CN107218897A - 光电式轴径测量装置及其测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光电式轴径测量装置及其测量方法，其包括测量部分和光电传感部分，测量部分包括罩壳，以及用于夹紧测量工件轴径的固定量杆和活动量杆，光电传感部分包括光源、透镜、光敏元件，以及将光敏元件感应的光信号转换为测量值信号的控制器。其设计要点在于罩壳内设置一带动活动量杆相对于固定量杆滑动夹紧的机构，以及与活动量杆联动形成角度变化的反射镜，反射镜对光源透镜组合形成的光路反射至遮光盒内的光敏元件，方法为：利用活动量杆摆动引起反射镜角度的变化，从而改变遮光盒内光敏元件接收的光量强度，由光敏元件将光信号传递至控制器，控制器将光信号转换为测量值，实现轴径测量，测量较为简单、方便，不易失准，测量精度较高。

Description

光电式轴径测量装置及其测量方法
技术领域
本发明涉及工件轴径测量，是一种光电式轴径测量装置及其测量方法。
背景技术
传统工件轴径的测量方式大都由人工完成，不仅费时费力，且误差较大，产品合格率较低。现有的工件轴径测量大都通过机械测量装置实现自动测量，测量的原理及方式较多，其中较为常见的是利用位移传感器，通过位移传感器感应测量工具夹持工件轴径时所发生的夹持位移，从而得出工件的轴径尺寸。位移传感器虽然原理简单，但是长期测量使用后精度较差，不易调整恢复。为此，有待对现有的轴径测量装置进行改进。
发明内容
为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种光电式轴径测量装置及其测量方法，使其解决现有同类测量装置测量精度欠佳，容易失准的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。
一种光电式轴径测量装置，其包括测量部分和光电传感部分，测量部分包括罩壳，以及用于夹紧测量工件轴径的固定量杆和活动量杆，固定量杆固定于罩壳，活动量杆相对于罩壳滑动设置，且滑动时，活动量杆夹紧工件轴径的面与固定量杆夹紧工件轴径的面保持平行，光电传感部分包括光源、透镜、光敏元件，以及将光敏元件感应的光信号转换为测量值信号的控制器。其结构要点在于所述活动量杆一端伸入罩壳内，且该端设有带动活动量杆相对于罩壳滑动的滑块，罩壳内设有适配滑块滑动的限位滑槽，所述滑块设有凸起的拨杆，罩壳内设置一定位旋转的摆杆，摆杆设有两个摆臂，一侧摆臂与所述拨杆保持相抵，另一侧摆臂连接拉紧弹簧，拉紧弹簧固定于罩壳内，在拉紧弹簧作用下，摆杆的一侧摆臂对拨杆保持推力，且推力方向使所述活动量杆朝固定量杆方向滑动；所述光源、透镜、光敏元件均固定于罩壳内，其中光敏元件位于罩壳内的遮光盒内，遮光盒设有进光孔，所述罩壳内设有一块用于将所述光源和透镜组合形成的光路反射至沿所述遮光盒的进光孔照射至所述光敏元件感光面的反射镜，反射镜两端均连接扭曲片弹簧，其中一端扭曲片弹簧与罩壳内侧固定，另一端扭曲片弹簧与所述摆杆连接拉紧弹簧的摆臂端固定，扭曲片弹簧对摆臂的拉力方向与所述拉紧弹簧对摆臂的拉力方向相反，且扭曲片弹簧的拉力小于拉紧弹簧的拉力。通过上述结构，利用活动量杆摆动引起反射镜角度的变化，从而改变遮光盒内光敏元件接收的光量强度，由光敏元件将光信号传递至控制器，控制器将光信号转换为测量值，实现轴径测量，测量较为简单、方便，且光源不受外部干扰，不易失准，测量精度较高。
上述光电式轴径测量装置中，所述拨杆伸出所述罩壳，且罩壳设有适配拨杆运动的限位滑孔。通过控制拨杆，即可控制活动量杆的滑动，从而方便活动量杆和固定量杆对工件的夹紧操作。
所述扭曲片弹簧与罩壳内侧固定的结构替换为该扭曲片弹簧连接拉力调节机构，拉力调节机构包括拉杆、导向套、调节帽，导向套固定于罩壳内侧，且设有多边形孔，所述拉杆的杆部设有一段与该多边形孔配合的多边形杆，以及一段螺纹杆，拉杆的螺纹杆端伸出罩壳螺纹连接所述调节帽，拉杆的多边形杆端固定连接所述扭曲片弹簧。通过该拉力调节机构，实现对反射镜微调，从而通过调整光路，方便测量初始值的归零操作。
所述遮光盒的进光孔前端设有调节进光强度的滤光片，且滤光片滑动置于所述罩壳内。通过滑动调节滤光片，从而调节进光孔的进光强度，方便调节测量的精度，解决因光源衰减等问题而造成测量精度失准的问题。
该光电式轴径测量装置的测量方法为：将待测工件的轴径部位夹紧于活动量杆与固定量杆之间，活动量杆带动反射镜相对于其初始状态偏转一个角度，该偏转角度使反射镜对所述光源、透镜组合形成的光路反射至所述遮光盒进光孔的量发生改变，所述光敏元件感应当前光量强度，并将光信号传递至所述控制器，由控制器将光信号转换为测量值信号，测得当前工件轴径的尺寸。
本发明结构较为简单，轴径测量操作较为方便，测量误差小，准度高，且不易失准，适合作为现有工件的轴径测量装置使用，或同类产品的结构改进。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，图中箭头表示光路方向。
图中序号及名称为：1、工件，2、固定量杆，3、活动量杆，301、滑块，302、拨杆，4、罩壳，401、限位滑槽，5、摆杆，6、拉紧弹簧，7、扭曲片弹簧，8、反射镜，9、光源，10、透镜，11、光敏元件，12、遮光盒，1201、进光孔，13、滤光片，14、调节帽，15、导向套，16、拉杆。
具体实施方式
现结合附图，对本发明作进一步描述。
如图1所示，该光电式轴径测量装置包括测量部分和光电传感部分，测量部分包括罩壳4，以及用于夹紧测量工件1轴径的固定量杆2和活动量杆3，固定量杆固定于罩壳，活动量杆相对于罩壳滑动设置，且滑动时，活动量杆夹紧工件轴径的面与固定量杆夹紧工件轴径的面保持平行。具体为：活动量杆一端伸入罩壳内，且该端设有带动活动量杆相对于罩壳滑动的滑块301，罩壳内设有适配滑块滑动的限位滑槽401，滑块设有凸起的拨杆302，罩壳内设置一定位旋转的摆杆5，摆杆设有两个摆臂，一侧摆臂与拨杆保持相抵，另一侧摆臂连接拉紧弹簧6，拉紧弹簧固定于罩壳内，在拉紧弹簧作用下，摆杆的一侧摆臂对拨杆保持推力，且推力方向使活动量杆朝固定量杆方向滑动。光电传感部分包括光源9、透镜10、反射镜8、光敏元件11、遮光盒12，以及将光敏元件感应的光信号转换为测量值信号的控制器。光源、透镜、光敏元件、遮光盒均固定于罩壳内，其中光敏元件位于遮光盒内，遮光盒设有进光孔1201。反射镜所在罩壳内的位置，是将光源和透镜组合形成的光路反射至沿遮光盒的进光孔照射至光敏元件的感光面，反射镜两端均连接扭曲片弹簧7，其中一端扭曲片弹簧连接拉力调节机构，另一端扭曲片弹簧与摆杆连接拉紧弹簧的摆臂端固定，扭曲片弹簧对摆臂的拉力方向与拉紧弹簧对摆臂的拉力方向相反，且扭曲片弹簧的拉力小于拉紧弹簧的拉力。上述拉力调节机构包括拉杆16、导向套15、调节帽14，导向套固定于罩壳内侧，且设有多边形孔，拉杆的杆部设有一段与该多边形孔配合的多边形杆，以及一段螺纹杆，拉杆的螺纹杆端伸出罩壳螺纹连接调节帽，拉杆的多边形杆端固定连接扭曲片弹簧。
进一步的，为了方便活动量杆3的滑动操作，上述拨杆302伸出罩壳4，且罩壳设有适配拨杆运动的限位滑孔。为了方便调节测量的精度，上述遮光盒12的进光孔1201前端设有调节进光强度的滤光片13，且滤光片滑动置于罩壳内。
该光电式轴径测量装置的测量方法为：将待测工件1的轴径部位夹紧于活动量杆3与固定量杆2之间，活动量杆带动反射镜8相对于其初始状态偏转一个角度，该偏转角度使反射镜对光源9、透镜10组合形成的光路反射至遮光盒12进光孔1201的量发生改变，光敏元件11感应当前光量强度，并将光信号传递至控制器，由控制器将光信号转换为测量值信号，测得当前工件轴径的尺寸。

Claims (5)

1.一种光电式轴径测量装置，其包括测量部分和光电传感部分，测量部分包括罩壳（4），以及用于夹紧测量工件（1）轴径的固定量杆（2）和活动量杆（3），固定量杆固定于罩壳，活动量杆相对于罩壳滑动设置，且滑动时，活动量杆夹紧工件轴径的面与固定量杆夹紧工件轴径的面保持平行，光电传感部分包括光源（9）、透镜（10）、光敏元件（11），以及将光敏元件感应的光信号转换为测量值信号的控制器；其特征在于所述活动量杆（3）一端伸入罩壳（4）内，且该端设有带动活动量杆相对于罩壳滑动的滑块（301），罩壳内设有适配滑块滑动的限位滑槽（401），所述滑块设有凸起的拨杆（302），罩壳内设置一定位旋转的摆杆（5），摆杆设有两个摆臂，一侧摆臂与所述拨杆保持相抵，另一侧摆臂连接拉紧弹簧（6），拉紧弹簧固定于罩壳内，在拉紧弹簧作用下，摆杆的一侧摆臂对拨杆保持推力，且推力方向使所述活动量杆朝固定量杆（2）方向滑动；所述光源（9）、透镜（10）、光敏元件（11）均固定于罩壳内，其中光敏元件位于罩壳内的遮光盒（12）内，遮光盒设有进光孔（1201），所述罩壳内设有一块用于将所述光源和透镜组合形成的光路反射至沿所述遮光盒的进光孔照射至所述光敏元件感光面的反射镜（8），反射镜两端均连接扭曲片弹簧（7），其中一端扭曲片弹簧与罩壳内侧固定，另一端扭曲片弹簧与所述摆杆连接拉紧弹簧的摆臂端固定，扭曲片弹簧对摆臂的拉力方向与所述拉紧弹簧对摆臂的拉力方向相反，且扭曲片弹簧的拉力小于拉紧弹簧的拉力。
2.根据权利要求1所述的光电式轴径测量装置，其特征在于所述拨杆（302）伸出所述罩壳（4），且罩壳设有适配拨杆运动的限位滑孔。
3.根据权利要求1所述的光电式轴径测量装置，其特征在于所述扭曲片弹簧（7）与罩壳（4）内侧固定的结构替换为该扭曲片弹簧连接拉力调节机构，拉力调节机构包括拉杆（16）、导向套（15）、调节帽（14），导向套固定于罩壳内侧，且设有多边形孔，所述拉杆的杆部设有一段与该多边形孔配合的多边形杆，以及一段螺纹杆，拉杆的螺纹杆端伸出罩壳螺纹连接所述调节帽，拉杆的多边形杆端固定连接所述扭曲片弹簧。
4.根据权利要求1所述的光电式轴径测量装置，其特征在于所述遮光盒（12）的进光孔（1201）前端设有调节进光强度的滤光片（13），且滤光片滑动置于所述罩壳（4）内。
5.一种如权利要求1所述的光电式轴径测量装置的测量方法，其特征在于将待测工件（1）的轴径部位夹紧于活动量杆（3）与固定量杆（2）之间，活动量杆带动反射镜（8）相对于其初始状态偏转一个角度，该偏转角度使反射镜对所述光源（9）、透镜（10）组合形成的光路反射至所述遮光盒（12）进光孔（1201）的量发生改变，所述光敏元件（11）感应当前光量强度，并将光信号传递至所述控制器，由控制器将光信号转换为测量值信号，测得当前工件轴径的尺寸。
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