CN109374030A - 一种用于多台阶深孔检测的自动牵引装置 - Google Patents

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章婷
冯勇
王宏睿
蒋荣
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Abstract

本发明公开了一种用于多台阶深孔检测的自动牵引装置，包括前置驱动机构、后置驱动机构和辅助支撑机构，所述的前置驱动机构经辅助支撑机构与后置驱动机构相连。测量时，首先将前置驱动机构、辅助支撑机构和后置驱动机构依次由内到外摆放在待测的多台阶深孔中；其次，根据前置驱动机构和后置驱动机构的测距传感器测量值以及第一压力传感器和第二压力传感器的测量值，驱动控制前置驱动机构、后置驱动机构和辅助支撑机构，协同实现多台阶深孔不同直径之间的牵引操作。本装置采用自动控制的前置驱动机构、后置驱动机构和辅助支撑机构，可实现具有多台阶的深盲孔内径连续检测，有助保证深盲孔内径量测的精度和效率。

Description

一种用于多台阶深孔检测的自动牵引装置
技术领域
本发明涉及一种用于多台阶深孔检测的自动牵引装置，属于深孔检测技术领域。
背景技术
随着大型整体类工件在现代飞机、轮船、大型精密仪器等产品中的应用比例不断提高，多台阶深孔的检测也频繁发生。由于现有深孔检测装置难以实现在多台阶深孔中的牵引操作，使多台阶深孔检测精度和效率受到严重影响，因而迫需开发一些适用于多台阶深孔自动牵引装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种适用于多台阶深孔检测的自动牵引装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种用于多台阶深孔检测的自动牵引装置，包括辅助支撑机构以及对称设置在所述辅助支撑机构两侧与其连接的驱动机构；
所述驱动机构包括第一支撑筒、若干位于所述第一支撑筒周向上均匀分布的测距传感器、若干位于所述第一支撑筒周向上均匀分布的径向第一支撑滚轮组件以及轴向移动驱动装置，所述第一支撑滚轮组件包括平行四边形连杆、驱动杆、第一滚轮组件、滚轮驱动装置以及第一压力感应装置，所述平行四边形连杆垂直于所述第一支撑筒，其中一垂直杆与所述第一支撑筒连接，另一垂直杆外侧端依次与所述第一压力感应装置、所述滚轮驱动装置以及所述第一滚轮组件连接，所述驱动杆一端与所述轴向移动驱动装置连接，另一端与所述平行四边形连杆一水平杆铰接；
所述辅助支撑机构包括第二支撑筒以及位于所述第二支撑筒内的转盘、固定盘、旋转驱动装置以及若干均匀分布的径向第二支撑滚轮组件，所述固定盘盘面上均匀分布有对应所述第二支撑滚轮组件数量的径向滑槽，所述转盘盘面上均匀分布有对应所述滑槽数量的径向弧形槽孔，所述转盘与所述固定盘同轴设置，所述第二支撑滚轮组件包括安装在所述滑槽上穿出所述弧形槽孔的滑块组件、与所述滑块组件连接的径向支撑杆以及依次位于所述支撑杆上的第二压力感应装置与第二滚轮组件，所述旋转驱动装置与所述转盘连接。
所述第一支撑筒为T形支撑筒，所述测距传感器位于所述T形支撑筒粗段，所述第一支撑滚轮组件位于所述T形支撑筒细段，所述T形支撑筒细段与所述辅助支撑机构连接。
所述轴向移动驱动装置包括位于所述第一支撑筒内一端中心的电机、与所述电机输出轴连接的丝杆、安装在所述丝杆上的平移支架以及位于丝杆另一端的支撑板，所述平移支架周向上设有与所述第一支撑滚轮组件数量对应的凸起，所述第一支撑筒侧壁上设有与所述凸起数量对应的轴向条状槽孔，所述凸起可在所述条状槽孔中移动，所述凸起与所述驱动杆连接。
包括三组等分分布的所述第一支撑滚轮组件以及所述第二支撑滚轮组件。
包括三组等分分布的所述测距传感器。
所述第一压力感应装置以及所述第二压力感应装置采用压力传感器。
本发明所达到的有益效果：本装置在前后两端设置驱动机构，中部设置辅助支撑机构，可以适用于台阶状深孔的检测，以提高台阶深孔测量的效率与精度。
附图说明
图1是实施例整体结构示意图；
图2是实施例中驱动机构剖面结构示意图；
图3是实施例中辅助支撑机构剖面机构示意图；
图4是实施例中移动支架结构示意图；
图5是实施例中筒盖结构示意图；
图6是实施例中转盘结构示意图；
图7是实施例中固定盘结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种用于多台阶深孔检测的自动牵引装置，包括前置驱动机构1000、后置驱动机构1000和辅助支撑机构2000。其中，前置驱动机构和后置驱动机构结构一致，对称设置在辅助支撑机构2000两边并与其连接。
如图2所示，以前置驱动机构为例进行说明。
前置驱动机构主体为T型支撑筒1001，T型支撑筒1001粗段沿径向装有三个均布的测距传感器1002，三个均布的测距传感器1002距T型支撑筒1001中心线的安装高度相等；T型支撑筒1001细段靠近粗段的一端中心孔处通过支架一1006安装有驱动装置一1005，驱动装置一1005输出轴可转动穿过支架一1006同轴连接丝杆1007；丝杆1007另一端穿过平移支架1004，可转动连接支撑板1008；支撑板1008固定在T型支撑筒1001细段中心孔内；端部外壁上设有一组三等分的轴向滑槽，平移支架1004通过凸起1004-1安装在轴向滑槽内；另一端装接筒盖一1003；筒盖1003沿周向均布三组支撑座1003-1，如图5所示；连杆组件数量为3组，均布在T型支撑筒1001周围，包括由下摆杆1009、上摆杆1010、竖直平移杆1011以及驱动杆1012；下摆杆1009与上摆杆1010呈平行排列，且下摆杆1009和上摆杆1010的一端以转动副分别与支撑座1003-1相连，另一端以转动副分别与竖直平移杆1011相连，构成一平行四边形连杆；驱动杆1012一端以转动副与平移支架1004凸起相连，另一端以转动副与下摆杆1009中部相连；竖直平移杆1011末端连接轮架一1013；轮架一1013装接驱动轮及电机1014，且轮架一1013与竖直平移杆1011之间还装有第一压力传感器（未画出）；每个连杆组件连接的驱动轮及电机1014距T型支撑筒1001中心线的安装高度相等。
如图3所示，辅助支撑机构2000主体为柱型支撑筒2001，柱型支撑筒2001两端装接筒盖板二2013，中心孔内装有转盘2002和固定盘2003；转盘2002和固定盘2003同轴安装，转盘2002伸出轴2002-2穿过滚动轴承一2004、轴承端盖2005与第二驱动装置2006输出轴相连；滚动轴承一2004安装在固定盘2003中心孔2003-2内；轴承端盖2005分别与滚动轴承一2004和固定盘2003的端面相连；第二驱动装置2006安装在轴承端盖2005上；固定盘2003外圆与柱型支撑筒2001中心孔内壁固连，左侧端面设有三等分的径向滑槽2003-1，如图7所示，，转盘2002盘面上设有三等分的径向腰形槽孔2002-1，腰形槽孔2002-1两端位于两个直径不等的圆上，两个直径不等的圆大小根据下文中径向滑块2007径向行程来设计，每个径向滑槽内2003-1内装有径向滑块2007；径向滑块2007固接短轴2008一端；短轴2008另一端穿过转盘2002上腰形槽孔2002-1与杆座2009相连，且短轴2008与转盘2002之间装有滚动轴承二2009；支撑杆2010一端沿转盘2002径向与与杆座2009相连，另一端螺纹连接轮架二2011；轮架二2011末端连接导向轮2012，每个导向轮2012距T型支撑筒1001中心线的安装高度相等，且轮架二2011与支撑杆2010之间装有第二压力传感器（未画出）。
一种用于多台阶深孔检测的自动牵引装置工作原理如下：
1） 测量前，首先根据被测多台阶深孔入口处内径的大小以及测距传感器和第一压力传感器的测量值，将前置驱动机构和后置驱动机构的驱动轮及电机1014调至恰当位置，即使驱动轮及电机1014可靠地顶压在多台阶深孔入口处内壁上；其次，启动第二驱动装置2006，将辅助支撑机构2000的导向轮2012沿固定盘2003径向调至缩回位置，即使导向轮2012与多台阶深孔入口处内壁无接触；最后，将前置驱动机构、辅助支撑机构2000、后置驱动机构由内至外摆放在多台阶深孔入口处。
2） 测量时，根据前置驱动机构和后置驱动机构的测距传感器测量值，以及第一压力传感器和第二压力传感器的测量值，驱动控制前置驱动机构、后置驱动机构和辅助支撑机构2000，协同实现多台阶深孔不同直径之间的自动牵引操作，具体实施步骤如下：
a）孔内径相等段
即前置驱动机构与后置驱动机构的测距传感器2002测量值一直相等时，启动前置驱动机构的驱动轮及电机1014，带动辅助支撑机构2000和后置驱动机构在多台阶深孔中一同前进，辅助支撑机构的导向轮2012始终处于径向缩回位置，即导向轮2012与多台阶深孔内壁不接触；
b）孔内径由小变大段
即前置驱动机构的测距传感器2002大于后置驱动机构的测距传感器2002的测量值，具体实施步骤如下：
（1）启动第二驱动装置2006，通过转盘2002和固定盘2003，使径向滑块2007、杆座2009、支撑杆2010和轮架二2011带动导向轮2012沿固定盘2003径向向外移动，使导向轮2012顶压在小直径段的孔内壁上，辅助支撑机构2000进入支撑状态，同时停止前置驱动机构的驱动轮及电机1014；
（2）启动后置驱动机构的驱动轮及电机1014，推动辅助支撑机构2000和前置驱动机构一同在多台阶深孔内前进；
（3）启动前置驱动机构的第一驱动装置1005，通过丝杆1007带动平移支架1004向辅助支撑机构2000移动，使连杆组件和轮架一1013将驱动轮及电机1014顶压在所在位置对待的孔内壁上，前置驱动机构进入多台阶深孔大直径段，同时停止后置驱动机构的驱动轮及电机1014；
（4）启动第二驱动装置2006，通过转盘2002和固定盘2003，使径向滑块2007、杆座2009、支撑杆2010和轮架二2011带动导向轮2012沿固定盘2003径向向内移动，使导向轮2012脱离当前位置所对应的孔内壁，辅助支撑机构2000退出小直径段的支撑状态；
（5）在辅助支撑机构2000进入大直径段的瞬间，通过转盘2002和固定盘2003，使径向滑块2007、杆座2009、支撑杆2010和轮架二2011带动导向轮2012沿固定盘2003径向向外移动，使导向轮2012顶压在当前位置所对应的孔内壁上，辅助支撑机构2000进入大直径段的支撑状态；
（6）在后置驱动机构进入大直径段的瞬间，启动后置驱动机构的的第一驱动装置1005，通过丝杆1007带动平移支架1004向辅助支撑机构2000移动，使连杆组件和轮架一1013将驱动轮及电机1014顶压在大直径段的孔内壁上，后置驱动机构进入多台阶深孔大直径段，同时辅助支撑机构2000推出支撑状态，至此完成了直径由小变大的台阶深孔牵引操作；
c）孔内径由大变小段
即前驱机构的测距传感器2002小于后驱机构的测距传感器2002的测量值，具体实施步骤如下：
（1）启动第二驱动装置2006，通过转盘2002和固定盘2003，使径向滑块2007、杆座2009、支撑杆2010和轮架二2011带动导向轮2012沿固定盘2003径向向外移动，使导向轮2012顶压在大直径段的孔内壁上，辅助支撑机构2000进入支撑状态，同时停止前置驱动机构的驱动轮及电机1014；
（2）启动后置驱动机构的驱动轮及电机1014，推动辅助支撑机构2000和前置驱动机构一同在多台阶深孔内前进；
（3）启动前置驱动机构的第一驱动装置1005，通过丝杆1007带动平移支架1004向远离辅助支撑机构2000移动，使连杆组件和轮架一1013将驱动轮及电机1014顶压在小直径段的孔内壁上，前置驱动机构进入多台阶深孔小直径段，同时停止后置驱动机构的驱动轮及电机1014；
（7）启动第二驱动装置2006，通过转盘2002和固定盘2003，使径向滑块2007、杆座2009、支撑杆2010和轮架二2011带动导向轮2012沿固定盘2003径向向内移动，使导向轮2012脱离当前位置所对应的孔内壁，辅助支撑机构2000退出大直径段的支撑状态；
（8）在辅助支撑机构2000进入小直径段的瞬间，通过转盘2002和固定盘2003，使径向滑块2007、杆座2009、支撑杆2010和轮架二2011带动导向轮2012沿固定盘2003径向向外移动，使导向轮2012顶压在小直径段的孔内壁上，辅助支撑机构2000进入小直径段的支撑状态；
d） 在后置驱动机构进入小直径段的瞬间，启动后置驱动机构的的第一驱动装置1005，通过丝杆1007带动平移支架1004向远离辅助支撑机构2000移动，使连杆组件和轮架一1013将驱动轮及电机1014顶压在小直径段的孔内壁上，后置驱动机构进入多台阶深孔小直径段，同时辅助支撑机构2000推出支撑状态，至此完成了直径由大变小的台阶深孔牵引操作。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于多台阶深孔检测的自动牵引装置，其特征是，包括辅助支撑机构（2000）以及对称设置在所述辅助支撑机构（2000）两侧与其连接的驱动机构（1000）；
所述驱动机构包括第一支撑筒（1001）、若干位于所述第一支撑筒（1001）周向上均匀分布的测距传感器（1002）、若干位于所述第一支撑筒（1001）周向上均匀分布的径向第一支撑滚轮组件以及轴向移动驱动装置，所述第一支撑滚轮组件包括平行四边形连杆、驱动杆（1012）、第一滚轮组件、滚轮驱动装置以及第一压力感应装置，所述平行四边形连杆垂直于所述第一支撑筒（1001），其中一垂直杆与所述第一支撑筒（1001）连接，另一垂直杆外侧端依次与所述第一压力感应装置、所述滚轮驱动装置以及所述第一滚轮组件连接，所述驱动杆一端与所述轴向移动驱动装置连接，另一端与所述平行四边形连杆一水平杆铰接；
所述辅助支撑机构（2000）包括第二支撑筒（2001）以及位于所述第二支撑筒（2001）内的转盘（2002）、固定盘（2003）、旋转驱动装置（2006）以及若干均匀分布的径向第二支撑滚轮组件，所述固定盘（2003）盘面上均匀分布有对应所述第二支撑滚轮组件数量的径向滑槽（2003-1），所述转盘（2002）盘面上均匀分布有对应所述滑槽（2003-1）数量的径向弧形槽孔（2002-1），所述转盘（2002）与所述固定盘（2003）同轴设置，所述第二支撑滚轮组件包括安装在所述滑槽（2003-1）上穿出所述弧形槽孔（2002-1）的滑块组件（2007）、与所述滑块组件（2007）连接的径向支撑杆（2010）以及依次位于所述支撑杆（2010）上的第二压力感应装置与第二滚轮组件，所述旋转驱动装置与所述转盘（2002）连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于多台阶深孔检测的自动牵引装置，其特征是，所述第一支撑筒（1001）为T形支撑筒，所述测距传感器（1002）位于所述T形支撑筒粗段，所述第一支撑滚轮组件位于所述T形支撑筒细段，所述T形支撑筒细段与所述辅助支撑机构（2000）连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于多台阶深孔检测的自动牵引装置，其特征是，所述轴向移动驱动装置包括位于所述第一支撑筒（1001）内一端中心的电机（1005）、与所述电机输出轴连接的丝杆（1007）、安装在所述丝杆上的平移支架（1004）以及位于丝杆另一端的支撑板（1008），所述平移支架（1004）周向上设有与所述第一支撑滚轮组件数量对应的凸起（1004-1），所述第一支撑筒（1001）侧壁上设有与所述凸起（1004-1）数量对应的轴向条状槽孔，所述凸起（1004-1）可在所述条状槽孔中移动，所述凸起（1004-1）与所述驱动杆（1012）连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于多台阶深孔检测的自动牵引装置，其特征是，包括三组等分分布的所述第一支撑滚轮组件以及所述第二支撑滚轮组件。
5.根据权利要求1所述的一种用于多台阶深孔检测的自动牵引装置，其特征是，包括三组等分分布的所述测距传感器（1002）。
6.根据权利要求1所述的一种用于多台阶深孔检测的自动牵引装置，其特征是，所述第一压力感应装置以及所述第二压力感应装置采用压力传感器。
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