CN111174741A - 一种带内孔的圆柱形零件的测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于圆柱形零件检测技术领域，尤其涉及一种带内孔的圆柱形零件的测量装置，包括基座、竖直支架、水平支架、第一连杆和第二连杆，竖直支架沿水平方向与基座滑动连接，水平支架沿竖直方向与竖直支架滑动连接，第一连杆和第二连杆均沿水平方向与水平支架滑动连接，且第一连杆和第二连杆的滑动方向一致；第一连杆上固设有第一测头，第二连杆上固设有第二测头，第一测头和第二测头位于同一水平线上，第一测头和第二测头的结构相同，第一测头的一端为圆弧测量端，其另一端为平面测量端，第一测头和第二测头的平面测量端相对设置；第一连杆或第二连杆上固定设置有第一距离传感器，第一连杆和/或第二连杆上固定设置有位移传感器。

Description

一种带内孔的圆柱形零件的测量装置
技术领域
本发明属于圆柱形零件检测技术领域，尤其涉及一种带内孔的圆柱形零件的测量装置。
背景技术
目前，一般采用内径测量尺测量内孔的直径，采用千分尺测量外圆的直径，需要使用两种测量工具进行测量，比较麻烦，要想快速的测量出较为精确的尺寸需要一定的测量经验，即使是测量同一内孔直径或者外圆直径也可能出现不同的值，而且受到工件内孔直径大小的影响，要更换不同的内径测量尺和千分尺测量，费时费力，测量效率低；另外，想要测量内孔环槽的直径以及内孔环槽的宽度却很困难，必须借助一些其它辅助工具进行测量，测量不稳定，精度不高，而且受到测量工件大小的影响，要更换不同的测量装置进行测量，即使是一些经验丰富的测量员进行测量时，也相当费时费力，测量效率低；又如现在的三坐标测量工具虽然具有很高的测量精度，但其检测成本高，不适合大批量检测，而且在操作前需要较长时间的培训，也比较费时。
发明内容
为解决现有技术存在的带内孔圆柱形零件的测量工具操作麻烦、测量效率低、测量精度低和成本较高的问题，本发明提供一种带内孔的圆柱形零件的测量装置，能够克服目前存在问题，使测量更加高效，操作简单，结果精确，成本较低，适用范围较广，有一定的市场推广前景。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下，一种带内孔的圆柱形零件的测量装置，包括基座、竖直支架、水平支架、第一连杆和第二连杆，所述竖直支架沿水平方向与基座滑动连接，所述水平支架沿竖直方向与竖直支架滑动连接，所述第一连杆和第二连杆均沿水平方向与水平支架滑动连接，且所述第一连杆和第二连杆的滑动方向一致；
所述第一连杆上固定设置有第一测头，所述第二连杆上固定设置有第二测头，所述第一测头和第二测头位于同一水平线上，所述第一测头和第二测头的结构相同，所述第一测头的一端为圆弧测量端，所述第一测头的另一端为平面测量端，所述第一测头和第二测头的平面测量端相对设置；
所述第一连杆或第二连杆上固定设置有第一距离传感器，所述第一连杆和/或第二连杆上固定设置有位移传感器。
作为优选，所述第一测头和/或第二测头上固定设置有第二距离传感器。如第一测头上固定设置有第二距离传感器，移动第一测头的位置，使第一测头与圆柱形零件表面的适当位置接触，第二距离传感器测出其内孔的深度；移动第一测头的位置，使第一测头与圆柱形零件表面的适当位置接触，第二距离传感器测出圆柱形零件的总高度；第一测头和第二测头上均固定设置有第二距离传感器，可同时操作第一测头和第二测头，得出内孔深度的平均值和圆柱形零件总高度的平均值，提高测量精度和测量效率；操作便捷，测量效率高，结合传感技术，测量精度高。
作为优选，所述第一测头通过第一测杆与第一连杆固定连接，所述第二测头通过第二测杆与第二连杆固定连接。第一测杆的设置便于第一测头与第一连杆的装配，第二测杆的设置便于第二测头与第二连杆的装配。
作为优选，所述竖直支架与基座、水平支架与竖直支架、第一连杆与水平支架、以及第二连杆与水平支架之间均通过滑槽和滑块结构滑动连接。滑槽和滑块结构简单可靠，便于操作，成本较低。
进一步地，所述滑槽为十字滑槽，所述滑块为与十字滑槽配合的十字滑块。有效提高各部件滑动的精度，同时提高该测量装置的测量精度。
进一步地，所述滑块上设置有锁紧件，所述锁紧件包括锁紧螺钉，当所述锁紧螺钉与滑槽接触拧紧时，所述滑块锁紧定位在滑槽上。锁紧件的结构简单可靠，便于操作，成本较低，提高该测量装置测量时各部件锁紧定位的可靠性和稳定性，提高该测量装置的测量精度。
进一步地，所述基座的至少两侧均开设有所述滑槽。便于调整竖直支架的测量位置，提高该测量装置的测量灵活性和测量精度，扩大该测量装置的适用范围。
有益效果：本发明的带内孔的圆柱形零件的测量装置，可测量圆柱形零件的内孔直径、外圆直径、环槽直径、环槽宽度、内孔深度、以及圆柱形零件的总高度，采用第一距离传感器、第二距离传感器和位移传感器，使得自动化程度较高，测量精度高；本发明的带内孔的圆柱形零件的测量装置，结构简单，操作便捷，数学运算更加简单，结果更加精确，节省时间，成本较低。
附图说明
图1是本发明实施例1的立体结构示意图；
图2是本发明实施例1的另一角度的立体结构示意图；
图3是本发明实施例1的滑槽和滑块结构的局部立体结构示意图；
图4是本发明实施例1的测量内孔直径时的立体结构示意图；
图5是本发明带内孔的圆柱形零件的测量装置的测量内孔直径时的局部剖视示意图；
图6是本发明实施例1的测量外圆直径时的局部剖视示意图；
图7是本发明实施例1的测量环槽直径时的局部剖视示意图；
图8是本发明实施例1的测量环槽宽度时的局部剖视示意图；
图9是本发明实施例1的测量内孔深度时的局部剖视示意图；
图10是本发明实施例1的测量圆柱形零件总高度时的局部剖视示意图；
图11是本发明实施例1的测量原理示意图；
图12是本发明实施例2的立体结构示意图；
图13是本发明实施例2的测量环槽宽度时的局部剖视示意图；
图14是本发明实施例2的测量内孔深度时的局部剖视示意图；
图15是本发明实施例2的测量圆柱形零件总高度时的局部剖视示意图；
图中：1、基座，2、竖直支架，3、水平支架，4、第一连杆，5、第二连杆，6、第一测杆，7、第二测杆，8、第一测头，8-1、圆弧测量端，8-2、平面测量端，9、第二测头，10、第一距离传感器，11、位移传感器，12、第二距离传感器，13、滑槽和滑块结构，13-1、滑槽，13-2、滑块，14、锁紧螺钉，15、圆柱形零件，15-1、内孔，15-2、环槽，16、信号调理器，17、数据处理器，18、计算机；内孔直径d1，外圆直径d2，环槽直径d3，环槽宽度h1，内孔深度h2，以及圆柱形零件的总高度h3。
具体实施方式
实施例1
如图1～10所示，一种带内孔的圆柱形零件的测量装置，包括基座1、竖直支架2、水平支架3、第一连杆4和第二连杆5，所述竖直支架2沿水平方向与基座1滑动连接，所述水平支架3沿竖直方向与竖直支架2滑动连接，所述第一连杆4和第二连杆5均沿水平方向与水平支架3滑动连接，且所述第一连杆4和第二连杆5的滑动方向一致；所述第一连杆4上固定设置有第一测头8，所述第二连杆5上固定设置有第二测头9，为了便于装配，所述第一测头8通过第一测杆6与第一连杆4固定连接，所述第二测头9通过第二测杆7与第二连杆5固定连接，所述第一测头8和第二测头9位于同一水平线上，所述第一测头8和第二测头9的结构相同，所述第一测头8的一端为圆弧测量端8-1，以提高第一测头8和第二测头9的圆弧测量端8-1与圆柱形零件15的内孔15-1接触的测量精度，所述第一测头8的另一端为平面测量端8-2，以提高第一测头8和第二测头9的平面测量端8-2与圆柱形零件15的外圆接触的测量精度，所述第一测头8和第二测头9的平面测量端8-2相对设置；所述第一连杆4或第二连杆5上固定设置有第一距离传感器10，所述第一连杆4上固定设置有位移传感器11；所述第一测头8上固定设置有第二距离传感器12；
如图11所示，该带内孔的圆柱形零件的测量装置还包括依次电连接的信号调理器16、数据处理器17和计算机18，所述信号调理器16用于接收第一距离传感器10、第二距离传感器12和位移传感器11传送的信号，并进行信号的放大和过滤；具体地，所述信号调理器16包括信号放大电路和信号滤波电路，可以对信号进行放大和滤波处理，所述信号调理器16选用IEPE系列的信号调理器，将调理的信号传输到数据处理器17，所述数据处理器17的输入端和信号调理器16的输出端电连接，所述数据处理器17的输出端和计算机18电连接，通过计算机18显示第一距离传感器10、第二距离传感器12和位移传感器11测得的数值，所述数据处理器17包含A/D转换器，数据处理器17将接收的电信号转换为数字信号，这样计算机18才能直接处理接收的数据。
具体地，如图1～3所示，所述竖直支架2与基座1、水平支架3与竖直支架2、第一连杆4与水平支架3、以及第二连杆5与水平支架3之间均通过滑槽和滑块结构13滑动连接，为了提高该量装置的测量灵活性和扩大适用范围，所述基座1的相邻两侧均开设有所述滑槽13-1；所述滑槽13-1为十字滑槽，所述滑块13-2为与十字滑槽配合的十字滑块；为了提高各部件的定位可靠性和稳定性，所述滑块13-2上设置有锁紧件，所述锁紧件包括锁紧螺钉14，当所述锁紧螺钉14与滑槽13-1接触拧紧时，所述滑块13-2锁紧定位在滑槽13-1上。
如图4～10所示，本实施例的待测圆柱形零件15，内孔15-1开设在圆柱形零件15的一端，所述内孔15-1的内壁上开设有环槽15-2；需要测量圆柱形零件15的内孔15-1直径d1、外圆直径d2、环槽15-2直径d3、环槽15-2宽度h1、内孔15-1深度h2、以及圆柱形零件15的总高度h3。
该带内孔的圆柱形零件的测量装置的测量步骤如下：
1)、将该测量装置放置在水平测量台上，即基座1与水平测量台接触，再将待测圆柱形零件15放置在基座1上，此时圆柱形零件15开设有内孔15-1的一端竖直朝上，如图1所示；
2)、如图4和5所示，当测量圆柱形零件15的内孔15-1直径d1时，沿基座1的滑槽13-1滑动竖直支架2，沿竖直支架2的滑槽13-1滑动水平支架3，沿水平支架3的滑槽13-1滑动第一连杆4和第二连杆5，直至第一连杆4带动第一测头8的圆弧测量端8-1以及第二连杆5带动第二测头9的圆弧测量端8-1分别与内孔15-1内壁的两侧接触，再微调第一测头8和第二测头9的位置，直至第一测头8和第二测头9的圆弧测量端8-1与内孔15-1的内壁接触位置位于内孔15-1的直径上；在此过程中，需要锁定竖直支架2、水平支架3、第一连杆4或第二连杆5时，只需拧紧对应的锁紧螺钉14即可，第一距离传感器10不断的运行，将距离信号转换为电信号，再通过信号调理器16对电信号进行处理，再通过数据处理器17的处理，接到计算机18，记录下数据；
3)、如图6所示，当测量圆柱形零件15的外圆直径d2时，沿基座1的滑槽13-1滑动竖直支架2，沿竖直支架2的滑槽13-1滑动水平支架3，沿水平支架3的滑槽13-1滑动第一连杆4和第二连杆5，直至第一连杆4带动第一测头8的平面测量端8-2以及第二连杆5带动第二测头9的平面测量端8-2分别与外圆面的两侧接触，再微调第一测头8和第二测头9的位置，直至第一测头8和第二测头9的平面测量端8-2与外圆面接触位置位于外圆的直径上；在此过程中，需要锁定竖直支架2、水平支架3、第一连杆4或第二连杆5时，只需拧紧对应的锁紧螺钉14即可，第一距离传感器10不断的运行，将距离信号转换为电信号，再通过信号调理器16对电信号进行处理，再通过数据处理器17的处理，接到计算机18，记录下数据；
4)、如图7所示，当测量圆柱形零件15的环槽15-2直径d3时，沿基座1的滑槽13-1滑动竖直支架2，沿竖直支架2的滑槽13-1滑动水平支架3，沿水平支架3的滑槽13-1滑动第一连杆4和第二连杆5，直至第一连杆4带动第一测头8的圆弧测量端8-1以及第二连杆5带动第二测头9的圆弧测量端8-1分别与环槽15-2内壁的两侧接触，再微调第一测头8和第二测头9的位置，直至第一测头8和第二测头9的圆弧测量端8-1与环槽15-2的内壁接触位置位于环槽15-2的直径上；在此过程中，需要锁定竖直支架2、水平支架3、第一连杆4或第二连杆5时，只需拧紧对应的锁紧螺钉14即可，第一距离传感器10不断的运行，将距离信号转换为电信号，再通过信号调理器16对电信号进行处理，再通过数据处理器17的处理，接到计算机18，记录下数据；
5)、如图8所示，当测量圆柱形零件15的环槽15-2宽度h1时，沿基座1的滑槽13-1滑动竖直支架2，沿竖直支架2的滑槽13-1滑动水平支架3，沿水平支架3的滑槽13-1滑动第一连杆4，直至第一连杆4带动第一测头8的圆弧测量端8-1的顶面与滑槽13-1的顶面接触，再沿竖直支架2的滑槽13-1向下滑动水平支架3，直至第一连杆4带动第一测头8的圆弧测量端8-1的底面与滑槽13-1的底面接触，在此过程中，需要锁定竖直支架2、水平支架3或第一连杆4时，只需拧紧对应的锁紧螺钉14即可，位移传感器11不断的运行，将位移信号转换为电信号，再通过信号调理器16对电信号进行处理，再通过数据处理器17的处理，接到计算机18，记录下数据；
6)、如图9所示，当测量圆柱形零件15的内孔15-1深度h2时，沿基座1的滑槽13-1滑动竖直支架2，沿水平支架3的滑槽13-1滑动第一连杆4，沿竖直支架2的滑槽13-1滑动水平支架3，直至第一连杆4带动第一测头8的圆弧测量端8-1的底面与圆柱形零件15顶面的适当位置接触，使第二距离传感器12能够测量内孔15-1的深度，在此过程中，需要锁定竖直支架2、水平支架3或第一连杆4时，只需拧紧对应的锁紧螺钉14即可，第二距离传感器12不断的运行，将距离信号转换为电信号，再通过信号调理器16对电信号进行处理，再通过数据处理器17的处理，接到计算机18，记录下数据；
7)、如图10所示，当测量圆柱形零件15的总高度h3时，沿基座1的滑槽13-1滑动竖直支架2，沿水平支架3的滑槽13-1滑动第一连杆4，沿竖直支架2的滑槽13-1滑动水平支架3，直至第一连杆4带动第一测头8的圆弧测量端8-1的底面与圆柱形零件15顶面的适当位置接触，使第二距离传感器12能够测量圆柱形零件15的总高度h3，在此过程中，需要锁定竖直支架2、水平支架3或第一连杆4时，只需拧紧对应的锁紧螺钉14即可，第二距离传感器12不断的运行，将距离信号转换为电信号，再通过信号调理器16对电信号进行处理，再通过数据处理器17的处理，接到计算机18，记录下数据；
8)、通过步骤2)～步骤7)，根据第一距离传感器10、位移传感器11和第二距离传感器12得到的数值，通过简单的数学运算得到待测量圆柱形零件15的内孔15-1直径d1、外圆直径d2、环槽15-2直径d3、环槽15-2宽度h1、内孔15-1深度h2、以及圆柱形零件15的总高度h3。
实施例2
如图12～15所示，在本实施例中，与实施例1的区别在于，所述第一连杆4和第二连杆5上均固定设置有位移传感器11；所述第一测头8和第二测头9上均固定设置有第二距离传感器12。
本实施例的该带内孔的圆柱形零件的测量装置的测量步骤与实施例1的区别在于，实施例1的步骤5)，当测量圆柱形零件15的环槽15-2宽度h1时，如图13所示，同时第二连杆5带动第二测头9的圆弧测量端8-1的顶面与滑槽13-1的顶面接触，第二连杆5再带动第二测头9的圆弧测量端8-1的底面与滑槽13-1的底面接触，最终计算第一连杆4和第二连杆5的位移传感器11测得数据的平均值；实施例1的步骤6)，当测量圆柱形零件15的内孔15-1深度h2时，如图14所示，同时第二连杆5带动第二测头9的圆弧测量端8-1的底面与圆柱形零件15顶面的适当位置接触，使第二测头9的第二距离传感器12能够测量内孔15-1的深度，最终计算第一测头8和第二测头9的第二距离传感器12测得数据的平均值；实施例1的步骤7)，当测量圆柱形零件15的总高度h3时，如图15所示，同时第二连杆5带动第二测头9的圆弧测量端8-1的底面与圆柱形零件15顶面的适当位置接触，使第二测头9的第二距离传感器12能够测量圆柱形零件15的总高度h3，最终计算第一测头8和第二测头9的第二距离传感器12测得数据的平均值。本实施例第一连杆4和第二连杆5上均固定设置有位移传感器11，第一测头8和第二测头9上均固定设置有第二距离传感器12，提高测量精度的同时，保证测量效率。

Claims (7)

1.一种带内孔的圆柱形零件的测量装置，其特征在于：包括基座(1)、竖直支架(2)、水平支架(3)、第一连杆(4)和第二连杆(5)，所述竖直支架(2)沿水平方向与基座(1)滑动连接，所述水平支架(3)沿竖直方向与竖直支架(2)滑动连接，所述第一连杆(4)和第二连杆(5)均沿水平方向与水平支架(3)滑动连接，且所述第一连杆(4)和第二连杆(5)的滑动方向一致；
所述第一连杆(4)上固定设置有第一测头(8)，所述第二连杆(5)上固定设置有第二测头(9)，所述第一测头(8)和第二测头(9)位于同一水平线上，所述第一测头(8)和第二测头(9)的结构相同，所述第一测头(8)的一端为圆弧测量端(8-1)，所述第一测头(8)的另一端为平面测量端(8-2)，所述第一测头(8)和第二测头(9)的平面测量端(8-2)相对设置；
所述第一连杆(4)或第二连杆(5)上固定设置有第一距离传感器(10)，所述第一连杆(4)和/或第二连杆(5)上固定设置有位移传感器(11)。
2.根据权利要求1所述的带内孔的圆柱形零件的测量装置，其特征在于：所述第一测头(8)和/或第二测头(9)上固定设置有第二距离传感器(12)。
3.根据权利要求1或2所述的带内孔的圆柱形零件的测量装置，其特征在于：所述第一测头(8)通过第一测杆(6)与第一连杆(4)固定连接，所述第二测头(9)通过第二测杆(7)与第二连杆(5)固定连接。
4.根据权利要求1所述的带内孔的圆柱形零件的测量装置，其特征在于：所述竖直支架(2)与基座(1)、水平支架(3)与竖直支架(2)、第一连杆(4)与水平支架(3)、以及第二连杆(5)与水平支架(3)之间均通过滑槽和滑块结构(13)滑动连接。
5.根据权利要求4所述的带内孔的圆柱形零件的测量装置，其特征在于：所述滑槽(13-1)为十字滑槽，所述滑块(13-2)为与十字滑槽配合的十字滑块。
6.根据权利要求4或5所述的带内孔的圆柱形零件的测量装置，其特征在于：所述滑块(13-2)上设置有锁紧件，所述锁紧件包括锁紧螺钉(14)，当所述锁紧螺钉(14)与滑槽(13-1)接触拧紧时，所述滑块(13-2)锁紧定位在滑槽(13-1)上。
7.根据权利要求6所述的带内孔的圆柱形零件的测量装置，其特征在于：所述基座(1)的至少两侧均开设有所述滑槽(13-1)。
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