本发明涉及测量技术领域，具体的说，是一种小倾角切削部的形状测量组件及其倾角测量组件。
背景技术：
刀具，作为一种切削工具，其应用的范围极为广泛。而最为常见的、最为大众所熟知的则是家用菜刀、家用水果刀等日常刀具。而无论是何种刀具，其使用一定时间后，其刀刃都会出现一些豁口或弯曲，导致刀刃锋利度下降变钝，需要借助磨刀工具对其打磨。
目前对家用刀具打磨的方式，主要还是到专门的刀具打磨点或者等到磨刀师傅到小区来。由于受目前国内住宅环境的影响，磨刀师傅很难进到小区内，只能在小区大门口处驻守，导致住在小区内的住户，尤其是住在高层的住户，一般情况下是无法知道磨刀师傅是否来到小区门口的，经常遇到磨刀师傅未到或者已经离开的情况，最终无法对刀具进行打磨。
为方便住户能够方便的对家用刀具进行打磨，并且随时都可以打磨，需要设计一种能够全天24小时提供磨刀服务的自动磨刀机。申请人在2019年提交了申请号为：2019107658081、201910907999.0、cn201910903557.9、cn201921592917.x等一系列关于自动磨刀机的专利申请。在此批次专利申请所记载的技术方案中，并未详细公开如何检车刀具其刃口的倾角及弧形刃口的形状。
技术实现要素：
本发明提供了一系列不同于现有技术的小倾角切削部的形状测量组件及其倾角测量组件，通过采集待测件的刃口与齿片的测量段接触时齿片旋转而形成的偏角，即可获得刃口其倾角的角度。
本发明提供的不同结构的一系列小倾角切削部的形状测量组件及其倾角测量组件，其共同的技术思路就是：通过齿片测量段设置锯齿的直线测量边，与待测件小倾角切削部的侧壁接触，获取二者贴合对应的接近临界状态下齿片的偏角，从而获取待测件小倾角切削部的倾角。
一方面，本发明所述的小倾角切削部的形状测量组件，按照倾角测量组件和刃形测量组件是否安装在同一个基座上，可以将本发明的技术方案分为两类结构。另一方面，本发明所述的小倾角切削部的形状测量组件，既可以通过手动调节测量端与待测部的位置也可以通过调节部件自动调节测量端与待测部的位置，在自动调节测量端与待测部位置时又需要与夹持待测件的夹持装置配套使用，因此按照测量过程中待测件、形状测量组件二者一动一不动的相对运动结构，又可以将所述的小倾角切削部的形状测量组件分类两类结构。
本发明先按照倾角测量组件和刃形测量组件是否安装在同一个基座上提供了两大类具体技术方案。
第一大类技术方案：所述倾角测量组件和刃形测量组件拥有摇臂座这一共同基座，从而实现一套调节部件既能用于倾角测量组件测量端位置调整又能用于刃形测量组件测量端位置调整的目的。
第一大类技术方案具体内容如下：一种小倾角切削部的形状测量组件，包括倾角测量组件和刃形测量组件；
所述倾角测量组件包括摇臂座、钢丝弹簧、通过钢丝弹簧转动安装在摇臂座上的滑轴柱、套装在滑轴柱内的滑轴套、连接弹簧、通过连接弹簧横向滑动安装在滑轴套内的滑动轴、安装在滑轴套上的齿片位置传感器、安装在滑动轴前端的齿片以及限位销钉；所述滑轴柱上设置限位腰型槽，所述限位销钉一端穿过限位腰型槽固定安装在滑动轴上、另一端位于限位腰型槽中且能在限位腰型槽中前后移动；所述齿片位置传感器的信号采集端与所述滑动轴未安装齿片的尾端位置对应；能够相对于滑轴柱的转动轴在测量平面内转动的齿片单边或者双边设置有直线测量边，且齿片直线测量边的测量段设置多个锯齿；
所述刃形测量组件包括安装在摇臂座上的刃形测量支架、安装在刃形测量支架上的刃形测量驱动装置、安装在刃形测量驱动装置直线输出端的推杆感应器、安装在推杆感应器伸缩端的轮卡、安装在轮卡中的槽轮。
此方案中，所述钢丝弹簧一端与滑轴柱连接，且钢丝弹簧另一端相对于摇臂座位置固定。钢丝弹簧相对于摇臂座位置固定的一端可以与摇臂座直接连接，也可以与摇臂座间接连接，还可以安装在壳体、支架等其他部件上。
第二大类技术方案：所述倾角测量组件和刃形测量组件各自独立安装，因此倾角测量组件测量端的位置单独调整，刃形测量组件测量端的位置单独调整。
第二大类技术方案具体内容如下：一种小倾角切削部的形状测量组件，包括倾角测量组件和刃形测量组件；
所述倾角测量组件包括齿条座、扭簧、通过扭簧转动安装在齿条座上的齿片；能够相对于齿条座在测量平面内转动的齿片单边或者双边设置有直线测量边，且齿片直线测量边的测量段设置多个锯齿；
所述刃形测量组件包括刃形测量驱动装置、安装在刃形测量驱动装置直线输出端的推杆感应器、安装在推杆感应器伸缩端的轮卡、安装在轮卡中的槽轮。
针对第一大类技术方案，进一步提供了形状测量组件中倾角测量组件能够向待测件靠近进行测量位置调节的具体方案。此时，所述倾角测量组件还包括倾角测量直线导轨组件以及倾角测量直线驱动装置，所述倾角测量底座与倾角测量直线导轨组件的滑台连接；所述倾角测量直线驱动装置的直线输出端与驱动倾角测量底座连接，能够通过驱动倾角测量底座带着倾角测量转角驱动装置、摇臂座一起沿倾角测量直线导轨组件的导轨直线移动。
针对第二大类技术方案，进一步提供了形状测量组件中倾角测量组件能够向待测件靠近进行测量位置调节的具体方案。此时，所述倾角测量组件还包括倾角测量驱动装置、直线导轨副；所述齿条座通过倾角测量驱动装置的壳体安装在直线导轨副的滑台上；所述倾角测量驱动装置的输出轴与直线导轨副的导轨平行；所述倾角测量驱动装置能够带动齿条座沿直线导轨副的导轨直线移动。
本发明所有技术方案的共同技术构思就在于：齿片直线测量边的测量段设置多个锯齿。在使用本发明所有技术方案进行测量时，先使齿片的初始偏角小于待测件切削部的倾角，然后驱使齿片直线测量边的测量段与待测件切削部的侧壁接触并驱使齿片与待测件相互直线靠近，此时待测件切削部的侧壁会向外推动齿片沿其转轴在测量平面内转动，迫使齿片的偏角逐渐增大直至齿片直线测量边的测量段与待测件切削部的侧壁恰好贴合的临界状态，继续驱使齿片直线测量边的测量段与待测件切削部的侧壁接触并驱使齿片与待测件相互直线靠近，此时待测件切削部的尖端就会抵触在齿片某一锯齿的侧壁而使齿片处于卡顿状态，获取临界状态时齿片的偏角或者卡顿状态时齿片的偏角（测量中止时齿片的偏角）即可用于获取该待测件切削部的倾角。
首先，获取齿片偏角有多种方式：
第一种，通过具有刻度的角度尺比照齿片直线测量边的位置，人工直接读取齿片的偏角；
第二种，通过角度传感器直接读取齿片的偏角；
第三种，通过获取驱使齿片直线移动的驱动装置（如：倾角测量直线驱动装置、倾角测量驱动装置）的变化参数查询齿片的偏角。
第一种、第二种为直接读取齿片偏角的方式。第三种为计算获取齿片偏角的方式。
对于第三种获取卡顿状态时齿片偏角的方式，通常以倾角测量直线驱动装置、倾角测量驱动装置采用伺服电机为前提，由于在相同驱动装置参数、齿片参数的条件下，齿片旋转轴直线移动的距离与齿片偏角存在多组一一对应的关系，而通过获取伺服电机移动端行程即可调取对应的齿片偏角。因此，可以将伺服电机移动端行程-齿片偏角的多组对应关系数据预先写入外接的控制器中，测量过程中仅需读取伺服电机的电信号参数即可获取对应的伺服电机移动端行程，从而调取对应的齿片偏角。
需要说明的是，初始状态时齿片的偏角可预先设定，通常其偏角读数已知。因此，倾角测量组件进行待测件切削部倾角测量时，可以将直接读取的测量中止时齿片的偏角等同于待测件切削部倾角，也可以通过计算齿片从初始状态到测量中止时变化的角度与初始状态时齿片的偏角之和计算齿片相对于原点位的偏角，从而计算出待测件切削部倾角。
其次，获取测量中止时齿片偏角的时机有两种情况：
第一种，读取临界状态时齿片的偏角；
第二种，读取卡顿状态时齿片的偏角。
对于第一种读取临界状态时齿片的偏角的情况，比较适用于人工读取或采用工业相机等配套装置识别临界状态以作为测量中止状态的情况。而对于第二种读取卡顿状态时齿片的偏角的情况，比较适用于采用接触开关等位置传感器或读取伺服电机电参数判断测量中止状态的情况。进一步，对于第二种读取卡顿状态时齿片的偏角的情况，可以通过调整齿片锯齿参数、设置误差补偿参数等方式提高最终的测量精度。获取测量中止时齿片偏角时机的两种方式各有优势，可根据实际使用场景进行选择。
需要说明的是，本发明所提供的小倾角切削部的形状测量组件，是在解决如何进行菜刀刀刃倾角、形状测量时产生的技术方案，但此技术方案不仅限于测量菜刀刀刃倾角、形状，对于和菜刀刀刃结构相同或者结构近似的平直切削部也能适用；例如：剪板机的切刀等等。
综合上述技术方案，所述倾角测量驱动装置、倾角测量直线驱动装置、刃形测量驱动装置等等驱动装置均可采用伺服电机。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果。
（1）本发明提供的一种倾角测量组件，通过采集待测件的刃口与齿片的测量段接触时齿片旋转而形成的偏角，即可获取待测部倾角的角度。
（2）本发明提供的一种小倾角切削部的形状测量组件，包括测量倾角的倾角测量组件和测量刃口形状的刃形测量组件；同时测量刃口的倾角及其形状。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为一种形状测量组件的立体结构示意图。
图2为一种具体结构的倾角测量组件的立体结构示意图。
图3为图2的主视图。
图4为摇臂座、滑轴柱、滑动轴、齿片的连接关系示意图。
图5为摇臂座、滑轴柱、滑动轴、齿片、齿片位置传感器连接关系的局部剖面示意图。
图6为扭簧的安装位置示意图。
图7为压板与滑轴柱的连接关系示意图。
图8为一种具体结构的刃形测量组件的示意图。
图9为图1中刃形测量组件的示意图。
图10为另一种具体结构的倾角测量组件及刃形测量组件的立体示意图。
图11为图10中倾角测量组件的立体示意图。
图12为图10中倾角测量组件的主视图。
图13为采用小倾角切削部的形状测量组件对大菜刀进行形状测量时的使用状态图。
图14为初始状态时齿片与大菜刀刀刃的相对位置关系示意图。
图15为临界状态时齿片与大菜刀刀刃的相对位置关系示意图。
图16为卡顿状态时齿片与大菜刀刀刃的相对位置关系在刀刃处的局部放大示意图。
其中：31、倾角测量组件；311、倾角测量驱动装置；312、直线导轨副；313、齿条座；314、齿片；315、扭簧；
32、刃形测量组件；321、刃形测量驱动装置；322、推杆感应器；323、轮卡；324、槽轮；325、刃形测量支架；
33、倾角测量底座；
341、摇臂座；342、衬套；343、滑轴柱；344、连接弹簧；345、滑动轴；346、齿片位置传感器；347、钢丝弹簧；348、滑轴套；349、限位销钉；350、压板；351、角度调节螺栓；352、倾角测量直线驱动装置；353、倾角测量直线导轨组件；354、倾角测量转角驱动装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
本发明提供了不同结构的一系列小倾角切削部的形状测量组件，其共同的技术思路就是通过带有一排锯齿的齿片314接触待测件小倾角切削部的侧壁，获取二者贴合对应的临界状态时齿片314的偏角或刚刚超过临界状态进入卡顿状态时齿片314的偏角，从而获取待测件切削部的倾角。
为了方便描述形位关系，先进行如下说明：在测量平面内，具有多个锯齿的齿片314其锯齿齿尖连线呈一段直线段，记为直线段a；而从齿尖向齿根过渡的齿侧壁形成凹部；同时，待测件其刃口倾角对应的侧壁也呈一段直线段，记为直线段b。对于单倾角的刃口，将刃口无倾角（相当于倾角为90°）的侧壁在测量平面内对应的直线段即为统一参考基准线；对于双倾角的刃口，以测量平面内刃口中轴线为统一参考基准线；统一参考基准线即为基准线o。基于此，本发明通过齿片314偏角反映刃口倾角的工作原理如下：当直线段a与直线段b重合时，直线段a与基准线o的夹角与直线段b与基准线o的夹角相等，此时齿片314的偏角即为刃口在直线段b对应侧的倾角。
当然，为了方便说明通过采集待测件的刃口与齿片314的测量段接触时齿片314旋转而形成的偏角获得刃口倾角角度的工作原理，还可以通过构建xyz坐标系，将xy平面作为测量平面。由于工作原理一致，仅描述方式不同，故不再赘述。
下文将以大菜刀100作为待测件，结合附图1-图16详细描述小倾角切削部的形状测量组件的不同结构。
实施例1：
本实施例结合xyz坐标系，以测量大菜刀100刀片的形状为例，进行详细说明。此时，待测件为菜刀，菜刀100的刀片整体与xz平面平行且菜刀仅沿z轴方向上下移动，测量平面为xy平面或与xy平面平行的平面。使用本实施例所述的形状测量组件时，需要搭配能驱使作为待测件的大菜刀100沿z方向移动的竖向移动装置。
首先，本实施例提供一种倾角测量组件31。如图2-图7所示，一种倾角测量组件31，包括摇臂座341、钢丝弹簧347、通过钢丝弹簧347转动安装在摇臂座341上的滑轴柱343、套装在滑轴柱343内的滑轴套348、连接弹簧344、通过连接弹簧344横向滑动安装在滑轴套348内的滑动轴345、安装在滑轴套348上的齿片位置传感器346、安装在滑动轴345前端的齿片314以及限位销钉349；所述滑轴柱343上设置限位腰型槽，所述限位销钉349一端穿过限位腰型槽固定安装在滑动轴345上、另一端位于限位腰型槽中且能在限位腰型槽中前后移动；所述齿片位置传感器346的信号采集端与所述滑动轴345未安装齿片314的尾端位置对应；能够相对于滑轴柱343的转动轴在测量平面内转动的齿片314单边或者双边设置有直线测量边，且齿片314直线测量边的测量段设置多个锯齿。
进一步地，所述齿片314左右两侧均设置具有直线测量边的测量段。齿片314直线测量边的测量段设置多个锯齿。多个锯齿形状一致且等距分布。锯齿的形状为三角形或梯形。所述齿片314的测量段的末端还设置有末齿限位凸部，用于放置测量时出现待测件切削部的尖端超越齿片314测量段的情况，即避免测量超限的情况。
进一步地，所述倾角测量组件31还包括与摇臂座341固定连接的压板350和安装在滑轴柱343上的角度调节螺栓351；所述压板350一端套接在摇臂座341的转动轴上且设置有弧形槽，且压板350另一端向外延伸；所述角度调节螺栓351的螺帽位于弧形槽中；所述钢丝弹簧347一端与滑轴柱343连接，且钢丝弹簧347另一端与压板350连接。由于角度调节螺栓351仅能在弧形槽中移动，从而限制间接安装在滑轴柱343上的齿片314发生偏转的角度阈值。所述摇臂座341的转动轴和滑轴柱343的转动轴不同轴。
更进一步地，所述倾角测量组件31还包括套装在滑动轴345上的衬套342；所述衬套342过盈配合安装在滑轴套348的前端。此结构中，衬套342与滑动轴345可以是间隙配合，也可以是小过盈配合。另一方面，所述齿片位置传感器346也可以采用接近开关或距离传感器。
基于采用接近开关的齿片位置传感器346，当衬套342与滑动轴345间隙配合时，初始状态下，连接在滑动轴345与滑轴套348之间的连接弹簧344可以是既不拉伸也不压缩的自然状态。当齿片314测量段与大菜刀100刃口侧壁接触时会使齿片314、滑动轴345一起向滑轴套348的尾端产生一小段位移，但不会接触齿片位置传感器346的探测端，只有当待测部的大菜刀100刃口的尖端抵触在齿片314侧壁而处于卡顿状态时，齿片314、滑动轴345一起向滑轴套348的尾端进一步产生一段位移，才会接触齿片位置传感器346的探测端，触发齿片位置传感器346向外接的控制器发出信号。
基于采用接近开关的齿片位置传感器346，当衬套342与滑动轴345小过盈配合时，初始状态下，连接在滑动轴345与滑轴套348之间的连接弹簧344处于轻微压缩的状态，但连接弹簧344的弹力小于过盈配合的衬套342、滑动轴345之间的摩擦力，安装齿片的滑动轴345不会轻易相对于滑轴套348发生滑动。当齿片314测量段与大菜刀100刃口侧壁接触时增加的反作用力也不会使滑动轴345相对于滑轴套348滑动，这些状态下滑动轴345的尾端均不会接触齿片位置传感器346的探测端，只有当待测部的大菜刀100刃口的尖端抵触在齿片314侧壁而处于卡顿状态时，安装齿片314的滑动轴345收到卡顿状态产生的作用力大于过盈配合的衬套342、滑动轴345之间的摩擦力，从而驱使滑动轴345向滑轴套348的尾端移动并接触到齿片位置传感器346的探测端，此时触发齿片位置传感器346向外接的控制器发出信号。
所述倾角测量组件31中限位销钉349一端穿过限位腰型槽固定安装在滑动轴345上、限位销钉349另一端位于限位腰型槽中且能在限位腰型槽中前后移动。当限位销钉349与限位腰型槽的前端壁面接触时，能够防止滑动轴345脱离滑轴套348；而当滑动轴345的尾端与齿片位置传感器346刚接触时限位销钉349与限位腰型槽靠近齿片位置传感器346一侧的尾端壁面还存在间隙，从而在齿片314受到小强度过度冲击时能对齿片位置传感器346进行一定保护。
其次，本实施例提供一种刃形测量组件32。如图8-图9所示，所述刃形测量组件32包括安装在摇臂座341上的刃形测量支架325、安装在刃形测量支架325上的刃形测量驱动装置321、安装在刃形测量驱动装置321直线输出端的推杆感应器322、安装在推杆感应器322伸缩端的轮卡323、安装在轮卡323中的槽轮324。所述刃形测量驱动装置321、推杆感应器322分别与外接的控制器电信号连接。
进一步地，所述推杆感应器322的伸缩轴与刃形测量驱动装置321的输出轴平行但不同轴。
基于上述结构的倾角测量组件31、刃形测量组件32，本实施例进一步提供一种小倾角切削部的形状测量组件，包括倾角测量组件31、刃形测量组件32、控制器。此时，所述倾角测量组件31还包括倾角测量直线导轨组件353以及倾角测量直线驱动装置352，所述倾角测量底座33与倾角测量直线导轨组件353的滑台连接；所述倾角测量直线驱动装置352的直线输出端与倾角测量底座33连接，能够通过驱动倾角测量底座33带着倾角测量转角驱动装置341、摇臂座341一起沿倾角测量直线导轨组件353的导轨直线移动。
用所述倾角测量组件31对大菜刀100等待测件进行刀片刃口倾角测量时，先通过倾角测量转角驱动装置354驱使转动安装在倾角测量底座33上的摇臂座341转动一定的小角度，从而带动摇臂座341、安装在摇臂座341上的滑轴柱343以及安装在滑轴柱343内齿片314一起旋转一个小角度，使得刃口与齿片314相互靠近的时候是斜切接触，而避免与刃口直线对冲，便于后续测量工作的开展。当齿片314测量段的锯齿与刃口侧壁接触后，驱使大菜刀100与齿片314相互直线运动并靠近即可进行倾角测量。用所述刃形测量组件32对大菜刀100等待测件进行刀片刃口形状测量时，先通过刃形测量驱动装置321驱使通过轮卡323安装在推杆感应器322伸缩端的槽轮324与刃口接触，然后人工或通过夹持刀具组件驱使大菜刀100进行竖向移动，通过始终与刃口接触的轮卡323配合推杆感应器322采集刃口刃形上的多个位置点，从而获取刃口刃形。最终可以获取刃口各个位置点在三轴坐标系中的相对位置。其工作原理为公知常识，不再赘述。
本实施例中所提供的技术方案，其重点技术创新点之一在于：利用具有多个锯齿的齿片314进行倾斜部的倾角测量。如图14-图16所示，所述齿片314的直线测量边上由多个呈线性排布的锯齿形成测量段；而且齿片314的旋转轴与滑轴柱343的转动轴同轴。
测量时，先使齿片314的初始偏角小于大菜刀100的刃口的倾角，然后驱使齿片314直线测量边的测量段与大菜刀100的刃口的侧壁接触并驱使齿片314与待测件相互直线靠近，此时大菜刀100的刃口的侧壁会向外推动齿片314沿其转轴在测量平面内转动，迫使齿片314的偏角逐渐增大直至齿片314直线测量边的测量段与大菜刀100的刃口的侧壁恰好贴合的临界状态，继续驱使齿片314直线测量边的测量段与大菜刀100的刃口的侧壁接触并驱使齿片314与待测件相互直线靠近，此时大菜刀100的刃口的尖端就会抵触在齿片314某一锯齿的侧壁而使齿片314处于卡顿状态，获取临界状态时齿片314的偏角或者卡顿状态时齿片314的偏角，即可用于获取该大菜刀100的刃口的倾角。此方法测量一次为单边测量，采用同样方式一左一右测量两次便可以实现双边测量。
其中，以临界状态时齿片314的偏角或者卡顿状态时齿片314的偏角作为测量中止时齿片314的偏角。一方面，对测量角度准确度的影响通常在实际生产允许范围之内。另一方面，也可以根据实际情况，调整结构参数或采用误差补偿的方式提高测量精度。
进一步地，对于设置齿片位置传感器346的技术方案，由于卡顿状态时，安装齿片314的滑动轴345会撞击齿片位置传感器346的探测端而向控制器发出信号，此方案更适用于通过控制器自动获取测量中止时齿片314偏角的适应场景。
本实施例中所提供的技术方案，其重点技术创新点之二在于：齿片314旋转过的角度可以用角度传感器等测量装置直接读取，也可以通过控制器采用类比的方式计算获取。不设置角度传感器等测量装置读取齿片314旋转角度的技术方案，可以进一步简化装置结构、减少零部件、降低成本。不使用角度传感器等测量装置，而采用类比法计算的时候，因为间接驱使齿片314向待测件直线移动的倾角测量直线驱动装置352参数可知，通过前期测算，即可获知倾角测量直线驱动装置352前进的距离与齿片314旋转角度的对应关系，控制器通过该对应关系即可通过读取到的倾角测量直线驱动装置352的前进距离计算齿片314的旋转角度。当然，也可以将直线驱动装置前进距离与齿片314旋转角度的对应关系形成表格，从而根据读取到的倾角测量直线驱动装置352的前进距离，读取齿片314的旋转角度。例如：倾角测量直线驱动装置352采用伺服电机，通过伺服电机所走的步数及步进伺服电机本身参数计算该步进伺服电机驱使齿片314直线移动的距离，再通过上述对应关系计算齿片314旋转的角度。
本实施例中所提供的技术方案，其重点技术创新点之三在于：所述钢丝弹簧347通过滑轴柱343间接向齿片314提供一种始终向未发生偏转的原点位运动的趋势，从而保证齿片314在测量倾角时能较好的贴合大菜刀100刃口倾斜部。需要说明的是，本实施例中所述钢丝弹簧347一端与滑轴柱343连接且钢丝弹簧347另一端与压板350的远端连接；钢丝弹簧347相对于摇臂座341位置不变的端部可以直接连接在摇臂座341上，也可以连接在与摇臂座341相对位置不变的其他部件上，例如摇臂座341上外接的支臂结构、与摇臂座341固定连接的压板350等。设置钢丝弹簧347的目的就在于，齿片314未接触待测件时记为齿片314的原点位，齿片314的延伸方向与钢丝弹簧347的延伸方向始终垂直，而当齿片314与待测件接触而发生相对于摇臂座341的进一步偏转时，由钢丝弹簧347通过滑轴柱343间接向齿片314提供一个始终向齿片314原点位靠近收拢的拉力。
更进一步，所述形状测量组件还包括用于检测倾角测量底座33是否位于原点位置的第一接近开关；和/或用于检测摇臂座341旋转角度是否位于原点位置的第二接近开关；和/或用于测量推杆感应器322工作端是否位于原点位置的第三接近开关。所述齿片位置传感器346、第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关分别与控制器连接，进行信号反馈。
所述控制器还分别与倾角测量直线驱动装置352、倾角测量转角驱动装置354、刃形测量驱动装置321等驱动装置连接，发送控制信号。
实施例2：
本实施例结合xyz坐标系，以测量大菜刀100刀片的形状为例，进行详细说明。此时，待测件为菜刀，菜刀100的刀片整体与xz平面平行且菜刀仅沿z轴方向上下移动，测量平面为xy平面或与xy平面平行的平面。使用本实施例所述的形状测量组件时，需要搭配能驱使作为待测件的大菜刀100沿z方向移动的竖向移动装置。
首先，本实施例提供一种倾角测量组件31。所述倾角测量组件31包括齿条座313、扭簧36、通过扭簧36转动安装在齿条座313上的齿片314；能够相对于齿条座313在测量平面内转动的齿片314单边或者双边设置有直线测量边，且齿片214直线测量边的测量段设置多个锯齿。所述倾角测量组件31还包括倾角测量驱动装置311、直线导轨副312；所述齿条座313通过倾角测量驱动装置311的壳体安装在直线导轨副312的滑台上；所述倾角测量驱动装置311的输出轴与直线导轨副312的导轨平行；所述倾角测量驱动装置311能够带动齿条座313沿直线导轨副312的导轨直线移动。
如图10-图13所示，所述倾角测量组件31包括倾角测量驱动装置311、由滑动连接的滑台和直线导轨组成的直线导轨副312、通过扭簧转动安装在滑台上的齿条座313、通过齿条座313安装在直线导轨副312的滑台上的齿片314；所述齿片314的测量段沿直线测量边设置多个锯齿；所述倾角测量驱动装置311通过直线导轨副312的滑台驱使齿片314直线移动，且齿片314能够通过齿条座313相对于滑台在测量平面内转动。也就是说，在xyz坐标系中，导轨的长度方向与x轴平行。使用时，大菜刀100相对于形状测量组件仅上下竖向移动而无横向移动，需要使移动形状测量组件中的测量元件靠近待测件以进行测量。
所述倾角测量驱动装置311通过直线导轨副312的滑台驱使齿片314直线移动的具体结构可以采用以下几种典型结构或其简单的变形结构。
第一种倾角测量驱动装置311的结构，倾角测量驱动装置311直接采用固定轴步进马达或贯通轴步进马达，马达主体安装在滑台上，马达输出轴与直线导轨平行安装。固定轴步进马达或贯通轴步进马达工作时，马达主体和滑台收到马达输出轴和直线导轨的限位作用而进行直线移动，此时通过齿条座313安装在滑台上的齿片314也随之一起直线移动。
第二种倾角测量驱动装置311的结构，倾角测量驱动装置311直接采用直线电推缸，直线电推缸主体相对直线滑轨位置不变，直线电推缸输出轴与滑台连接。直线电推缸工作时，直线电推缸输出轴推动滑动使其沿着直线导轨进行直线移动，此时通过齿条座313安装在滑台上的齿片314也随之一起直线移动。
所述齿片314能够通过齿条座313相对于滑台在测量平面内转动的具体结构，如图10所示，齿片314的一端安装在齿条座313上，齿条座313通过扭簧安装在滑台上。初始安装时，齿片314与直线导轨二者之间要保持一定的角度的初始偏角，且初始偏角要小于待测件待测部倾角。通常要记录初始角度以便于后期计算或核算待测件其待测部的倾角。
其次，本实施例提供一种刃形测量组件32。所述刃形测量组件32包括刃形测量驱动装置321、安装在刃形测量驱动装置321直线输出端的推杆感应器322、安装在推杆感应器322伸缩端的轮卡323、安装在轮卡323中的槽轮324；所述控制器分别与刃形测量驱动装置321、推杆感应器322电信号连接。也就是说，在xyz坐标系中，待测件待测部外轮廓在xz平面的投影为一条线段，通常菜刀刃口在xz平面的投影为一条直线段或一条弧线段。这里的直线段既包括绝对直线段也包括加工公差允许范围内所对应的近似直线的直线段。
通过刃形测量驱动装置321调整槽轮324的初始位置，确保作为待测件的菜刀其刃口经过刃形测量驱动装置321的槽轮324时始终与槽轮324接触。此状态下，槽轮324中心轴在菜刀沿z轴移动这段时间内所处的一组位置参数间接反映了菜刀刀刃的刃形。
基于上述倾角测量组件31、刃形测量组件32，本实施例提供一种小倾角切削部的形状测量组件，包括倾角测量组件31和/或刃形测量组件32。
单独设置倾角测量组件31可以进行倾角测量，单独设置刃形测量组件32可以获取刃口轮廓外形。同时设置倾角测量组件31和刃形测量组件32即可同时获取作为待测件的菜刀的刃形和刃口的倾角，以便于后续打磨刃口的操作。
在本实施例中，还需要对控制器进行补充说明。本实施例中依据部件之间相对位置关系进行定位，但数据传输、数据处理、控制指令下发均需要使用控制器或与控制器功能类似的处理器。在本实施例中，所述控制器与倾角测量驱动装置311、刃形测量驱动装置321、角度传感器、推杆感应器322连接；一方面，所述控制器采集角度传感器、推杆感应器322、倾角测量驱动装置311、刃形测量驱动装置321的数据，获知传感器采集到的数据、驱动装置的步距等；一方面，所述控制器向倾角测量驱动装置311、刃形测量驱动装置321下发控制指令；另一方面，所述控制器还需要通过采集到的数据分析并记录倾角、刃形这两项参数。
但采用单边设置测量段的齿片314，需要测量刃口两侧都有倾角的待测件时，仅需要同时设置一左一右两套倾角测量组件31即可。
实施例3：
本实施例提供了一种小倾角切削部的形状测量组件，使用时，移动形状测量组件中的测量元件不需要向待测件靠近，而是移动待测件使其向形状测量组件中的测量元件移动，以进行测量。
本实施例结合xyz坐标系，以测量大菜刀100刀片的形状为例，进行详细说明。此时，待测件为菜刀，大菜刀100的刀片整体与xz平面平行且菜刀仅沿z轴方向上下移动，测量平面为xy平面或与xy平面平行的平面。使用本实施例所述的形状测量组件时，不仅需要搭配能驱使待测件沿z方向移动的竖向移动装置，还需要搭配能驱使待测件沿x方向移动的横向移动装置。
首先，本实施例提供一种倾角测量组件31。所述倾角测量组件31包括齿条座313、通过扭簧转动安装在齿条座313上的齿片314，齿片314能够相对于齿条座313在测量平面内转动；所述齿片314的测量段沿直线测量边设置多个锯齿。
当沿x方向移动的横向移动装置驱使待测件相对于倾角测量组件31靠近时，齿片314的测量边与待测件的测量部发生一系列相对位置变化，在二者恰好相互贴合的临界位置，即可获取此时测量部对应的倾角。
其次，本实施例提供一种刃形测量组件32；所述刃形测量组件32包括与控制器电信号连接的刃形测量驱动装置321、安装在刃形测量驱动装置321直线输出端的与控制器电信号连接的推杆感应器322、安装在推杆感应器322伸缩端的轮卡323、安装在轮卡323中的槽轮324；所述控制器分别与刃形测量驱动装置321、推杆感应器322电信号连接。
在进行刃形测量时，还是需要作为待测件的大菜刀100仅沿z轴移动，并通过刃形测量驱动装置321调整槽轮324的初始位置，确保作为待测件的菜刀其刃口经过刃形测量驱动装置321的槽轮324时始终与槽轮324接触。此状态下，槽轮324中心轴在菜刀沿z轴移动这段时间内所处的一组位置参数间接反映了菜刀刀刃的刃形。
基于上述倾角测量组件31、刃形测量组件32，本实施例提供一种小倾角切削部的形状测量组件，包括倾角测量组件31和/或刃形测量组件32。
单独设置倾角测量组件31可以进行倾角测量，单独设置刃形测量组件32可以获取刃口轮廓外形。同时设置倾角测量组件31和刃形测量组件32即可同时获取作为待测件的菜刀的刃形和刃口的倾角，以便于后续打磨刃口的操作。
在本实施例中，还需要对控制器进行补充说明。本实施例中依据部件之间相对位置关系进行定位，但数据传输、数据处理、控制指令下发均需要使用控制器或与控制器功能类似的处理器。在本实施例中，所述控制器与刃形测量驱动装置321、角度传感器、推杆感应器322连接；一方面，所述控制器采集角度传感器、推杆感应器322、刃形测量驱动装置321的数据，获知传感器采集到的数据、驱动装置的步距等；一方面，所述控制器向倾角测量驱动装置311、刃形测量驱动装置321下发控制指令；另一方面，所述控制器还需要通过采集到的数据分析并记录倾角、刃形这两项参数。
本实施例的其他部分参照实施例1所述内容。
实施例4：
本实施例在实施例2或实施例3的基础上，提供一种小倾角切削部的形状测量组件，待测件和形状测量组件相互靠近以进行测量。仅需要采用实施例1中的形状测量组件和实施例2中驱使待测件移动的待测件横移组件即可。虽然此类结构需要双向控制，提高控制难度、降低测量精度、也增加了成本，但确实也能实现测量的目的，因此也作为一种典型实施方式进行说明。
本实施例的其他部分与实施例2或实施例3相同，故不再赘述。
实施例5：
本实施例提供一种倾角测量组件31，包括齿条座313、扭簧36、通过扭簧36转动安装在齿条座313上的齿片314；能够相对于齿条座313在测量平面内转动的齿片314单边或者双边设置有直线测量边，且齿片214直线测量边的测量段设置多个锯齿。本实施例提供的是一种极为简单的倾角测量组件结构，单独使用本实施例所述倾角测量组件时，可以通过固定待测件、人员手持倾角测量组件31向待测件靠近的方式，也可以通过固定倾角测量组件31、人员手持待测件靠近的方式，获取测量中止状态齿片314的偏角，从而获取待测件切削部的倾角。此时，优选通过具有刻度的角度尺对照读取齿片314的偏角的角度。
实施例6：
本实施例在上述实施例的基础上，进一步说明所述小倾角切削部的形状测量组件的使用对象不仅仅是菜刀等厨房刀具，还适用于镰刀、锄头、剪板机切刀等。菜刀、镰刀、锄头、剪板机切刀这类产品均具有扁平状刃口。
进一步地，所述小倾角切削部的形状测量组件的测量对象还可以突破扁平状刃口的限制，仅需调整结构的尺寸等参数，即可适用于测量钻头刃口的倾角。
进一步地，所述小倾角切削部的形状测量组件的测量对象还可以突破刃口的限制，用于测量横截面结构类似刃口的具有小倾角结构的对象，如轴的倒角、圆锥的倾角、锥台的倾角等等。
更进一步地，实施例1-实施例5中所公开的形状测量组件可以用于测量倾角，不限于测量小倾角，只是在小倾角测量方面具有更为突出的技术效果。
另外，需要说明的是小倾角是相对概念，本领域一般将小于20°的倾角认定为小倾角。但技术主题中的“小倾角”并不是对所述形状测量组件结构的限定。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
1.一种小倾角切削部的形状测量组件，其特征在于：包括倾角测量组件（31）和刃形测量组件（32）；
所述倾角测量组件（31）包括摇臂座（341）、钢丝弹簧（347）、通过钢丝弹簧（347）转动安装在摇臂座（341）上的滑轴柱（343）、套装在滑轴柱（343）内的滑轴套（348）、连接弹簧（344）、通过连接弹簧（344）横向滑动安装在滑轴套（348）内的滑动轴（345）、安装在滑轴套（348）上的齿片位置传感器（346）、安装在滑动轴（345）前端的齿片（314）以及限位销钉（349）；所述滑轴柱（343）上设置限位腰型槽，所述限位销钉（349）一端穿过限位腰型槽固定安装在滑动轴（345）上、另一端位于限位腰型槽中且能在限位腰型槽中前后移动；所述齿片位置传感器（346）的信号采集端与所述滑动轴（345）未安装齿片（314）的尾端位置对应；
能够相对于滑轴柱（343）的转动轴在测量平面内转动的齿片（314）单边或者双边设置有直线测量边，且齿片（314）直线测量边的测量段设置多个锯齿；
所述刃形测量组件（32）包括安装在摇臂座（341）上的刃形测量支架（325）、安装在刃形测量支架（325）上的刃形测量驱动装置（321）、安装在刃形测量驱动装置（321）直线输出端的推杆感应器（322）、安装在推杆感应器（322）伸缩端的轮卡（323）、安装在轮卡（323）中的槽轮（324）。
2.根据权利要求1所述的一种小倾角切削部的形状测量组件，其特征在于：所述齿片（314）上的锯齿为三角齿或梯形齿。
3.根据权利要求1所述的一种小倾角切削部的形状测量组件，其特征在于：所述倾角测量组件（31）还包括与摇臂座（341）固定连接的压板（350）和安装在滑轴柱（343）上的角度调节螺栓（351）；所述压板（350）一端套接在摇臂座（341）的转动轴上且设置有弧形槽，且压板（350）另一端向外延伸；所述角度调节螺栓（351）的螺帽位于弧形槽中；所述钢丝弹簧（347）一端与滑轴柱（343）连接，且钢丝弹簧（347）另一端与压板（350）连接。
4.根据权利要求1所述的一种小倾角切削部的形状测量组件，其特征在于：所述倾角测量组件（31）还包括套装在滑动轴（345）上的衬套（342）；所述衬套（342）过盈配合安装在滑轴套（348）的前端。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种小倾角切削部的形状测量组件，其特征在于：所述倾角测量组件（31）还包括倾角测量直线导轨组件（353）以及倾角测量直线驱动装置（352），所述倾角测量底座（33）与倾角测量直线导轨组件（353）的滑台连接；所述倾角测量直线驱动装置（352）的直线输出端与驱动倾角测量底座（33）连接，能够通过驱动倾角测量底座（33）带着倾角测量转角驱动装置（341）、摇臂座（341）一起沿倾角测量直线导轨组件（353）的导轨直线移动。
6.一种小倾角切削部的形状测量组件，其特征在于：包括倾角测量组件（31）和刃形测量组件（32）；
所述倾角测量组件（31）包括齿条座（313）、扭簧（36）、通过扭簧（36）转动安装在齿条座（313）上的齿片（314）；
能够相对于齿条座（313）在测量平面内转动的齿片（314）单边或者双边设置有直线测量边，且齿片（314）直线测量边的测量段设置多个锯齿；
所述刃形测量组件（32）包括刃形测量驱动装置（321）、安装在刃形测量驱动装置（321）直线输出端的推杆感应器（322）、安装在推杆感应器（322）伸缩端的轮卡（323）、安装在轮卡（323）中的槽轮（324）。
7.根据权利要求6所述的一种小倾角切削部的形状测量组件，其特征在于：所述齿片（314）上的锯齿为三角齿或梯形齿。
8.根据权利要求6或7所述的一种小倾角切削部的形状测量组件，其特征在于：所述倾角测量组件（31）还包括倾角测量驱动装置（311）、直线导轨副（312）；所述齿条座（313）通过倾角测量驱动装置（311）的壳体安装在直线导轨副（312）的滑台上；所述倾角测量驱动装置（311）的输出轴与直线导轨副（312）的导轨平行；所述倾角测量驱动装置（311）能够带动齿条座（313）沿直线导轨副（312）的导轨直线移动。
9.一种倾角测量组件，其特征在于：包括摇臂座（341）、钢丝弹簧（347）、通过钢丝弹簧（347）转动安装在摇臂座（341）上的滑轴柱（343）、套装在滑轴柱（343）内的滑轴套（348）、连接弹簧（344）、通过连接弹簧（344）横向滑动安装在滑轴套（348）内的滑动轴（345）、安装在滑轴套（348）上的齿片位置传感器（346）、安装在滑动轴（345）前端的齿片（314）以及限位销钉（349）；所述滑轴柱（343）上设置限位腰型槽，所述限位销钉（349）一端穿过限位腰型槽固定安装在滑动轴（345）上、另一端位于限位腰型槽中且能在限位腰型槽中前后移动；所述齿片位置传感器（346）的信号采集端与所述滑动轴（345）未安装齿片（314）的尾端位置对应；
能够相对于滑轴柱（343）的转动轴在测量平面内转动的齿片（314）单边或者双边设置有直线测量边，且齿片（314）直线测量边的测量段设置多个锯齿。
10.一种倾角测量组件，其特征在于：包括齿条座（313）、扭簧（36）、通过扭簧（36）转动安装在齿条座（313）上的齿片（314）；
能够相对于齿条座（313）在测量平面内转动的齿片（314）单边或者双边设置有直线测量边，且齿片（314）直线测量边的测量段设置多个锯齿。
技术总结