CN110672637B - 油缸内成像自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业测量技术领域内的一种油缸内成像自动检测装置，包括支撑机构、伸缩机构、机架以及检测仪；所述支撑机构与所述伸缩机构安装于所述机架上，所述检测仪连接于所述伸缩机构的端部；所述支撑机构用于支撑油缸内成像自动检测装置并实现定位，所述检测仪通过所述伸缩机构实现相对于所述机架的轴向位移。本发明提供的油缸内成像自动检测系统具有结构紧凑、变径范围大、检测距离长等特点。

Description

油缸内成像自动检测装置

技术领域

本发明涉及工业测量技术领域，具体的，涉及一种油缸内成像自动检测装置，更进一步的，涉及一种可以在口径规格变化大、纵深大的油缸内进行卡位固定、带动检测仪深入油缸内部进行摄像的成像检测系统。

背景技术

液压油缸是一般工作在低速重载的场合，广泛应用于煤矿井下、隧道建设、工程机械、海底石油开采等各个行业。液压油缸一般的工作环境都比较恶劣，潮湿、有腐蚀性气体或者液体、高温等，因此液压油缸磨损、老化、腐蚀，或者过载涨缸，时有发生。因此液压油缸的检测对于保障油缸安全工作非常有必要，可以早期发现问题，预防事故发生。

在役油缸检测一般是在大修或者维护阶段进行，其中对于内壁表面状态的检测是发现缸内腐蚀、裂纹等故障的基本手段。目前油缸内壁检测基本依赖人的眼睛去观察，有些情况下人不易到达，而大多数情况下，人眼会疲劳，造成漏检，因此一般通过摄像头进行检测。为了将摄像头带入到油缸内部常常使用伸缩杆，但是伸缩杆的伸缩距离有限，杆末端的视角也很难控制。目前，现场测量缺少轻量化、便携式、自动化的能够适应高纵深、多种规格大变径油缸的成像检测系统。

经现有技术检索发现，中国专利公开号为CN204188116U，公开了一种油缸缸筒的内径检测装置，涉及油缸缸筒的生产加工技术领域，其特征在于：包括圆柱形竖杆及竖杆底部的圆盘底座，竖杆的中上部固定设有螺杆，螺杆的两端设有螺母，螺杆的侧端面上设有检测触头。本实用新型的有益效果：可以方便、快速的检测油缸缸筒的内径，准确度高。而且可以根据需要更换长短螺杆，用来检测不同内径的油缸缸筒。该公开的实用新型专利随减少了劳动强度，但对于高纵深大口径的油缸的检测确无法使用。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种油缸内成像自动检测装置，适用高纵深大变径的成像检测系统。

本发明提供了一种油缸内成像自动检测装置，包括支撑机构、伸缩机构、机架以及检测仪；所述支撑机构与所述伸缩机构安装于所述机架上，所述检测仪连接于所述伸缩机构的端部；所述支撑机构用于支撑油缸内成像自动检测装置并定位，所述检测仪通过所述伸缩机构实现相对于所述机架的轴向位移。

一些实施方式中，所述支撑机构包括支撑电机和支撑板，所述机架的周向设有多个所述支撑板，所述支撑板通过所述支撑电机进行伸缩。

一些实施方式中，所述支撑板包括第一支撑板和第二支撑板，所述支撑电机传动连接有第一推杆和第二推杆，所述第一支撑板、所述第二支撑板分别连接于所述第一推杆和所述第二推杆的端部，所述第一推杆与所述第二推杆通过所述支撑电机实现同步相向运动。

一些实施方式中，所述伸缩机构包括伸缩电机和铰链机构，所述铰链机构通过所述伸缩电机沿所述机架的轴向进行伸缩。

一些实施方式中，所述铰链机构包括叉型结构，所述叉型结构可实现伸缩，多个所述叉型结构串联形成所述铰链机构。

一些实施方式中，所述叉型结构包括承力杆和转轴，两个承力杆的两端通过转轴连接成矩形结构，所述两个矩形结构通过转轴连接成对称的且可绕中心转轴转动的所述叉型结构。

一些实施方式中，所述伸缩电机通过相对平移机构驱动所述铰链机构实现伸缩，所述相对平移机构包括丝杆、正旋螺母、反旋螺母、第一滑杆以及第二滑杆组成，所述丝杆中间连接有齿轮，位于所述齿轮两侧的所述丝杆的螺纹旋向相反，所述正旋螺母与所述反旋螺母分别旋和于所述丝杆的两端，所述第一滑杆与所述第二滑杆以相互平行的方式分别与所述正旋螺母和所述反旋螺母滑动连接。

一些实施方式中，还包括伸缩杆，所述伸缩杆一端连接于所述机架，另一端与所述铰链机构的所述叉型结构的中心转轴连接，所述伸缩杆与所述铰链机构同步伸缩。

一些实施方式中，两组所述伸缩杆分别位于所述铰链机构的两侧。

一些实施方式中，所述伸缩杆为多级伸缩杆。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过对伸缩机构伸缩量的设置，可对高纵深大变径的油缸实施缸内自动检测成像功能，具有结构紧凑、变径范围大、检测距离长等特点。

2、本发明通过将伸缩机构设置成机械式的并由多组叉型结构串联而成，不仅提高了伸缩机构的稳定性，而且可根据实际要测量的油缸的深度确定伸缩机构的伸缩长度，从而确定叉型结构的串联数量，简单易行，拆装方便。

3、本发明的叉型杆末端的驱动采用丝杆带动两个旋向相反的螺母传动，丝杆传动宜可以自锁，这样在定点观察时，可以节省电能，提高稳定性。

4、本发明通过伸缩杆对铰链支撑，提高了伸缩机构伸长时的整体刚度与稳定性。

5、本发明通过将支撑板的数量设置为2个，在确保支撑效果的情况下，使得整体的结构更加紧凑。

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为本发明高纵深大变径油缸内成像自动检测系统的结构示意图；

图2为本发明铰链机构的叉型杆件结构图；

图3为本发明丝杆螺母控制铰链机构运动图；

图4为本发明机架对撑机构示意图；

图中示出：

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种油缸内成像自动检测装置，包括支撑机构、伸缩机构、机架12以及检测仪21；所述支撑机构与所述伸缩机构安装于所述机架12上，所述检测仪21连接于所述伸缩机构的端部；所述支撑机构用于支撑油缸内成像自动检测装置并实现定位，这里的定位主要指代使油缸内成像自动检测装置可定点观察，所述检测仪21通过所述伸缩机构实现相对于所述机架12的轴向位移。

通过支撑机构将机架12固定于油缸缸内的某一位置，通过将检测仪21连接于伸缩机构的端部，通过伸缩机构的伸缩实现检测仪21相对于机架12的轴向位移，进而在油缸缸体内进行检测成像。通过对伸缩机构伸缩量的设置，可完成高纵深、大变径的自动检测成像功能，具有结构紧凑、变径范围大、检测距离长等特点。

优选的，所述支撑机构包括支撑电机9和支撑板，所述机架12的周向设有多个所述支撑板，所述支撑板通过所述支撑电机进行伸缩。在机架12的轴向设置至少2个支撑板，当设置超过2个支撑板时，如三个，则支撑板可通过连接丝杆螺母结构与支撑电机9的传动齿轮进行啮合传动，实现支撑板的同步伸缩，以实现支撑于油缸缸体内的功能；

进一步的，在确保支撑效果的情况下，为使得结构紧凑，优选支撑板设置为2个，2个支撑板连接于机架12同一轴线的两侧，可通过齿轮齿条传动结构实现2个支撑板同时相向运动，以实现支撑板支撑于油缸缸体内，即：

所述支撑板包括第一支撑板6和第二支撑板15，所述支撑电机9传动连接有第一推杆7和第二推杆14，所述第一支撑板6、所述第二支撑板15分别连接于所述第一推杆7和所述第二推杆14的端部，所述第一推杆7与所述第二推杆14通过所述支撑电机9实现同步相向运动，具体的，

如图4a所示，本实施例的第一支撑板6、第二支撑板15由支撑电机9驱动，支撑电机9安装在压板8上，如图4b所示，第一支撑板6、第二支撑板15分别安装在第一推杆7、第二推杆14的末端，在第一推杆7和第二推杆14上分别安装第一齿条7-2、第二齿条14-2，第一齿条7-2与第二齿条14-2平行，并且同时和位于第一齿条7-2与第二齿条14-2之间的支撑齿轮28啮合，当支撑电机9带动支撑齿轮28转动时，第一推杆7、第二推杆14会向相反的方向移动，则第一支撑板6、第二支撑板15会向外支撑或者收回。

优选的，所述伸缩机构包括伸缩电机1和铰链机构26，所述铰链机构26通过所述伸缩电机实现沿所述机架12的轴向进行伸缩。铰链机构26采用机械式的结构，相对于液压伸缩机构或气动伸缩机构，制作简单，且机械式的往复运动相对于液压或气动也具有更高的稳定性。

优选的，所述铰链机构26包括叉型结构，所述叉型结构可实现伸缩，多个所述叉型结构串联形成所述铰链机构26。通过多个叉型结构串联构成铰链机构26，可根据实际要测量的油缸的深度确定铰链机构26伸缩长度，从而根据其深度确定叉型结构的串联数量，简单易行，拆装方便。

进一步的，所述叉型结构包括承力杆和转轴，两个承力杆的两端通过转轴连接成封闭的矩形叉杆，所述两个矩叉杆通过转轴连接成对称的且可绕中心转轴转动的叉型结构。

具体的：

如图2所示，本实施例中的铰链机构26由图中所示的叉型结构串联安装形成，每一个叉型结构具体包括内下轴26-1、外上轴26-2、中轴26-3、外左侧杆26-4、内左侧杆26-5、内上轴26-6、外下轴26-7、外右侧杆26-8、内右侧杆26-9。内左侧杆26-5、内右侧杆26-9、外左侧杆26-4、外右侧杆26-8的中部通过中轴26-3联结，内左侧杆26-5、内右侧杆26-9的上部通过内上轴26-6、下部通过内下轴26-1联结成内杆，外左侧杆26-4、外右侧杆26-8的上部通过外上轴26-2，下部通过外下轴26-7联结成外杆，内杆和外杆可以绕中轴26-3转动，形成叉型结构，这些叉型结构依次串联便可以形成铰链机构26，同时向内压叉型结构的内下轴26-1、外下轴26-7则铰链机构26伸长，同时向外拨叉型结构的内下轴26-1、外下轴26-7则铰链机构26收缩。其中，矩形叉杆由两个扁平杆通过两个末端轴联结而成，可以提高叉型杆的稳定性，并不会显著增加叉型杆的重量

优选的，所述伸缩电机1通过相对平移机构驱动所述铰链机构26实现伸缩，所述相对平移机构包括丝杆18、正旋螺母3、反旋螺母16、第一滑杆4以及第二滑杆13组成，所述丝杆18中间连接有齿轮19，位于所述齿轮19两侧的所述丝杆18的螺纹旋向相反，所述正旋螺母3与所述反旋螺母6分别旋和于所述丝杆18的两端，所述第一滑杆4与所述第二滑杆13以相互平行的方式分别与所述正旋螺母3和所述反旋螺母6滑动连接。具体的：

如图3所示，铰链机构26最下部的叉型机构末端的内下轴26-1、外下轴26-7分别卡在左拨叉2、右拨叉17上，而左拨叉2、右拨叉17分别固定在反旋螺母16、正旋螺母3上，反旋螺母16、正旋螺母3旋和在丝杆18两端旋向相反的螺纹上，反旋螺母16、正旋螺母3上的孔穿入第一滑杆4、第二滑杆13，伸缩电机1输出轴与电机连接轴1-1相连，电机齿轮5固定在电机连接轴1-1上，电机齿轮5与齿轮19啮合，齿轮19固定在丝杆10上，当伸缩电机1转动时，丝杆18转动，带动反旋螺母16、正旋螺母3在第一滑杆4、第二滑杆13上相向移动，驱动铰链机构26伸长或者缩回。叉型杆末端的驱动采用丝杆带动两个旋向相反的螺母传动，丝杆传动宜可以自锁，这样在定点观察时，可以节省电能，提高稳定性。

优选的，还包括伸缩杆，所述伸缩杆一端连接于所述机架12，另一端与所述铰链机构26的所述叉型结构的中心转轴连接，所述伸缩杆与所述铰链机构26同步伸缩。伸缩杆对铰链机构26进行支撑，以提高铰链机构26伸长时的整体刚度与稳定性，优选伸缩杆的顶端与铰链机构26顶端的叉型结构相连接。

进一步的，两组所述伸缩杆分别与所述铰链机构26连接并位于其两侧。即两组伸缩杆布置在铰链机构26的两侧，优选对称的两侧，其伸缩杆与铰链机构26的连接点可均为顶端，也可其中一个伸缩杆与铰链机构26顶端的叉型结构中的中心转轴连接，另一个伸缩杆根据情况连接于铰链机构26中部的叉型结构中的中心转轴连接，无论那种方式均能进一步的提高铰链机构26伸长时的整体刚度与稳定性。

更进一步的，所述伸缩杆为多级伸缩杆。伸缩杆机构中各伸缩杆的数量选取主要取决于铰链机构26完全缩回来的长度、完全伸出的长度、以及伸缩杆中各杆完全伸出时保留在前一个杆中的长度来决定，根据实际情况而定。如图1所示，伸缩杆机构由四个同轴叠套的长筒组成，包括由四筒22、三筒23、二筒24以及一筒25，在铰链机构26伸缩时四个长筒同步进行伸缩。

由上述可知，本实施例提供的油缸内成像自动检测装置，如图1-4所示，具体包括伸缩电机1、左拨叉2、正旋螺母3、第一滑杆4、电机齿轮5、第一支撑板6、第一推杆7、压板8、支撑电机9、电机连接轴10、右挡板11、机架12、第二滑杆13、第二推杆14、第二支撑板15、反旋螺母16、右拨叉17、丝杆18、齿轮19、连接轴20、检测仪21、四筒22、三筒23、二筒24、一筒25、铰链机构26、左挡板27。检测仪21固定在铰链机构26的连接轴20上，铰链机构26整体固定在机架12上，铰链机构26由伸缩电机1通过丝杆18、正旋螺母3、反旋螺母16、第一滑杆4、第二滑杆13组成的相对平移机构驱动铰链机构26的伸缩，带动摄像机21前进，使用四节连续伸缩杆即四筒22、三筒23、二筒24、一筒25来支撑铰链机构26以提高铰链机构26的刚度，机架12通过第一支撑板6、第二支撑板15的伸出支撑在油缸内壁，第一支撑板6、第二支撑板15通过支撑电机9驱动。其中，检测仪21可为带摄像功能的摄像机，或其他检测成像仪器，或单纯检测仪，如内径测量仪等。

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1权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (4)

1.一种油缸内成像自动检测装置，其特征在于，包括支撑机构、伸缩机构、机架（12）以及检测仪（21）；

所述支撑机构与所述伸缩机构安装于所述机架（12）上，所述检测仪（21）连接于所述伸缩机构的端部；

所述支撑机构用于支撑油缸内成像自动检测装置并定位，所述检测仪（21）通过所述伸缩机构实现相对于所述机架（12）的轴向位移；

所述支撑机构包括支撑电机（9）和支撑板，所述机架（12）的周向设有多个所述支撑板，所述支撑板通过所述支撑电机进行伸缩；

所述支撑板包括第一支撑板（6）和第二支撑板（15），所述支撑电机（9）传动连接有第一推杆（7）和第二推杆（14），所述第一支撑板（6）、所述第二支撑板（15）分别连接于所述第一推杆（7）和所述第二推杆（14）的端部，所述第一推杆（7）与所述第二推杆（14）通过所述支撑电机（9）实现同步相向运动；所述伸缩机构包括伸缩电机（1）和铰链机构（26），所述铰链机构（26）通过所述伸缩电机（1）沿所述机架（12）的轴向进行伸缩；

所述铰链机构（26）包括叉型结构，所述叉型结构可实现伸缩，多个所述叉型结构串联形成所述铰链机构（26）；

所述叉型结构包括承力杆和转轴，两个承力杆的两端通过转轴连接成矩形结构，两个所述矩形结构通过中心转轴连接成对称的且可绕中心转轴转动的所述叉型结构；

所述伸缩电机（1）通过相对平移机构驱动所述铰链机构（26）实现伸缩，所述相对平移机构包括丝杆（18）、正旋螺母（3）、反旋螺母（16）、第一滑杆（4）以及第二滑杆（13）组成，所述丝杆（18）中间连接有齿轮（19），位于所述齿轮（19）两侧的所述丝杆（18）的螺纹旋向相反，所述正旋螺母（3）与所述反旋螺母（16）分别旋合于所述丝杆（18）的两端，所述第一滑杆（4）与所述第二滑杆（13）以相互平行的方式分别与所述正旋螺母（3）和所述反旋螺母（16）滑动连接。

2.根据权利要求1所述的油缸内成像自动检测装置，其特征在于，还包括伸缩杆，所述伸缩杆一端连接于所述机架（12），另一端与所述铰链机构（26）的所述叉型结构的中心转轴连接，所述伸缩杆与所述铰链机构（26）同步伸缩。

3.根据权利要求2所述的油缸内成像自动检测装置，其特征在于，两组所述伸缩杆分别位于所述铰链机构（26）的两侧。

4.根据权利要求3所述的油缸内成像自动检测装置，其特征在于，所述伸缩杆为多级伸缩杆。

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