[實用新型]一種蝸輪蝸桿減速機傳動軸座孔軸線的空間垂直度檢測裝置

有效

• 申請號: 201720349619.2
• 申請日: 2017-04-05
• 公開（公告）號: CN206803961U
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 李喆;李東升;劉林青;汪成立
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26;G01C15/12
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司33272
• 代理人: 王佳健

技術領域

本實用新型涉及光電三維測量技術，屬于異面直線垂直度測量技術領域；具體的說是一種新型、高效的蝸輪蝸桿減速機傳動軸座孔軸線的空間垂直度檢測裝置。

背景技術

減速機是利用齒輪來實現電機速度轉換的轉換器，應用可以說十分廣泛，從汽車、船舶、建筑機具及工業生產設備，小到我們家電等各種機械的傳動系統中，經過了幾十年的發展，由最原始的擺線針輪減速機，發展至今的多種類型，隨著國民經濟的發展，近幾年的減速機市場更是需求大增，對減速機的質量及技術方向也提出了更高的要求。而蝸輪蝸桿減速機外殼軸孔異面垂直度直接影響傳動軸安轉精度、軸承間隙、齒輪間隙及減速機的質量和使用壽命。蝸輪蝸桿減速機外殼軸承孔異面軸線垂直度測量可以提高減速機質量改善加工工藝，目前，異面直線角度檢測仍處在發展階段，有三坐標機測量法，激光干涉法，機器視覺測量法等，而前兩者不適用于工業現場且成本昂貴，為此利用機器視覺精確測量異面直線角度成為一大熱點。

目前，天津大學對異面直線的角度測量做了比較多的研究，分析了大尺寸空間角度檢測系統的測量原理,沿被測元素公垂線方向應用線結構光的平面傳播特性在幾米至十余米的距離內建立角度公共基準。提出了光學基準信息的提取方法。其次,設計了待測元素的圖像處理算法,采用兩個視覺系統分別對標桿軸線與基準光線的夾角進行計算。然后,為保證系統的抗干擾能力和測量精度,研究了圖像分割的在線閾值自適應選擇方法,設計了具有較強抗干擾能力的邊緣提取算法和目標選擇判據。最后,對系統測量精度進行了實驗分析。在物距為300mm、兩測量工位的光照分別為182lux和150lux的條件下,空間異面夾角測量重復性精度為±0.0115°。算法滿足系統在線測量的精度要求，而此種測量方式不適應于蝸輪蝸桿減速機外殼無標桿的測量。中國空空導彈研究院的葉劍波為確定汽車轉向器蝸輪蝸桿安裝前殼體內部精確尺寸，利用多目視覺三維重構的方法，得出異面直線的空間坐標，繼而實現殼體空間異面直線中心距的測量。而多目視覺的方法存在著算法復雜的問題。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本實用新型針對目前國內外現狀，提供一種比較精準可靠，結構相對簡單，且對檢測物無損傷或者損傷較小，計算復雜性較低的一種蝸輪蝸桿減速機傳動軸座孔軸線的空間垂直度檢測裝置。

本實用新型使用了蝸輪蝸桿減速機外殼，本實用新型包括輸入軸線內三爪定位機構、輸出軸線內三爪定位機構、激光接收器（CCD傳感器、透鏡）、輸入軸線軸確定件、輸出軸線軸確定件、激光器、多自由度微調機構、180°分光棱鏡（180°分光棱鏡鏡罩、180°分光棱鏡鏡座）、十字分劃板、調整裝置。

所述蝸輪蝸桿減速機外殼為被測裝置，兩個輸出軸線內三爪定位機構對內用于固定輸出軸線軸確定件、對外用于確定減速機外殼基準軸孔的圓心，兩個輸入軸線內三爪定位機構對內用于固定輸入軸線軸確定件、對外用于確定減速機外殼垂直軸孔的圓心，兩個十字分劃板分別固定于輸出軸線軸確定件兩端，十字分劃板中心用于表述此端所在減速機外殼軸孔的圓心，兩個激光接收器分別固定在輸入軸線確定件的兩端，此兩個個激光接收器的CCD傳感器中心分別表示其所在軸孔的圓心，激光器通過其自帶固定裝置固定于多自由度微調機構上，多自由度微調機構可提供旋轉角度、俯仰角及X、Y、Z等五個方向的可調量，可實現激光器出射的激光通過輸入軸線軸確定件的十字分劃板及激光接收器的中心，所述180°分光棱鏡為自行設計，利用多個直角三角棱鏡達到所需光路的特殊棱鏡，其180°分光棱鏡鏡罩及180°分光棱鏡底座均參照光路及分光棱鏡設計，三個180°分光棱鏡通過180°分光棱鏡底座的螺栓連接安裝在輸入軸線軸確定件相應位置，調整裝置用于調整基準軸使之與外殼上表面軸孔表面平行。

本實用新型中多自由度微調機構提供高精度的X、Y、Z軸及角度和俯仰角的調整。激光接收器用于采集激光光斑位置，調整裝置用于調整基準軸使之與外殼上表面軸孔表面平行，通過調整裝置調整好輸入軸線軸確定件，利用激光器出射的激光及180°分光棱鏡反射的激光，最終在輸出軸線軸確定件的激光接收器上獲取激光光斑的位置，通過VC軟件對比其所在CCD傳感器的中心位置，從而確定垂直度。

本實用新型利用VC軟件接收處理CCD傳感器通過數據采集卡上傳的數據，激光反射的方法確定輸入軸線軸確定件中心線及輸出軸線軸確定件的中心線和實際軸線，并通過上位機VC數據處理計算出輸出軸線軸確定件中心線與實際軸線的夾角，從而判斷蝸輪蝸桿減速機傳動軸座孔軸線的空間垂直度，本裝置操作簡便，相對CCD多目視覺法簡單，效率高。

附圖說明