CN108168488B - 一种接触式制孔质量的检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种接触式制孔质量的检测装置，所述探测单元包括设置在连接器内的探头、探针、传导器和位移传感器；所述第一衬套穿过连接器与传导器连接，且第一衬套可以带动传导器相对连接器滑动；所述探头的自由端内设置有可变形块，所述可变形块的一端穿过探头的外壁，所述可变形块的另一端与探针的底部连接，可变形块的径向变形转化为探针的轴向变形；所述探针、传导器上均设置有复位弹簧，可以实现在受力接触后自动恢复原位。本发明通过探针的位移变化可以检测到待测孔的孔径、孔深、锪窝深度、锪窝半径；本发明的制孔质量检测的精度、稳定性较高，提高了制孔质量的检测效率，可以实现制孔质量的在线检测，具有较好的实用性。

Description

一种接触式制孔质量的检测装置

技术领域

本发明属于制孔质量检测的技术领域，具体涉及一种接触式制孔质量的检测装置。

背景技术

铆钉是飞机装配中必不可少的连接方式，因此在零部件加工时需要加工成千上万个铆钉孔，铆钉孔的质量将与飞机零部件的质量、寿命息息相关，因此铆钉孔的检测至关重要。铆钉孔检测目前的常规方式是通过塞规（通止规）来检查，尺寸小的一头能够通过，而尺寸大的一头不能通过即为合格。该种方式需要人工进行操作，工作量大，而且检测的结果与人的操作力度、方式有很大关系，检测精度低、稳定性差，影响孔测量的精度和效率。因此，制孔质量检测的问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接触式制孔质量的检测装置，包括探测单元、连接器、第一衬套、第二衬套、安装座，本发明通过探头伸入待测孔中进行检测，探头上的可变形块被待测孔的侧壁压缩变形，所述可变形块挤压探针的底部使探针向上运动，位移传感器检测到位移量，从而计算得到待测孔的孔径；本发明通过探针的位移变化可以用于检测待测孔的孔径、孔深、锪窝深度、锪窝半径；本发明的制孔质量检测的精度、稳定性较高，提高了制孔质量的检测效率，可以实现制孔质量的在线检测，具有较好的实用性。

本发明主要通过以下技术方案实现：一种接触式制孔质量的检测装置，包括探测单元、连接器、第一衬套、第二衬套、安装座，所述探测单元包括从左至右依次设置在连接器内的探头、探针、传导器和位移传感器；所述连接器的外侧的两端分别连接第一衬套和第二衬套，所述第一衬套穿过连接器与传导器连接，且第一衬套可以带动传导器相对连接器滑动，所述第二衬套与安装座连接；所述探头的自由端内设置有可变形块，所述可变形块穿过探头的外壁并凸出在探头的自由端上，所述可变形块与探针的底部连接，可变形块的径向变形转化为探针的轴向变形；所述探针设置在探头内，所述探针与传导器连接，所述探针通过传导器与位移传感器连接；所述探针、传导器上均设置有复位弹簧，可以实现在受力接触后自动恢复原位。

本发明通过工作电源进行供电，所述工作电源的供电方式为现有技术，故不再赘述。所述探头、探针、传导器、位移传感器均为现有技术且不是本发明的改进点，故不再赘述。所述连接器用于安装探测单元，所述连接器为现有技术且不是本发明的改进点，故不再赘述。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述探头的自由端的侧壁上设置有通孔，所述通孔内设置有可变形块，所述可变形块的一端穿过通孔，且可变形块的另一端与探针的底部连接，所述探针的底部为圆锥形面，可实现可变形块的径向变形转化为探针的轴向变形。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述探头的固定端与连接器螺纹连接，所述探头的自由端依次穿过连接器和第一衬套，用于插入制孔中；所述探针设置在探头内，所述探针通过垫片与传导器的一端连接。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述连接器的一端套接在第一衬套内，且通过圆柱销依次固定第一衬套、连接器、传导器，所述圆柱销可以在连接器上滑动，从而实现第一衬套带动传导器在连接器的轴向上滑动。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述连接器上设置有滑动孔，所述圆柱销与连接器的滑动孔滑动连接，实现第一衬套通过圆柱销与连接器的滑动孔滑动连接，所述第一衬套可以带动传导器在连接器的轴向上滑动。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述连接器的另一端套接在第二衬套内，所述连接器与第二衬套螺纹连接。

为了更好的实现本发明，进一步的，还包括设置在位移传感器与传导器之间的支撑螺母；所述位移传感器的固定端安装在安装座上，并通过安装座的后盖上的孔引出数据传输线；所述位移传感器的测量端依次穿过第二衬套、支撑螺母并与传导器接触。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述第二衬套可以相对安装座滑动，所述安装座上设置有椭圆孔，所述第二衬套对应设置有圆孔，所述安装座与第二衬套之间通过圆柱销连接，所述圆柱销依次穿过椭圆孔和圆孔；所述圆柱销可以在椭圆孔内运动，从而实现第二衬套可以在安装座的轴向上滑动。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述第一衬套与第二衬套之间设置有压缩弹簧，方便受力接触后能恢复原位。

在进行待测孔测量时，整个装置沿待测孔轴线前进，当装置的探头进入待测孔后，所述探头为孔壁压缩探头，所述孔壁压缩探头上的可变形部位（大于待测孔直径）使之沿待测孔径向压缩，压缩力使探针产生待测孔轴向的位移量，并经传导器最终传递给位移传感器，位移传感器记录变形量；当探头上的可变形部位通过待测孔后，受压状态解除，装置中的各级弹簧使探针、传导器、位移传感器及探头上的可变性部位恢复原位；装置继续前进直到衬套压到待测孔外表面，衬套受压带动传导器沿待测孔轴线移动，并传递给位移传感器记录变形量；当压缩量达到指定值时，装置停止运动并退回，退后过程与前进过程相反，位移传感器同样记录变形量，直到探头完全退出，变形量记录结束，装置停止运动。在整个测量过程中，实时记录本装置的进给量，并通过分析变形量及进给量计算出待测孔深、待测孔径、锪窝深度、锪窝半径值，测量过程结束。

本发明在使用过程中，先将本装置移动到待测孔表面上方，使本装置的轴线垂直于待测孔表面，并且尽可能使装置轴线与待测孔轴线重合；测量过程可分为三个部分：一、装置沿孔轴线前进，探头进入待测孔内表面，当探头上可变形部位受压发生径向变形时，可将受到的径向压缩通过探针的圆锥面转化为探针的轴向位移，探针通过垫片及传导器将位移量传递给位移传感器，位移传感器记录发生的变形量，当探头上可变形部位通过孔后，受压状态解除，探针、垫片、传导器、位移传感器及探头上可变形部位恢复原位；二、装置继续前进，直到衬套压到待测孔外表面，衬套受压带动传导器发生轴向位移，并传递给位移传感器记录变形量，当压缩量达到指定值时，装置停止运动并退回，直到衬套与待测孔外表面脱离；三、装置继续回退，直到退出孔一定距离，测量原理与第一部分相同；在整个测量过程中，实时记录装置的进给量传输到系统显示器。

本发明的有益效果：

（1）所述探测单元包括从左至右依次设置在连接器内的探头、探针、传导器和位移传感器；所述连接器的外侧的两端分别连接第一衬套和第二衬套，所述第一衬套穿过连接器与传导器连接，且第一衬套可以带动传导器相对连接器滑动，所述第二衬套与安装座连接；所述探头的自由端内设置有可变形块，所述可变形块穿过探头的外壁并凸出在探头的自由端上，所述可变形块与探针的底部连接，可变形块的径向变形转化为探针的轴向变形；所述探针设置在探头内，所述探针与传导器连接，所述探针通过传导器与位移传感器连接；所述探针、传导器上均设置有复位弹簧，可以实现在受力接触后自动恢复原位；本发明通过探针的位移变化可以检测到待测孔的孔径、孔深、锪窝深度、锪窝半径；本发明的制孔质量检测的精度、稳定性较高，提高了制孔质量的检测效率，可以实现制孔质量的在线检测，具有较好的实用性。

（2）所述探头的自由端的侧壁上设置有通孔，所述通孔内设置有可变形块，所述可变形块的一端穿过通孔，且可变形块的另一端与探针的底部连接，所述探针的底部为圆锥形面，可实现可变形块的径向变形转化为探针的轴向变形；本发明通过可变形块对探针的圆锥形面的挤压，实现了可变形块的径向变形转化为探针的轴向变形，可以快速测试得到待测孔的孔径，本发明的制孔质量检测的精度、稳定性较高，提高了制孔质量的检测效率，可以实现制孔质量的在线检测，具有较好的实用性。

（3）所述连接器的一端套接在第一衬套内，且通过圆柱销依次固定第一衬套、连接器、传导器，实现第一衬套带动传导器相对于第一连接器运动；所述圆柱销可以在连接器上滑动，从而实现第一衬套带动传导器在连接器的轴向上滑动；本发明通过第一衬套的可移动，增加了装置的测试范围，同时提高了第一衬套的使用寿命，具有较好的实用性。

（4）所述第二衬套可以相对安装座滑动，所述安装座上设置有椭圆孔，所述第二衬套对应设置有圆孔，所述安装座与第二衬套之间通过圆柱销连接，所述圆柱销依次穿过椭圆孔和圆孔；所述圆柱销可以在椭圆孔内运动，从而实现第二衬套可以在安装座的轴向上滑动；本发明通过第二衬套在安装座上的可滑动，降低了第二衬套的应力，延长了第二衬套的使用寿命，具有较好的实用性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为检测装置的剖面结构示意图；

图3为检测装置的检测过程示意图。

其中：1-第一衬套、2-压缩弹簧、3-待测孔、4-第二衬套、5-圆柱销、6-安装座、7-后盖、8-缓冲弹簧、9-可变形块、10-支撑螺母、11-复位弹簧、12-传导器、13-连接器、15-垫片、16-探针、17-探头、18-位移传感器。

具体实施方式

实施例1：

一种接触式制孔质量的检测装置，包括探测单元、连接器13、第一衬套1、第二衬套4、安装座6，所述探测单元包括从左至右依次设置在连接器13内的探头17、探针16、传导器12和位移传感器18；所述连接器13的外侧的两端分别连接第一衬套1和第二衬套4，所述第一衬套1穿过连接器13与传导器12连接，且第一衬套1可以带动传导器12相对连接器13滑动，所述第二衬套4与安装座6连接；所述探头17的自由端内设置有可变形块9，所述可变形块9穿过探头17的外壁并凸出在探头17的自由端上，所述可变形块9与探针16的底部连接，可变形块9的径向变形转化为探针16的轴向变形；所述探针16设置在探头17内，所述探针16与传导器12连接，所述探针16通过传导器12与位移传感器18连接；所述探针16、传导器12上均设置有复位弹簧11，可以实现在受力接触后自动恢复原位。

本发明在使用过程中，将检测装置垂直待测孔3放置，所述探头17沿待测孔3的轴向伸入待测孔3中，如图3（a）所示，当探头17进入待测孔3时，所述探头17的可变形块9被待测孔3的孔壁压缩，所述可变形块9的径向变形转化为探针16的轴向变形，从而实现可变形块9的径向变形转化为探针16的轴向变形，所述位移传感器18检测到变形量，所述探针16的轴向位移量与探头17的压缩量成线性关系，因此可以通过检测到的探针16的位移量计算得到待测孔3的孔径；设置检测装置的移动速度，计时检测装置的可变形块9开始被压缩到开始不受力的时间，即可计算得到待测孔3的深度；如图3（b）所示，当探头17继续穿入待测孔3，所述探头17的可变形块9穿过待测孔3，检测装置继续前进知道第一衬套1与待测孔3的外表面接触，此时第一衬套1受压带动传导器12沿待测孔3轴向移动；当压缩量达到指定值时，装置停止运动并退回，退后过程与前进过程相反，位移传感器18同样记录变形量，直到探头17完全退出，变形量记录结束，装置停止运动。

本发明通过探头17伸入待测孔3中进行检测，探头17上的可变形块9被待测孔3的侧壁压缩变形，所述可变形块9挤压探针16的底部使探针16向上运动，位移传感器18检测到位移量，从而计算得到待测孔3的孔径；本发明通过探针16的位移变化可以检测到待测孔3的孔径、孔深、锪窝深度、锪窝半径；本发明的制孔质量检测的精度、稳定性较高，提高了制孔质量的检测效率，可以实现制孔质量的在线检测，具有较好的实用性。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，如图3（c）所示，所述探头17的自由端的侧壁上设置有通孔，所述通孔内设置有可变形块9，所述可变形块9的一端穿过通孔，且可变形块9的另一端与探针16的底部连接，所述探针16的底部为圆锥形面，可实现可变形块9的径向变形转化为探针16的轴向变形。

本发明在使用过程中，将检测装置垂直待测孔3放置，所述探头17沿待测孔3的轴向伸入待测孔3中，如图3（a）所示，当探头17进入待测孔3时，所述探头17的可变形块9被待测孔3的孔壁压缩，所述可变形块9的径向变形转化为探针16的轴向变形，从而实现可变形块9的径向变形转化为探针16的轴向变形，所述位移传感器18检测到变形量，所述探针16的轴向位移量与探头17的压缩量成线性关系，因此可以通过检测到的探针16的位移量计算得到待测孔3的孔径；设置检测装置的移动速度，计时检测装置的可变形块9开始被压缩到开始不受力的时间，即可计算得到待测孔3的深度；如图3（b）所示，当探头17继续穿入待测孔3，所述探头17的可变形块9穿过待测孔3，检测装置继续前进知道第一衬套1与待测孔3的外表面接触，此时第一衬套1受压带动传导器12沿待测孔3轴向移动；如图3（c）所示，当压缩量达到指定值时，装置停止运动并退回，退后过程与前进过程相反，位移传感器18同样记录变形量，直到探头17完全退出，变形量记录结束，装置停止运动。

本发明通过探头17伸入待测孔3中进行检测，探头17上的可变形块9被待测孔3的侧壁压缩变形，所述可变形块9挤压探针16的底部使探针16向上运动，位移传感器18检测到位移量，从而计算得到待测孔3的孔径；本发明通过探针16的位移变化可以检测到待测孔3的孔径、孔深、锪窝深度、锪窝半径；本发明的制孔质量检测的精度、稳定性较高，提高了制孔质量的检测效率，可以实现制孔质量的在线检测，具有较好的实用性。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例是在实施例2的基础上进一步优化，如图1所示，所述第一衬套1与第二衬套4之间设置有压缩弹簧2，方便受力接触后能恢复原位；所述第二衬套4可以相对安装座6滑动，所述安装座6上设置有椭圆孔，所述第二衬套4对应设置有圆孔，所述安装座6与第二衬套4之间通过圆柱销5连接，所述圆柱销5依次穿过椭圆孔和圆孔；所述圆柱销5可以在椭圆孔内运动，从而实现第二衬套4可以在安装座6的轴向上滑动；

如图2所示，还包括设置在连接器13内部的支撑螺母10，所述位移传感器18与传导器12之间设置有支撑螺母10；所述位移传感器18的固定端安装在安装座6上，并通过安装座6的后盖7上的孔引出数据传输线，所述位移传感器18的固定端外部设置有缓冲弹簧8；所述位移传感器18的测量端依次穿过第二衬套4、支撑螺母10并与传导器12接触；所述探头17的固定端与连接器13螺纹连接，所述探头17的自由端依次穿过连接器13和第一衬套1，用于插入制孔中；所述探针16设置在探头17内，所述探针16通过垫片15与传导器12的一端连接；所述连接器13的另一端套接在第二衬套4内，所述连接器13与第二衬套4螺纹连接；所述连接器13的一端套接在第一衬套1内，且通过圆柱销5依次固定第一衬套1、连接器13、传导器12，实现第一衬套1带动第一连接器13传导器12运动；所述圆柱销5可以在连接器13上滑动，从而实现第一衬套1带动传导器12在连接器13的轴向上滑动。

本发明通过探头17伸入待测孔3中进行检测，探头17上的可变形块9被待测孔3的侧壁压缩变形，所述可变形块9挤压探针16的底部使探针16向上运动，位移传感器18检测到位移量，从而计算得到待测孔3的孔径；本发明通过探针16的位移变化可以用于检测待测孔3的孔径、孔深、锪窝深度、锪窝半径；本发明的制孔质量检测的精度、稳定性较高，提高了制孔质量的检测效率，可以实现制孔质量的在线检测，具有较好的实用性。

本实施例的其他部分与实施例2相同，故不再赘述。

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。

Claims (8)

1.一种接触式制孔质量的检测装置，其特征在于，包括探测单元、连接器（13）、第一衬套（1）、第二衬套（4）、安装座（6），所述探测单元包括从左至右依次设置在连接器（13）内的探头（17）、探针（16）、传导器（12）和位移传感器（18）；所述连接器（13）的外侧的两端分别连接第一衬套（1）和第二衬套（4），所述第一衬套（1）穿过连接器（13）与传导器（12）连接，且第一衬套（1）带动传导器（12）相对连接器（13）滑动，所述第二衬套（4）与安装座（6）连接；所述探头（17）的自由端内设置有可变形块（9），所述可变形块（9）穿过探头（17）的外壁并凸出在探头（17）的自由端上，所述可变形块（9）与探针（16）的底部连接，可变形块（9）的径向变形转化为探针（16）的轴向变形；所述探针（16）设置在探头（17）内，所述探针（16）与传导器（12）连接，所述探针（16）通过传导器（12）与位移传感器（18）连接；所述探针（16）、传导器（12）上均设置有复位弹簧（11），实现在受力接触后自动恢复原位；

所述第二衬套（4）相对安装座（6）滑动，所述安装座（6）上设置有椭圆孔，所述第二衬套（4）对应设置有圆孔，所述安装座（6）与第二衬套（4）之间通过圆柱销（5）连接，所述圆柱销（5）依次穿过椭圆孔和圆孔；所述圆柱销（5）在椭圆孔内运动，从而实现第二衬套（4）在安装座（6）的轴向上滑动；

所述检测装置设置在待测孔表面上方，且检测装置的轴线垂直于待测孔表面。

2.根据权利要求1所述的一种接触式制孔质量的检测装置，其特征在于，所述连接器（13）的一端套接在第一衬套（1）内，且通过圆柱销（5）依次固定第一衬套（1）、连接器（13）、传导器（12），所述圆柱销（5）在连接器（13）上滑动，从而实现第一衬套（1）带动传导器（12）相对于第一连接器（13）运动。

3.根据权利要求2所述的一种接触式制孔质量的检测装置，其特征在于，所述连接器（13）上设置有滑动孔，所述圆柱销（5）与连接器（13）的滑动孔滑动连接，实现第一衬套（1）通过圆柱销（5）与连接器（13）的滑动孔滑动连接，所述第一衬套（1）带动传导器（12）在连接器（13）的轴向上滑动。

4.根据权利要求1所述的一种接触式制孔质量的检测装置，其特征在于，所述探头（17）的自由端的侧壁上设置有通孔，所述通孔内设置有可变形块（9），所述可变形块（9）的一端穿过通孔，且可变形块（9）的另一端与探针（16）的底部连接，所述探针（16）的底部为圆锥形面，可实现可变形块（9）的径向变形转化为探针（16）的轴向变形。

5.根据权利要求4所述的一种接触式制孔质量的检测装置，其特征在于，所述探头（17）的固定端与连接器（13）螺纹连接，所述探头（17）的自由端依次穿过连接器（13）和第一衬套（1），用于插入制孔中；所述探针（16）设置在探头（17）内，所述探针（16）通过垫片（15）与传导器（12）的一端连接。

6.根据权利要求1所述的一种接触式制孔质量的检测装置，其特征在于，还包括设置在位移传感器（18）与传导器（12）之间的支撑螺母（10）；所述位移传感器（18）的固定端安装在安装座（6）上，并通过安装座（6）的后盖（7）上的孔引出数据传输线；所述位移传感器（18）的测量端依次穿过第二衬套（4）、支撑螺母（10）并与传导器（12）接触。

7.根据权利要求1所述的一种接触式制孔质量的检测装置，其特征在于，所述连接器（13）的另一端套接在第二衬套（4）内，所述连接器（13）与第二衬套（4）螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的一种接触式制孔质量的检测装置，其特征在于，所述第一衬套（1）与第二衬套（4）之间设置有压缩弹簧（2），方便受力接触后能恢复原位。

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