[發明專利]一種細長孔幾何參數測量裝置以及方法

有效

• 申請號: 201711053865.4
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107843214B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 邵偉;彭鵬;高瑞鵬;王曉娟;王錯
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01B11/27
• 分類號: G01B11/27;G01B11/24
• 代理公司: 11371 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 金相允

1.一種細長孔幾何參數測量裝置，其特征在于，包括：定位機構、行走機構和測量機構；

所述定位機構用于使待測工件的位置進行自動定心并使待測工件旋轉；

所述測量機構包括：自動定心測頭、韌性測桿、激光器、氣動傳感器和CCD處理器；所述韌性測桿沿其軸向設置有內部通道，且在所述韌性測桿的第一端設置有進氣孔，在所述韌性測桿的第二端設置有自動定心測頭，所述自動定心測頭包括：氣動定心測頭和激光瞄準器；所述激光器設置于所述行走機構上，且所述激光器的光纖穿設于所述韌性測桿的內部通道與所述激光瞄準器連接，所述激光瞄準器與所述CCD處理器信號連接；所述氣動傳感器的氣源通過所述韌性測桿的進氣孔與所述氣動定心測頭連通；

所述行走機構用于攜帶韌性測桿進行移動并使其第二端的自動定心測頭移動至待測工件的細長孔入口處。

2.根據權利要求1所述的細長孔幾何參數測量裝置，其特征在于，所述定位機構包括：工作臺、定位座和滑動座；所述行走機構設置于所述工作臺的第一端，所述滑動座設置于所述工作臺的第二端，所述定位座設置于所述工作臺的中間段，所述CCD處理器設置于所述滑動座上，所述定位座與滑動座用于定位待測工件。

3.根據權利要求2所述的細長孔幾何參數測量裝置，其特征在于，所述定位座上設置有彈性壓緊機構，所述彈性壓緊機構設置有一個旋轉輪，在所述定位座上并排設置有兩個定位輪，所述旋轉輪設置于兩個定位輪的上方，在所述兩個定位輪與一個旋轉輪之間形成用于固定待測工件的定位空間。

4.根據權利要求3所述的細長孔幾何參數測量裝置，其特征在于，所述滑動座上設置有兩個定位輪，兩個所述定位輪形成用于固定待測工件的支撐空間。

5.根據權利要求2所述的細長孔幾何參數測量裝置，其特征在于，所述行走機構包括：水平移動裝置和升降移動裝置，所述升降移動裝置與所述韌性測桿的第一端連接，用于帶動韌性測桿進行升降移動；所述水平移動裝置設置在所述工作臺，用于帶動韌性測桿進行水平移動。

6.根據權利要求2所述的細長孔幾何參數測量裝置，其特征在于，所述氣動定心測頭沿其軸向間隔設置有若干組通孔，每組通孔包括三個通孔，三個通孔分布于所述氣動定心測頭同一徑向截面對應圓周的120度位置。

7.根據權利要求6所述的細長孔幾何參數測量裝置，其特征在于，所述氣動定心測頭沿其軸向間隔設置有兩組通孔。

8.一種根據權利要求1-7中任一項所述的細長孔幾何參數測量裝置的測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

通過定位機構實現待測工件的自動定心；

通過行走機構使韌性測桿進行移動并使其第二端的自動定心測頭移動至待測工件的細長孔入口處；

通過行走機構驅動自動定心測頭在細長孔內進行移動，同時控制待測工件進行旋轉，此時通過激光瞄準器發出的光會在CCD處理器上形成光點，與此同時記錄氣動傳感器的數據、CCD處理器的光點坐標；

通過數據處理軟件對記錄的氣動傳感器的數據進行最小二乘擬合以獲得每個截面的圓度誤差；對CCD處理器獲得的光點坐標進行最小二乘擬合以獲得內孔直線度誤差。

9.根據權利要求8所述的測量方法，其特征在于，所述通過定位機構實現待測工件的自動定心包括如下步驟：

其中，所述定位機構包括：工作臺、定位座和滑動座；

將所述行走機構設置于所述工作臺的第一端，將所述滑動座設置于所述工作臺的第二端，將所述定位座設置于所述工作臺的中間段，在所述定位座上設置有彈性壓緊機構，所述彈性壓緊機構設置有一個旋轉輪，在所述定位座上并排設置有兩個定位輪，在所述兩個定位輪與一個旋轉輪之間形成用于固定待測工件的定位空間，在所述滑動座上設置有兩個定位輪，兩個所述定位輪形成用于固定待測工件的支撐空間，而且，彈性壓緊機構能帶動旋轉輪以對待測工件進行壓緊動作，同時，旋轉輪也能驅動待測工件進行旋轉。

10.根據權利要求8所述的測量方法，其特征在于，

所述通過行走機構驅動自動定心測頭在細長孔內進行移動，同時控制待測工件進行旋轉包括如下步驟：

其中，在所述氣動定心測頭沿其軸向間隔設置有若干組通孔，每組通孔包括三個通孔，三個通孔分布于所述氣動定心測頭同一徑向截面對應圓周的120度位置，從而在氣動定心測頭的外圍形成氣態圓柱體，以保持自動定心測頭在細長孔內沿軸線進行行走。