CN110645945A - 内径测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自动检测设备技术领域内的一种内径测量装置，包括自主行走机构、定位扫描机构、变向传动机构以及机架；所述自主行走机构与所述定位扫描机构分别连接于所述机架轴线方向的两端；所述自主行走机构包括支撑行走轮组和动力传动组件，所述支撑行走轮组通过所述动力传动组件沿所述机架横截面的径向伸缩；所述定位扫描机构包括支撑杆与转台组件，多个所述支撑杆连接于所述转台组件的圆周面上，所述转台组件设置有测距仪；所述支撑杆通过所述变向传动机构与所述支撑行走轮组连接并实现反向伸缩。本发明装置通过变向传动机构实现了测量支撑定位和支撑行走的一体化，简单便捷，测量精准。
Description
技术领域
本发明涉及自动检测设备技术领域，具体的，涉及一种内径测量装置。
背景技术
液压油缸是一种重载下有效执行装备，广泛应用于矿山开采、隧道建设、工程机械、海底石油开采等各个行业。油缸处于重载之下工作，加之工作环境恶劣，因此油缸的检修保养非常重要。伴随着磨损、老化、腐蚀等进展，或者过载涨缸，油缸内径尤其是有配合公差处的油缸内径会出现变化，这些都需要进行有效检测，以便早期发现问题，预防事故发生。
在役油缸检测是保障油缸正常工作的有效手段，一般是在大修或者维护阶段，通过大型检测装备例如三坐标机、大型卡尺或者千分尺进行测量。机械式的大型卡尺或者内径千分尺体积庞大、重量重，很难使用，另外，油缸缸径规格较多，跨度较大，一般需要准备全系列的不同测量范围的内径千分尺，甚至达到10把以上，在设备购置、维护成本等方面都非常高昂。另外，具有较高测量精度的三坐标测量机，设备庞大，无法进行工业检修维护现场的使用。目前，现场测量缺少轻量化、便携式的微小型测量装置。
随着现代光学测量技术的发展，高精度的激光测距传感器有望使用于油缸内径检测成为可能，但是难点及需要解决的关键问题在于：(1)内径测量需要在油缸内定位传感器，一般要保证激光器的光轴垂直于油缸轴线，并且经过油缸截面圆的圆心；(2)大纵深油缸有时候甚至达到6米之多，因此需要测量系统具有油缸内自动行走功能，以便实现全深度的内径扫查；(3)测量系统具有紧凑的结构，便于实现微型化，易于便携，可以进行现场测量。为了解决上述问题，满足工业现场测量的需求，需要探索新的测量方法和机构。
经现有技术检索发现，中国专利公开号为CN208765634U，公开了一种油缸内径自动检测设备，包括机台、驱动装置、检测机构、升降机构和控制装置，所述的驱动装置和升降装置设于机台上，所述的驱动装置与检测机构连接，驱动装置驱动检测机构移动，所述的控制装置与驱动装置、升降装置和检测机构电连接。既能避免对其本身的损伤，效率也很高，且通过自动化控制系统检测，精度有保证。但该实用新型检测仍需对油缸进行相应升降操作，加大了整个流程的拆装工艺的复杂度。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种内径测量装置。
根据本发明提供的一种内径测量装置，包括自主行走机构、定位扫描机构、变向传动机构以及机架；
所述自主行走机构与所述定位扫描机构分别连接于所述机架轴线方向的两端；
所述自主行走机构包括支撑行走轮组和动力传动组件，所述支撑行走轮组通过所述动力传动组件沿所述机架横截面的径向伸缩；
所述定位扫描机构包括支撑杆与转台组件，多个所述支撑杆连接于所述转台组件的圆周面上，所述转台组件设置有测距仪；
所述支撑杆通过所述变向传动机构与所述支撑行走轮组连接并实现反向伸缩。
一些实施方式中，所述支撑行走轮组包括被动支撑轮组与主动行走轮组，2组所述被动支撑轮组与1组所述主动行走轮组沿所述机架的圆周方向均匀分布。
一些实施方式中，所述动力传动组件包括支撑电机、主锥齿轮、丝杠和螺母，所述被动支撑轮组与所述主动行走轮组均设有从锥齿轮和轮架，所述主锥齿轮与所述支撑电机的输出轴连接，所述从锥齿轮分别与所述主锥齿轮、所述丝杠啮合传动，所述螺母与所述丝杠匹配连接，所述轮架与所述螺母连接。
一些实施方式中，所述变向传动机构包括杠杆、杠杆座，所述杠杆座连接于所述机架上，所述杠杆绕所述杠杆座转动，所述杠杆的一端与所述螺母连接，另一端与所述支撑杆连接。
一些实施方式中，所述变向传动机构还包括拨叉帽，所述杠杆的一端内置于所述拨叉帽内，所述拨叉帽与所述支撑杆连接。
一些实施方式中，所述螺母或\和所述支撑杆设置有弧形凹槽，所述杠杆或\和所述拨叉帽设有与所述弧形凹槽相适配的弧形端部。
一些实施方式中，所述转台组件还包括转台电机、传动轮以及转动台，所述传动轮与所述转台电机的输出轴连接，所述测距仪安装于所述转动台上，所述传动轮与所述转动台传动连接。
一些实施方式中，所述传动轮与所述转动台通过传动带实现传动连接，所述传动带为弹性传动皮带。
一些实施方式中，所述转动台通过轴承安装于所述机架上，所述轴承的数量为2个，2个所述轴承进行同心配对。
一些实施方式中，所述机架设有滑槽，所述滑槽沿所述机架径向方向设置，所述支撑杆在所述滑槽内滑动，所述支撑杆与所述滑槽之间设有预紧力。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明装置通过变向传动机构实现了测量支撑定位和支撑行走的一体化，简单便捷，测量精准。
2、本发明可在大口径、高深度油缸内自主行走、自动中心点位，进行全深度范围覆盖的内径测量装置。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为一体化油缸内径测量系统的组成图；
图2为被动支撑组件运动以及支撑杆联动示意图；
图3为主动行走组件的结构示意图；
图4为被动支撑组件和主动行走组件的分布示意图；
图5为转台组件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种内径测量装置，包括自主行走机构、定位扫描机构、变向传动机构以及机架；
所述自主行走机构与所述定位扫描机构分别连接于所述机架的轴向两端；
所述自主行走机构包括支撑行走轮组和动力传动组件，所述支撑行走轮组通过所述动力传动组件沿所述机架横截面的径向伸缩；
所述定位扫描机构包括支撑杆与转台组件，多个所述支撑杆连接于所述转台组件的圆周面上，所述转台组件设置有测距仪；
所述支撑杆通过所述变向传动机构与所述支撑行走轮组连接并实现反向伸缩。
其中，本装置的结构原理阐述如下：
自主行走机构中的支撑行走轮组与支撑杆相适配设置，具有多组，每组支撑行走轮组可相同设置，为均带有动力源的主动支撑行走轮组，通过自我调节实现沿待测筒身的内筒面的滑行，其滑行沿待测筒身轴向或径向均可实现滑行，同时多组支撑行走轮组通过控制装置实现统一协调，如方向一致、速度一致等等；其每组支撑行走轮组也可设置成不同，一组设置成带有动力源的行走轮组，其他设置为被动支撑轮组，通过一个具有动力的每组支撑行走轮组带动其他被动支撑轮组进行行动。
定位扫描机构中，其转台组件上设置测距仪，并通过在转台组件圆周面上设置多个支撑杆，支撑杆可伸缩，通过调节支撑杆的长度将内径测量装置固定于待测筒身的内圆中，通过测距仪即可实现对待测筒身内径的测量。
通过变向传动结构将支撑杆与支撑行走轮组连接，并实现支撑杆与支撑行走轮组沿机架径向以相反方向运动，即将内径测量装置置于待测筒身内，机架与待测筒身的轴线重合，其径向方向一致：
支撑行走轮组通过动力传动组件沿机架径向同时向外伸出，多个支撑行走轮组的轮组压紧待测筒体的内圆面，将内径测量装置支撑于待测筒身的内圆面，此时由于变向传动结构，其支撑杆为缩回状态，即支撑杆不与待测筒身的内圆面相接触，其一个或多个具有动力源的支撑行走轮组通过驱动行走轮而使得内径测量装置沿待测筒身的轴线方向运动。
到达需要测量位置时，支撑行走轮组停止运动，其支撑行走轮组通过动力传动组件实现轮组的回缩，同时支撑杆通过变向传动结构实现伸长，此时，多个支撑杆与待测内筒的内圆面实现压紧状态，通过转台组件带动测距仪转动实现对待测筒体的筒身内径的测量。
本发明装置通过变向传动机构实现了测量支撑定位和支撑行走的一体化，可实现筒内纵深方向的任一点位置的内径的测量。
以下以油缸内径测量为例对本发明进行详细的阐述，请同时参阅图1至图5：
如图1所示，本实施例提供的油缸内径测量装置，具体包括被动支撑轮组1、主动行走轮组2、螺母丝杆机构3、杠杆传动机构4、支撑杆5、转台组件6组成，由三个支撑杆5在转台组件6外圆周上均匀分布，进行转台组件6的刚性支撑；两个被动支撑轮组1和一个主动行走轮组2共三个轮组在圆周上均匀分布，进行油缸内支撑；轮组通过丝杆螺母机构3实现油缸直径方向上的伸缩，从而压紧油缸内壁，或者从油缸向内收缩；三个轮组的运动通过杠杆传动机构4传递到支撑杆5，当轮组沿直径伸出时支撑杆5缩回，主动行走组件2带动测量系统行走，而当轮组沿直径缩回时杠杆传动机构4撬动支撑杆5沿伸出，转台组件6转动进行内径扫描。
如图2所示，本实施例提供的被动支撑轮组1由机架1-1、被动轮1-2、被动轮架1-3、螺母1-4、丝杆1-5、轴承1-6、轴承座1-7、从锥齿轮1-7、主锥齿轮1-8、支撑电机1-10组成，支撑电机1-10将运动经由主锥齿轮1-9、从锥齿轮1-8传递到丝杆1-5上，丝杆1-5使用轴承1-6、轴承座1-7安装在机架1-1上，其轴线沿油缸直径方向，当丝杆1-5带动螺母1-4沿机架1-1滑动时，安装在螺母1-4上的被动轮架1-3一起运动，被动轮架1-3上安装的被动轮1-2可以沿油缸直径方向向外撑紧，或者向内收缩。
如图2所示，本实施例提供的杠杆传动机构4由杠杆4-1、杠杆座4-2、拨叉帽4-3组成，杠杆4-1安装在杠杆座4-2上，杠杆座4-2安装在机架1-1上，杠杆4-1的中心绕杠杆座4-2的销轴转动，杠杆4-1一端为圆弧形与螺母1-4的圆弧凹槽相切，另外一端安装有可以调节的拨叉帽4-3，拨叉帽4-3的一端为圆弧形，与支撑杆5的圆弧凹槽相切。拨叉帽4-3方便了杠杆4-1的安装，即拨叉帽4-3在杠杆4-1右侧插到底，将杠杆4-1先安装好，然后拨叉帽4-3拔出伸入到支撑杆5的圆形凹槽中，然后使用紧钉螺丝将拨叉帽4-3固定在杠杆上即可。当螺母1-4沿油缸直径向外撑紧时，支撑杆5被拨叉帽4-3拨动沿油缸直径向内，而当螺母1-4沿油缸直径向内收回时，支撑杆5被拨叉帽4-3拨动沿油缸直径向外撑紧油缸内壁；优选的，支撑杆5在机架1-1滑槽内滑动，滑槽方向沿直径方向，并保证滑槽加工面与机架轴线垂直，支撑杆与滑槽之间增加预紧力，保证支撑杆与机架轴线的垂直度。
如图3所示，本实施例提供的主动行走轮组2由辅助被动轮2-1、行走部螺母2-2、辅助被动轮架2-3、主动轮架2-4、主动轮2-5、行走电机架2-6、行走电机2-7、行走部丝杆2-8、行走部锥齿轮2-9组成，主锥齿轮1-9与固定在行走部丝杆2-8端部的行走部锥齿轮2-9啮合，旋和行走部螺母2-2在机架1-1上滑动，带动行走部螺母2-2上的辅助被动轮架2-3、被动轮2-5、主动轮架2-4、行走电机2-7、行走电机架2-6以及主动轮2-5沿油缸直径方向压紧油缸，然后行走电机2-7启动，实现缸内行走。
如图4所示，本实施例提供的一体化油缸内径测量系统，具有支撑作用的两个被动支撑轮组1、一个主动行走轮组2在圆周上均布，并且在一个支撑电机1-10上安装的主锥齿轮与三个锥齿轮(两个从锥齿轮1-8、一个行走部锥齿轮2-9)同时啮合，同步驱动被动支撑轮组1、主动行走轮组沿2油缸直径压紧油缸内壁，或者收回。
如图5所示，本实施例提供的转台组件6由转台电机6-1、传动带6-2、主皮带轮6-3、转动台6-4、激光测距传感器6-5、套筒6-6、轴承6-7组成，激光测距传感器6-5安装在转动台6-4上，转动台6-4使用轴承6-7安装支撑在机架1-1的内筒面上，优选的，用于转动台6-4在机架1-1内圆筒上支撑的两个轴承6-7需要进行同心配对，以便减少测量的随机误差，同心配对是指对轴承进行挑选，两个轴承的内圈的圆度、公差应该尽量一致，以减少轴承支撑带来的转动跳动等误差；转动台6-4圆柱侧面加工有弧形凹槽用于安装传动带6-2，转台电机6-1安装在机架1-1上，主皮带轮6-3安装在转台电机6-1输出轴上，由传动带6-2连接到转动台6-4进行回转扫描。优选的，传动带6-2采用具有弹性的圆带，最大程度吸收转台电机对转动台的振动冲击与干扰，提高测量精度。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种内径测量装置，其特征在于，包括自主行走机构、定位扫描机构、变向传动机构以及机架；
所述自主行走机构与所述定位扫描机构分别连接于所述机架轴线方向的两端；
所述自主行走机构包括支撑行走轮组和动力传动组件，所述支撑行走轮组通过所述动力传动组件沿所述机架横截面的径向伸缩；
所述定位扫描机构包括支撑杆与转台组件，多个所述支撑杆连接于所述转台组件的圆周面上，所述转台组件设置有测距仪；
所述支撑杆通过所述变向传动机构与所述支撑行走轮组连接并实现反向伸缩。
2.根据权利要求1所述的内径测量装置，其特征在于，所述支撑行走轮组包括被动支撑轮组与主动行走轮组，2组所述被动支撑轮组与1组所述主动行走轮组沿所述机架的圆周方向均匀分布。
3.根据权利要求2所述的内径测量装置，其特征在于，所述动力传动组件包括支撑电机、主锥齿轮、丝杠和螺母，所述被动支撑轮组与所述主动行走轮组均设有从锥齿轮和轮架，所述主锥齿轮与所述支撑电机的输出轴连接，所述从锥齿轮分别与所述主锥齿轮、所述丝杠啮合传动，所述螺母与所述丝杠匹配连接，所述轮架与所述螺母连接。
4.根据权利要求3所述的内径测量装置，其特征在于，所述变向传动机构包括杠杆、杠杆座，所述杠杆座连接于所述机架上，所述杠杆绕所述杠杆座转动，所述杠杆的一端与所述螺母连接，另一端与所述支撑杆连接。
5.根据权利要求4所述的内径测量装置，其特征在于，所述变向传动机构还包括拨叉帽，所述杠杆的一端内置于所述拨叉帽内，所述拨叉帽与所述支撑杆连接。
6.根据权利要求5所述的内径测量装置，其特征在于，所述螺母或\和所述支撑杆设置有弧形凹槽，所述杠杆或\和所述拨叉帽设有与所述弧形凹槽相适配的弧形端部。
7.根据权利要求1所述的内径测量装置，其特征在于，所述转台组件还包括转台电机、传动轮以及转动台，所述传动轮与所述转台电机的输出轴连接，所述测距仪安装于所述转动台上，所述传动轮与所述转动台传动连接。
8.根据权利要求7所述的内径测量装置，其特征在于，所述传动轮与所述转动台通过传动带实现传动连接，所述传动带为弹性传动皮带。
9.根据权利要求8所述的内径测量装置，其特征在于，所述转动台通过轴承安装于所述机架上，所述轴承的数量为2个，2个所述轴承进行同心配对。
10.根据权利要求1所述的内径测量装置，其特征在于，所述机架设有滑槽，所述滑槽沿所述机架径向方向设置，所述支撑杆在所述滑槽内滑动，所述支撑杆与所述滑槽之间设有预紧力。
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