CN112129258B - 划痕深度测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种划痕深度测量装置及方法，属于测量技术领域，包括安装座、直线移动机构、第一位移传感器、第二位移传感器以及水平基准板，安装座用于安装在待测件上且位于划痕的一侧；直线移动机构固设于安装座上；第一位移传感器固设于直线移动机构上，用于测量水平距离；第二位移传感器固设于直线移动机构上，用于测量与待测件表面之间的距离；水平基准板位于第一位移传感器的一侧，用于第一位移传感器测量水平距离，本发明提供的划痕深度测量装置，避免了探针尖端无法深入划痕底部而导致测量不准确，同时也没有探针等测量工具与待测件接触，既实现了待测件划痕的精确测量，又可以避免待测件被二次划伤。

Description

划痕深度测量方法
技术领域
本发明属于测量技术领域，更具体地说，是涉及一种划痕深度测量装置及方法。
背景技术
动车组近年来发展迅速，相比普通列车具有速度快、能耗小、乘坐舒适性好等优点。动车组相关技术比普通列车要复杂很多，由于长时间、多交路、高速度、大强度的运行条件，对零部件可靠性要求较高。动车组关键零部件表面的状态，直接影响着运用，为保证零部件在运行过程中的安全可靠，各相关技术标准在动车组运用及检修过程中均针对零部件表面划痕的状态进行要求。但现有测量方式无法满足测量需求或无法达到批量测量要求，导致测量不准确，甚至造成二次划伤的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种划痕深度测量装置及方法，以解决现有技术中存在的划痕深度测量不准确，甚至造成二次划伤的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种划痕深度测量装置，包括：
安装座，用于安装在待测件上且位于划痕的一侧；
直线移动机构，固设于所述安装座上；
第一位移传感器，固设于所述直线移动机构上，用于测量水平距离；
第二位移传感器，固设于所述直线移动机构上，用于测量与待测件表面之间的距离；
水平基准板，位于所述第一位移传感器的一侧，用于所述第一位移传感器测量水平距离。
作为本申请另一实施例，所述直线移动机构包括安装架、螺旋连接在所述安装架上的丝杠、螺旋连接于所述丝杠上的安装块以及用于驱动所述丝杠转动的电机；所述第一位移传感器设于所述安装块的一侧面上，所述第二位移传感器设于所述安装块的下端面上，所述水平基准板固设于所述安装架上。
作为本申请另一实施例，所述电机采用步进电机。
作为本申请另一实施例，所述安装座的下端设有用于与待测件的外侧面相适配的安装槽。
作为本申请另一实施例，所述安装座为磁力座。
作为本申请另一实施例，所述第一位移传感器为激光位移传感器。
作为本申请另一实施例，所述第二位移传感器为激光位移传感器。
本发明提供的划痕深度测量装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明划痕深度测量装置，将安装座安装在待测件车轴上，启动直线移动机构、第一位移传感器以及第二位移传感器，直线移动机构带动第一位移传感器、第二位移传感器水平移动的同时，第二位移传感器测得与待测件表面距离为Y，第一位移传感器测得与水平基准板的距离X，并通过记录的多组(X，Y)数据，以水平基准板与第一位移传感器发出射线的交点为坐标原点以及多组(X，Y)数据计算出圆形方程、半径、圆心坐标，进而根据每个(X，Y)的坐标及圆形方程计算每个测量点至圆心的距离，圆形半径与点至圆心距离即为各测量点的划痕深度L，多组数据最大值L的最大值为最大划痕深度，通过这种方式，避免了探针尖端无法深入划痕底部而导致测量不准确，同时也没有探针等测量工具与待测件接触，既实现了待测件划痕的精确测量，又可以避免待测件被二次划伤。
本发明的另一个目的在于提供一种划痕深度测量方法，包括任意一项上述的划痕深度测量装置，还包括：
将所述安装座固定安装在待测件上，启动所述直线移动机构带动所述第一位移传感器和所述第二位移传感器在待测件上方水平移动；
记录多组同一时间所述第一位移传感器测得与所述水平基准板的距离X、所述第二位移传感器与待测件表面的距离Y；
根据所述水平基准板与多组(X，Y)数据计算出待测件表面的圆形方程、半径、圆心坐标以及圆心；
计算各组(X，Y)数据与圆心的距离Z；
由所述圆形方程的半径与各组数据Z求差得到各组(X，Y)数据对应点的划痕深度。
本发明提供的划痕深度测量方法，将安装座安装在待测件车轴上，启动直线移动机构、第一位移传感器以及第二位移传感器，直线移动机构带动第一位移传感器、第二位移传感器水平移动的同时，第二位移传感器测得与待测件表面距离为Y，第一位移传感器测得与水平基准板的距离X，并通过记录的多组(X，Y)数据，以水平基准板与第一位移传感器发出射线的交点为坐标原点以及多组(X，Y)数据计算出圆形方程、半径、圆心坐标，进而根据每个(X，Y)的坐标及圆形方程计算每个测量点至圆心的距离，圆形半径与点至圆心距离即为各测量点的划痕深度L，多组数据L的最大值为最大划痕深度。通过这种方式，避免了探针尖端无法深入划痕底部而导致测量不准确，同时也没有探针等测量工具与待测件接触，既实现了待测件划痕的精确测量，又可以避免待测件被二次划伤。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的划痕深度测量装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的划痕深度测量装置的测量过程示意图一；
图3为本发明实施例提供的划痕深度测量装置的测量过程示意图二；
图4为本发明实施例提供的划痕深度测量装置的测量过程示意图三；
图5为本发明实施例提供的划痕深度测量装置的测量过程示意图四；
图6为本发明实施例提供的划痕深度测量装置的使用测量示意图。
其中，图中各附图标记：
1、安装座；11、安装槽；2、直线移动机构；21、安装架；22、安装块；23、电机；24、丝杠；3、第一位移传感器；4、第二位移传感器；5、水平基准板；6、待测件。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1至图6，现对本发明提供的划痕深度测量装置进行说明。一种划痕深度测量装置，包括安装座1、直线移动机构2、第一位移传感器3、第二位移传感器4以及水平基准板5，安装座1用于安装在待测件6上且位于划痕的一侧；直线移动机构2固设于安装座1上；第一位移传感器3固设于直线移动机构2上，用于测量水平距离；第二位移传感器4固设于直线移动机构2上，用于测量与待测件6表面之间的距离；水平基准板5位于第一位移传感器3的一侧，用于第一位移传感器3测量水平距离。
本发明提供的划痕深度测量装置，与现有技术相比，将安装座1安装在待测件6车轴上，启动直线移动机构2、第一位移传感器3以及第二位移传感器4，直线移动机构2带动第一位移传感器3、第二位移传感器4水平移动的同时，第二位移传感器4测得与待测件6表面距离为Y，第一位移传感器3测得与水平基准板5的距离X，并通过记录的多组(X，Y)数据，以水平基准板5与第一位移传感器3发出射线的交点为坐标原点以及多组(X，Y)数据计算出圆形方程、半径、圆心坐标，进而根据每个(X，Y)的坐标及圆形方程计算每个测量点至圆心的距离，圆形半径与点至圆心距离即为各测量点的划痕深度L，多组数据L的最大值为最大划痕深度，通过这种方式，避免了探针尖端无法深入划痕底部而导致测量不准确，同时也没有探针等测量工具与待测件6接触，既实现了待测件6划痕的精确测量，又可以避免待测件6被二次划伤。
安装座1位于划痕的一侧，不影响划痕的测量。多组(X，Y)数据均间隔较短时间，使存在较多的(X，Y)数据便于准确计算待测件6车轴对应的圆形方程。在定义了以水平基准板5与第一位移传感器3发出射线的交点为坐标原点后，每三组(X，Y)数据可以计算出一个待测件6车轴所在圆形方程。
请参阅图1，作为本发明提供的划痕深度测量装置的一种具体实施方式，直线移动机构2包括安装架21、螺旋连接在安装架21上的丝杠24、螺旋连接于丝杠24上的安装块22以及用于驱动丝杠24转动的电机23；第一位移传感器3设于安装块22的一侧面上，第二位移传感器4设于安装块22的下端面上，水平基准板5固设于安装架21上，安装架21固定在安装座1的上端面上，在安装架21上螺旋安装丝杠24，并且设置安装块22以及电机23形成螺旋丝杠24机构，第一位移传感器3和第二位移传感器4分别固定设置在安装块22靠近水平基准板5的一侧和安装块22的下端面上，启动电机23后，安装块22随丝杠24转动做直线运动，由于丝杠24运动的精度较高，可以稳定地驱动第一位移传感器3和第二位移传感器4做水平移动，确保测得数据的精确。同时丝杠24具有可逆性，在测量数据结束后，可以启动电机23反向运动，使安装块22、第一位移传感器3和第二位移传感器4运动至原位。安装架21可以竖向设置在安装座1上，并且朝向安装座1的一侧延伸。
请参阅图1，作为本发明提供的划痕深度测量装置的一种具体实施方式，电机23采用步进电机23，步进电机23具有较好的而控制精度和运动的重复性，因此可以控制安装块22精确地直线移动。并且步进电机23的可靠性较高，使整个划痕深度测量过程更为平稳、可靠。
请参阅图1，作为本发明提供的划痕深度测量装置的一种具体实施方式，安装座1的下端设有用于与待测件6的外侧面相适配的安装槽11，由于待测件6车轴的外侧面为圆面，为保证安装座1稳定地安装在待测件6上，在安装座1的下端面开设安装槽11，安装槽11为V型结构，安装槽11的两侧槽壁与车轴的外圆面接触，使车轴卡在安装座1内。可以设置安装槽11的球型槽，槽内面与车轴外圆面相适配，安装座1安装在车轴上时，安装槽11卡在车轴上。
请参阅图1，作为本发明提供的划痕深度测量装置的一种具体实施方式，安装座1为磁力座，即安装座1采用磁性材料制成，在将安装座1安装在车轴上后，借助磁性材料的磁力吸附在车轴上，实现安装座1与车轴的稳定连接。也可以在安装槽11的内壁上安装磁铁等，这种方式成本较低，稳定性也较好。
请参阅图1，作为本发明提供的划痕深度测量装置的一种具体实施方式，第一位移传感器3为激光位移传感器，激光位移传感器的直线性能非常好，并且测量效果非常精确。激光位移传感器由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光位移传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。
请参阅图1，作为本发明提供的划痕深度测量装置的一种具体实施方式，第二位移传感器4为激光位移传感器，激光位移传感器的直线性能非常好，并且测量效果非常精确。激光位移传感器由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光位移传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图6，本发明实施例还提供了一种划痕深度测量方法，包括上述的划痕深度测量装置，还包括将安装座1固定安装在待测件6上，启动直线移动机构2带动第一位移传感器3和第二位移传感器4在待测件6上方水平移动；记录多组同一时间第一位移传感器3测得与水平基准板5的距离X、第二位移传感器4与待测件6表面的距离Y；根据水平基准板5与多组(X，Y)数据计算出待测件6表面的圆形方程、半径、圆心坐标；计算各组(X，Y)数据与圆心的距离Z；由圆形方程的半径与各组数据Z求差得到各组(X，Y)数据对应点的划痕深度。
本发明提供的划痕深度测量方法，将安装座1安装在待测件6车轴上，启动直线移动机构2、第一位移传感器3以及第二位移传感器4，直线移动机构2带动第一位移传感器3、第二位移传感器4水平移动的同时，第二位移传感器4测得与待测件6表面距离为Y，第一位移传感器3测得与水平基准板5的距离X，并通过记录的多组(X，Y)数据，以水平基准板5与第一位移传感器3发出射线的交点为坐标原点以及多组(X，Y)数据计算出圆形方程、半径、圆心坐标，进而根据每个(X，Y)的坐标及圆形方程计算每个测量点至圆心的距离，圆形半径与点至圆心距离即为各测量点的划痕深度L，多组数据L的最大值为最大划痕深度。通过这种方式，避免了探针尖端无法深入划痕底部而导致测量不准确，同时也没有探针等测量工具与待测件6接触，既实现了待测件6划痕的精确测量，又可以避免待测件6被二次划伤。
多组(X，Y)数据均间隔较短时间，使存在较多的(X，Y)数据便于准确计算待测件6车轴对应的圆形方程。在定义了以水平基准板5与第一位移传感器3发出射线的交点为坐标原点后，每三组(X，Y)数据可以计算出一个待测件6车轴所在圆形方程。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.划痕深度测量方法，使用了划痕深度测量装置，其特征在于，划痕深度测量装置包括：
安装座，用于安装在待测件上且位于划痕的一侧；
直线移动机构，固设于所述安装座上；
第一位移传感器，固设于所述直线移动机构上，用于测量水平距离；
第二位移传感器，固设于所述直线移动机构上，用于测量与待测件表面之间的距离；
水平基准板，位于所述第一位移传感器的一侧，用于所述第一位移传感器测量水平距离；
直线移动机构包括安装架、螺旋连接在安装架上的丝杠、螺旋连接于丝杠上的安装块以及用于驱动丝杠转动的电机；第一位移传感器设于安装块的一侧面上，第二位移传感器设于安装块的下端面上，水平基准板固设于安装架上；
划痕深度测量方法包括：
将所述安装座固定安装在待测件上，启动所述直线移动机构带动所述第一位移传感器和所述第二位移传感器在待测件上方水平移动；
记录多组同一时间所述第一位移传感器测得与所述水平基准板的距离X、所述第二位移传感器与待测件表面的距离Y；
根据所述水平基准板与多组(X，Y)数据计算出待测件表面的圆形方程、半径、圆心坐标以及圆心；
计算各组(X，Y)数据与圆心的距离Z；
由所述圆形方程的半径与各组数据Z求差得到各组(X，Y)数据对应点的划痕深度；
定义以水平基准板与第一位移传感器发出射线的交点为坐标原点，每三组(X，Y)数据可以计算出一个待测件车轴所在圆形方程。
2.如权利要求1所述的划痕深度测量方法，其特征在于，所述电机采用步进电机。
3.如权利要求1所述的划痕深度测量方法，其特征在于，所述安装座的下端设有用于与待测件的外侧面相适配的安装槽。
4.如权利要求3所述的划痕深度测量方法，其特征在于，所述安装座为磁力座。
5.如权利要求1所述的划痕深度测量方法，其特征在于，所述第一位移传感器为激光位移传感器。
6.如权利要求1所述的划痕深度测量方法，其特征在于，所述第二位移传感器为激光位移传感器。
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