的本體(13)上，也可以反向安裝在測量單元(1)的本體(13)上。
6. 如權利要求1所述的用於巨大直徑測量的可攜式通用大直徑測量規，其特 徵在於，所述的長度較長的測量單元(1)上所設置的輔助支承機構(16)包含 有一個可以移動輔助支承元件(161)的壓簧(162)，以及可以鎖緊該輔助支承 元件(161)的手柄(16111)。
7. 如權利要求1所述的輔助支承機構(16)，其特徵在於，其正向安裝在測 量單元(l)的本體(13)上，或反向安裝在測量單元(1)的本體(13)上。
8. 如權利要求1所述的用於巨大直徑測量的可攜式通用大直徑測量規，其特 徵在於，所述的兩個相同的輔助定位機構(15)各包含一個可以轉動的輔助定位 元件(151)，該輔助定位元件(151)具有端面(1513)和交線(1514)。
9. 一種如權利要求1所述的用於巨大直徑測量的可攜式通用大直徑測量規 的測量方法，其特徵在於該方法是首先將所述的測量單元(1)按使用功能分成初始測量單元、循環測量單元和 機動測量單元三類，其中初始測量單元的數量為一個，前定位元件(11)和後定 位元件(12)都是圓柱體；循環測量單元的數量為二個以上，後定位元件(12) 是一個圓柱體，前定位元件(11)是一個球體，或有效定位部分是長度充分短的 圓柱體，循環測量單元的長度較長;機動測量單元的數量為若干，後定位元件(12) 是一個圓柱體，前定位元件(11)是一個球體，或有效定位部分是長度充分短的 圓柱體，每個機動測量單元的長度都小於循環測量單元的長度，且互不相等；測量巨大直徑時的具體操作可以採用循環法和交替法兩種方法，採用循環法時的步驟如下①將初始測量單元擺放於被測圓周表面被測直徑部位處，確認初始測量單元上前定位元件(11)和後定位元件(12)不與被測圓周表面上的凸起或凹陷接觸，使初始測量單元的方向，即連接並垂直於初始測量單元前定位元件(ll)和後定位元件(12)軸線的線段的方向，與被測圓周軸線異面垂直，可採用 如下二種方法之一達此目的C.瞄準法如果在此之前已經通過某種方法在被測圓周表面被測直徑部位 處劃了一個位於被測圓周橫截面內的圓標記，採用初始測量單元上的輔 助定位元件(151)瞄準此圓標記；d.端面法如果被測圓周具有端面且該端面距被測直徑部位足夠近，採用 初始測量單元上的輔助定位元件(151)接觸此端面； 完成上述定位後，轉動固定機構(14)中的旋鈕或手柄(142)，改變固定機構(14)中的永久磁鐵(1411)的位置，從而在初始測量單元與被測圓周表面之間產生足夠大的磁力，使初始測量單元牢固而可靠地附著於被測圓周表面上；如果初始測量單元上設置輔助支承機構16，則按如下步驟操作首先， 將初始測量單元按上述方法定位於被測圓周表面上，移動輔助支承機構(16) 上的輔助支承元件(161)，使之與被測圓周表面接觸，鎖緊之後，轉動固定 機構(14)中的旋鈕或手柄(142)，改變固定機構(14)中的永久磁鐵(1411) 的位置，從而在初始測量單元與被測圓周表面之間產生足夠大的磁力，使初 始測量單元牢固而可靠地附著於被測圓周表面上；② 第一個循環測量單元擺放於被測圓周表面被測直徑部位處，使該循環測量單 元前定位元件(11)與初始測量單元的後定位元件(12)沿軸向的中間部位 輕微接觸，並使該循環測量單元的方向，即連接該循環測量單元前定位元件(11)和後定位元件(12)中心並垂直於後定位元件(12)軸線的線段的方 向，與被測圓周軸線異面垂直，方法同步驟①所述方法；完成上述定位後， 使該循環測量單元牢固而可靠地附著於被測圓周表面上，方法同步驟①所述 方法；③ 將第二個循環測量單元擺放於被測圓周表面被測直徑部位處，使該循環測量 單元前定位元件(11)與第一個循環測量單元的後定位元件(12)沿軸向的中 間部位輕微接觸，並使該循環測量單元的方向，即連接該循環測量單元前定 位元件(11)和後定位元件(12)中心並垂直於後定位元件(12)軸線的線 段的方向，與被測圓周軸線異面垂直，方法同步驟①所述方法，完成上述定 位後，使該循環測量單元牢固而可靠地附著於被測圓周表面上，方法同步驟 ①所述方法；④ 按步驟③所述方法重複擺放其餘循環測量單元，直到最後一個擺放的循環測 量單元與初始測量單元之間的距離不足以放下另一個循環測量單元為止；⑤ 如果步驟④中初始測量單元與最後一個擺放的循環測量單元之間的距離，即 封閉尺寸，在帶V形測砧內徑千分尺(2)的測量範圍之內，則此步驟略去； 如果步驟④中初始測量單元與最後一個擺放的循環測量單元之間的距離，即 封閉尺寸，在帶V形測砧內徑千分尺(2)的測量範圍上限之外，按步驟③擺 放若干機動測量單元，使得最後一個擺放的機動測量單元與初始測量單元之 間的距離，即新的封閉尺寸，在帶V形測砧內徑千分尺(2)的測量範圍之內； 如果步驟④中初始測量單元與最後一個擺放的循環測量單元之間的距離，即 封閉尺寸，在帶V形測砧內徑千分尺(2)的測量範圍下限之外，則移去步驟 ④中最後一個循環測量單元，然後按步驟③擺放若干機動測量單元，使得最 後一個擺放的機動測量單元與初始測量單元之間的距離，即新的封閉尺寸， 在帶V形測砧內徑千分尺(2)的測量範圍之內； ◎如果在上述擺放各循環測量單元和機動測量單元的過程中，前定位元件(ll) 或後定位元件(12)與被測圓周表面上如果存在的凸起或凹陷接觸，可以插 入一個適當長度的機動測量單元跨過上述凸起或凹陷，其餘操作方法同步驟 ③所述方法；⑦ 採用上述步驟擺放各測量單元之後，形成初始測量單元與最後一個擺放的循 環測量單元或機動測量單元之間距離，即最終的封閉尺寸，的前定位元件(ll) 和後定位元件(12)必然是兩個圓柱體。將帶V形測砧內徑千分尺(2)的V 形測砧(232)定位於前定位元件(11)圓柱體沿軸向的中間部位表面上，轉 動帶V形測砧內徑千分尺(2)的測微套筒，使帶V形測砧內徑千分尺(2) 的另一個測頭端部的中心與後定位元件(12)圓柱體母線接觸，記錄下此時 帶V形測砧內徑千分尺(2)的讀數；⑧ 根據所有擺放的測量單元與被測圓周形成的幾何關係、所有擺放的測量單元 前定位元件(11)和後定位元件(12)的實際直徑、前定位元件(11)和後 定位元件(12)軸線或球心之間距離的實際值，以及步驟⑦帶V形測砧內徑 千分尺(2)的讀數和V形測砧(232)的角度，編製程序後可以在計算機上 計算出被測圓周直徑。測量過程完畢；採用交替法的步驟與採用循環法的步驟相同，區別僅在於上述步驟④中，交 替法所採用的循環測量單元較少；假定循環測量單元的數量是三個，交替法中上 述步驟④的操作過程改為按步驟③的方法擺放第三個循環測量單元，即最後一 個循環測量單元，然後，保持第二個循環測量單元不動，通過轉動固定機構(14) 中的旋鈕或手柄(142)的操作，除去第一個循環測量單元與被測圓周表面之間 的磁力並移開第一個循環測量單元，按步驟③的方法在第三個循環測量單元之後 擺放第一個循環測量單元；以此類推，直到最後一個擺放的循環測量單元與初始 測量單元之間的距離不足以放下另一個循環測量單元為止。
全文摘要
用於巨大直徑測量的可攜式通用大直徑測量規及測量方法是一種用於巨大直徑高精度測量的效率顯著提高的裝置及其測量方法，該測量規由一系列相互獨立的測量單元(1)和一種帶V形測砧內徑千分尺(2)組成；每個測量單元(1)由一個本體(13)、一個前定位元件(11)、一個後定位元件(12)、若干相同的包含永久磁鐵(1411)的固定機構(14)、二個相同的輔助定位機構(15)，以及對於長度較長的測量單元(1)設置的一個包含有可以被移動和鎖緊的輔助支承元件(161)的輔助支承機構(16)組成，帶V形測砧內徑千分尺(2)由一個普通內徑千分尺和一個連接在該普通內徑千分尺上具有端部形狀為「V」形的V形測砧(232)的接長杆(23)組成。
文檔編號G01B5/08GK101113884SQ20071002499
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月18日 優先權日2007年7月18日
發明者彬 李 申請人:東南大學