[發明專利]一種三爪定心內徑測量設備及其測量方法

有效

• 申請號: 201710010404.2
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106705801B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 洪占勇;劉正瑞;黃雍囥;崔堃;張博文;劉群
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01B5/12
• 分類號: G01B5/12;G01B5/20
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

本發明公開了一種三爪定心內徑測量設備及其測量方法。設備包括圓筒、多個測量組件、驅動裝置。每個測量組件包括支架、測量小輪、軟彈簧、硬彈簧、測量端壓桿、壓片、傳感器、壓片桿、支撐桿。傳感器安裝在圓筒的內側壁上，硬彈簧、壓片、軟彈簧、支架依次連接，硬彈簧固定在圓筒的外側壁上，支架活動安裝測量小輪。測量端壓桿一端穿過硬彈簧、壓片、軟彈簧而固定在支架上，另一端為自由端，且能在軟彈簧和/或硬彈簧受壓縮時能穿過圓筒伸入至傳感器內。壓片桿一端固定在壓片上，另一端通過支撐桿固定在圓筒的外側壁上。驅動裝置包括壓管、步進壓緊裝置、定位軸。定位軸與圓筒的中心軸共軸設置，壓管固定在定位軸上且與多個壓片桿相對應。

技術領域

本發明涉及一種測量設備及其測量方法；尤其涉及一種三爪定心內徑測量設備及其測量方法。

背景技術

在管狀工件的加工過程中，由于制造水平有限,在進行后續的加工工序時，必須對其內徑的參數進行測量，此工序直接關系到工件的生產效率和加工質量。管狀工件尺寸在要求的誤差范圍內是判斷是否合格的標準,因此精確測量管狀工件的內徑尺寸是制造過程中非常重要的流程之一。

在針對一些管狀工件管身較長的情況，一般的測量工具不能進行深層次的截面測量，管狀工件內部環境復雜，需要對工件進行多參數的測量等要求。

發明內容

針對上述技術缺陷，本發明提供一種三爪定心內徑測量設備及其測量方法，其屬于一種低成本、快速、深層次多截面的管狀工件內部尺寸參數的測量裝置及其測量方法。

本發明的解決方案是：一種三爪定心內徑測量設備，其包括圓筒、安裝在圓筒的外側壁上的多個測量組件、驅動多個測量組件進行測量的驅動裝置；

每個測量組件包括支架、測量小輪、軟彈簧、硬彈簧、測量端壓桿、壓片、傳感器、壓片桿、支撐桿；在同一個測量組件中，傳感器安裝在圓筒的內側壁上，硬彈簧的一端固定在圓筒的外側壁上，硬彈簧的另一端上固定在壓片的一側上，壓片的另一側固定軟彈簧的一端，軟彈簧的另一端固定在支架上，支架活動安裝測量小輪；測量端壓桿的一端穿過硬彈簧、壓片、軟彈簧而固定在支架上，測量端壓桿的另一端為自由端，且能在軟彈簧和/或硬彈簧受壓縮時能穿過圓筒伸入至傳感器內；壓片桿的一端固定在壓片上，壓片桿的另一端固定在支撐桿的一端，支撐桿的另一端沿平行于圓筒的中心軸方向延伸且固定在圓筒的外側壁上；

驅動裝置包括壓管、步進壓緊裝置、定位軸；定位軸與圓筒的中心軸共軸設置，壓管固定在定位軸上且與多個壓片桿相對應，步進壓緊裝置能驅動定位軸沿平行于圓筒的中心軸方向延伸，使壓管同時壓持多個壓片桿；壓片桿帶動相應的壓片朝圓筒的中心軸方向聚攏，壓片使硬彈簧受壓縮發生形變直至測量小輪收縮至待測圓管內；保持步進壓緊裝置不動，水平移動整體三爪定心內徑測量設備，使得測量小輪伸入待測圓管中，當測量小輪伸入至待測圓管內的待測量位置后，步進壓緊裝置將壓管從壓片桿上撤回，硬彈簧復位使測量小輪抵持在待測圓管的內壁上，且使軟彈簧受壓縮發生形變；傳感器測量測量端壓桿相對初始位置的位移量，測量小輪在初始位置距離圓筒中心軸的長度減去該位移量即為待測圓管的內壁直徑。

作為上述方案的進一步改進，傳感器的兩個平行電極安裝在每個測量端壓桿伸入到圓筒內的位置處；測量端壓桿伸入到這兩個平行電極之間充當介質；當測量端壓桿的位置變化時，傳感器由測量端壓桿所在兩個平行電極之間的位置測量得出此處的電容量，再將測量得到的電容量轉換為位移量。

作為上述方案的進一步改進，該三爪定心內徑測量設備還包括智能數據處理裝置，該智能數據處理裝置接收多個傳感器的位移量，根據每個位移量獲取測量小輪至圓筒中心軸的距離數據，并將距離數據標定在已準備好的虛擬軸上，并將距離數據的標定點連接起來做外接圓；該虛擬軸為相應測量端壓桿所在的直線。

作為上述方案的進一步改進，圓筒的外側壁上設置導引測量端壓桿的導引管，支撐桿固定在導引管上。

作為上述方案的進一步改進，該三爪定心內徑測量設備還包括鎖緊裝置，其用于鎖緊圓筒和驅動裝置。