CN112697031B - 测厚装置及测厚方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及厚度测量装置，公开了一种测厚装置及测厚方法。该测厚装置包括支撑座、竖向支撑结构、上测量调整杆和下测量调整杆，竖向支撑结构设置于支撑座上，上测量调整杆和下测量调整杆平行设置于竖向支撑结构上，且上测量调整杆位于下测量调整杆的上方，上测量调整杆和下测量调整杆设置有对应的测量机构，上测量调整杆和下测量调整杆均设置有悬臂水平调节系统，悬臂水平调节系统包括竖向调整杆和水平仪，上测量调整杆的竖向调整杆设置于上测量调整杆的下方，下测量调整杆的竖向调整杆设置于下测量调整杆的下方。该测厚装置可以有效提高测量的准确度，该装置不可广泛运用于板材、框型构件等具有较大面积的结构件的厚度测量。

Description

测厚装置及测厚方法

技术领域

本发明涉及厚度测量装置，尤其是一种可用于快速检测大型复杂筋条腹板类整体框模锻件任意位置的厚度变化的测厚装置及测厚方法。

背景技术

对于大型复杂筋条腹板类整体框模锻件等结构，固溶后有效冷变形是后续加工可靠性的保障，冷变形前后的准确测量至关重要。一般而言，7系铝合金塑性变形在1％～5％，对于有效厚度100mm左右的锻件，塑性变形量仅1～5mm，因此冷变形的量级以0.1mm考量。目前有效地测量工具包括游标卡尺、超声波测厚仪等。但是单游标卡尺只能测量锻件外轮廓周圈尺寸变化，而锻件内部结构尺寸变化无法测量；超声波测厚仪受锻件表面垂直度影响较大，探头的倾斜角度直接影响了厚度的有效测量。

公开号为CN209820351U的专利申请公开了一种用于海洋钻井平台制造的钢板测厚工具，该工具根据钢板的高度并且通过液压伸缩杆对移动杆的高度进行调整，使下侧的万向滚珠与钢板底部平齐，通过固定螺栓对钢板的位置进行固定，根据需要测量的位置，开启电动伸缩杆，使移动杆进行移动，从而对万向滚珠的位置进行调整，支撑弹簧对支撑杆进行推动，使万向滚珠与钢板贴合，保证测量的准确性，在钢板移动时，不需要通过固定螺栓对钢板进行固定，直接进行测量即可。该工具主要用于钢板厚度的连续测量，虽然无法直接运用于具有筋条腹板等复杂结构的结构件，不过，其通过移动杆将测量机构移动至结构件指定测量位置后，也可以实现对于复杂结构件的厚度测量。

虽然上述测厚装置能够测量较大程度上解决钢板、复杂结构整体框件的厚度测量，但是仍存在一些问题，其中最为显著的问题是，随着移动杆的伸出长度的增加，其也会产生一定的下挠量，而移动杆的下挠量无疑会增大测量误差，使测量结果不准确，特别是对于如前文所述的冷变形量级以0.1mm考量的工件，现有的测厚装置无法满足精确度要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测厚装置及测厚方法，可以有效提高测量的精确度。

本发明公开的测厚装置，包括支撑座、竖向支撑结构、上测量调整杆和下测量调整杆，所述竖向支撑结构设置于支撑座上，所述上测量调整杆和下测量调整杆平行设置于竖向支撑结构上，且上测量调整杆位于下测量调整杆的上方，所述上测量调整杆和下测量调整杆设置有对应的测量机构，所述上测量调整杆和下测量调整杆均设置有悬臂水平调节系统，所述悬臂水平调节系统包括竖向调整杆和水平仪，所述上测量调整杆的竖向调整杆设置于上测量调整杆的下方，所述下测量调整杆的竖向调整杆设置于下测量调整杆的下方。

优选地，所述竖向调整杆包括液压腔体和设置于液压腔体内的活塞接触杆，所述活塞接触杆向下设置，所述液压腔体通过水平调节控制阀与液压系统连接，所述水平仪为电子水平仪；

所述电子水平仪与水平调节控制阀联动控制，当电子水平仪处于非水平状态时，所述水平调节控制阀开启，液压油进入液压腔体，推动活塞接触杆伸长；当电子水平仪处于水平状态时，所述水平调节控制阀断开，活塞接触杆停止运动。

优选地，所述水平调节控制阀配置有电子节流器，电子水平仪设定有角度阈值，当电子水平仪测得的角度大于角度阈值时，控制电子节流器加大液压油流量，活塞接触杆加快伸出；当电子水平仪测得的角度小于角度阈值时，控制电子节流器减小液压油流量，活塞接触杆减慢伸出。

优选地，所述上测量调整杆和下测量调整杆均为液压伸缩杆，所述液压伸缩杆包括至少三级套管，后级套管通过活塞体插入相邻的前级套管内并通过活塞体将相邻的前级套管的内腔划分为内侧的油腔和外侧的弹簧腔，所述弹簧腔内的活塞体与套管的端部内壁之间设置有复位弹簧，所述活塞体设置有连通前级套管油腔与相邻后级套管油腔的液压伸长控制阀，所述液压伸长控制阀连接有控制阀门状态的行程开关，所述行程开关的触头设置于活塞体朝向弹簧腔的端面上，所述弹簧腔在活塞体外伸的极限位置具有与行程开关的触头相作用的结构，第一级套管的油腔设置有连接液压系统的油口，所述测量机构和悬臂水平调节系统均位于最后一级套管上。

优选地，所述上测量调整杆和下测量调整杆均为方管。

优选地，所述上测量调整杆和下测量调整杆的测量机构均包括竖向设置的电动活塞杆和设置于电动活塞杆端部的电子触头，所述上测量调整杆的电子触头和下测量调整杆的电子触头相向布置，所述电动活塞杆连接有测量驱动机构，所述电子触头与测量驱动机构电性连接。

优选地，所述竖向支撑结构包括竖向设置的导柱和丝杠，所述上测量调整杆和下测量调整杆均设置有与导柱相配合的导套，所述导套设置有第一电磁铁，所述导柱为磁性材料，所述上测量调整杆和下测量调整杆分别设置有与丝杠相配合的竖向移动结构，所述竖向移动结构包括外壳体和调节螺母，所述调节螺母位于外壳体内并与外壳体竖向固定、水平活动配合，所述调节螺母包括两个相对设置的半螺母，两个半螺母通过弹性件合并后与丝杠螺纹配合，所述半螺母的外侧分别设置有第二电磁铁，所述半螺母为磁性材料，所述丝杠连接有竖向调节驱动机构。

本发明还公开了采用所述的测厚装置的测厚方法，包括如下步骤：

调整测量位置：将移动测厚装置至目标物旁，伸长上测量调整杆和下测量调整杆，使测量机构到达目标物的测厚部位；

调整水平度：向下伸长上测量调整杆的竖向调整杆使其接触并支撑于目标物上，继续向下伸长抵消上测量调整杆的下挠量，直至上测量调整杆的水平仪监测达到水平；向下伸长下测量调整杆的竖向调整杆使其接触并支撑于下方平台上，继续向下伸长抵消下测量调整杆的下挠量，直至下测量调整杆的水平仪监测达到水平；

测量厚度：通过上测量调整杆和下测量调整杆的测量机构测量目标物测厚部位的厚度。

优选地，将上测量调整杆和下测量调整杆的测量机构相互接触的状态确定为零点；

在伸长上测量调整杆和下测量调整杆前，先进行装置校零，调整上测量调整杆和下测量调整杆的测量机构使两者对接接触，验证测量机构的是否达到零点，若是则继续后续测量，若否则重新确定新的零点，再进行后续测量。

优选地，所述竖向支撑结构包括竖向设置的导柱和丝杠，所述上测量调整杆和下测量调整杆均设置有与导柱相配合的导套，所述导套设置有第一电磁铁，所述导柱为磁性材料，所述上测量调整杆和下测量调整杆分别设置有与丝杠相配合的竖向移动结构，所述竖向移动结构包括外壳体和调节螺母，所述调节螺母位于外壳体内并与外壳体竖向固定、水平活动配合，所述调节螺母包括两个相对设置的半螺母，两个半螺母通过弹性件合并后与丝杠螺纹配合，所述半螺母的外侧分别设置有第二电磁铁，所述半螺母为磁性材料，所述丝杠连接有竖向调节驱动机构；

在确定零点前，先根据目标物的高度和厚度调整上测量调整杆和下测量调整杆的高度；

单独调节上测量调整杆的高度时，上测量调整杆的第二电磁铁断电，上测量调整杆的半螺母在弹性件的弹力作用下合并与丝杠螺纹配合，上测量调整杆的第一电磁铁断电，上测量调整杆的导套与导柱解除锁定，下测量调整杆的第一电磁铁通电，下测量调整杆的导套与导柱在第一电磁铁的磁力作用下锁定，下测量调整杆的第二电磁铁通电，下测量调整杆的半螺母在第二电磁铁的磁力作用下克服弹性件的弹力与丝杠相分离，竖向调节驱动机构驱动丝杠转动，使上测量调整杆向上或者向下运动，实现上测量调整杆的高度调整，下测量调整杆的半螺母与丝杠相分离不受丝杠转动影响，同时通过导套与导柱的相互锁定，使下测量调整杆位置不发生移动；

单独调节下测量调整杆高度时，下测量调整杆的第二电磁铁断电，下测量调整杆的半螺母在弹性件的弹力作用下合并与丝杠螺纹配合，下测量调整杆的第一电磁铁断电，下测量调整杆的导套与导柱解除锁定，上测量调整杆的第一电磁铁通电，上测量调整杆的导套与导柱在第一电磁铁的磁力作用下锁定，上测量调整杆的第二电磁铁通电，上测量调整杆的半螺母在第二电磁铁的磁力作用下克服弹性件的弹力与丝杠相分离，竖向调节驱动机构驱动丝杠转动，使下测量调整杆向上或者向下运动，实现下测量调整杆的高度调整，上测量调整杆的半螺母与丝杠相分离不受丝杠转动影响，同时通过导套与导柱的相互锁定，使上测量调整杆位置不发生移动；

同步调节上测量调整杆和下测量调整杆的高度时，上测量调整杆和下测量调整杆的第二电磁铁均断电，半螺母在弹性件的弹力作用下合并与丝杠螺纹配合，上测量调整杆和下测量调整杆的第一电磁铁均断电，导套与导柱解除锁定，竖向调节驱动机构驱动丝杠转动，使上测量调整杆和下测量调整杆同步向上或者向下运动，实现上测量调整杆和下测量调整杆高度的同步调整。

本发明的有益效果是：该测厚装置通过在上下测量调整杆上分别设置悬臂水平调节系统，将上下测量调整杆由悬臂支撑转变为两点或多点支撑，通过悬臂水平调节系统的调整抵消上下测量调整杆的下挠量，保证其处于水平状态再进行测量，从而有效提高测量的准确度，该装置不可广泛运用于板材、框型构件等具有较大面积的结构件的厚度测量。

附图说明

图1是本发明测厚的整体示意图图；

图2是悬臂水平调节系统的示意图；

图3是测量调整杆的示意图；

图4是测量机构的示意图；

图5是竖向支撑结构的示意图；

图6是竖向支撑结构的截面示意图。

附图标记：支撑座1，万向滚轮11，导柱21，丝杠22，导套23，第一电磁铁231，竖向移动结构24，外壳体241，半螺母242，弹性件243，第二电磁铁244，竖向调节驱动机构25，上测量调整杆31，下测量调整杆32，套管301，油腔302，弹簧腔303，行程开关304，液压伸长控制阀305，油口306，复位弹簧307，测量机构4，电动活塞杆41，电子触头42，测量驱动机构43，缓冲弹簧44，显示灯45，悬臂水平调节系统5，电子水平仪51，竖向调整杆52，活塞接触杆521，液压腔体522，水平调节控制阀523，目标物6，等高垫铁61，平台62，液压系统77。

具体实施方式

下面对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明公开的测厚装置，包括支撑座1、竖向支撑结构、上测量调整杆31和下测量调整杆32，所述竖向支撑结构设置于支撑座1上，所述上测量调整杆31和下测量调整杆32平行设置于竖向支撑结构上，且上测量调整杆31位于下测量调整杆32的上方，所述上测量调整杆31和下测量调整杆32设置有对应的测量机构4，所述上测量调整杆31和下测量调整杆32均设置有悬臂水平调节系统5，所述悬臂水平调节系统5包括竖向调整杆52和水平仪，所述上测量调整杆31的竖向调整杆52设置于上测量调整杆31的下方，所述下测量调整杆32的竖向调整杆52设置于下测量调整杆32的下方。

支撑座1主要用于承载和支撑整个测厚装置，在支撑座1下方可以设置万向滚轮11，便于调整测厚装置的位置，竖向支撑结构用于安装上测量调整杆31和下测量调整杆32，竖向支撑结构可以采用固定式的，也可以采用可调式的。测量前可以先将目标物6放置于平台62上，利用等高垫铁61调整至水平状态，具体主要包括如下步骤：

调整测量位置：将移动测厚装置至目标物6旁，若支撑座1底部设置有万向滚轮11可利用万向滚轮11移动，伸长上测量调整杆31和下测量调整杆32，使测量机构4到达目标物6的测厚部位；

调整水平度：向下伸长上测量调整杆31的竖向调整杆52使其接触并支撑于目标物6上，继续向下伸长抵消上测量调整杆31的下挠量，直至上测量调整杆31的水平仪监测达到水平；向下伸长下测量调整杆32的竖向调整杆52使其接触并支撑于下方平台62上，继续向下伸长抵消下测量调整杆32的下挠量，直至下测量调整杆32的水平仪监测达到水平；

测量厚度：通过上测量调整杆31和下测量调整杆32的测量机构4测量目标物6测厚部位的厚度。

该测厚装置主要依靠竖向调整杆52的向下伸长，反作用于上测量调整杆31和下测量调整杆32，消除其下挠量，同时依靠水平仪检测上测量调整杆31和下测量调整杆32对否达到水平状态，当两者均达到水平状态时，即可基本保证测量不再受下挠量的影响。测量机构4通过上测量调整杆31和下测量调整杆32的移动或者伸长，可以实现具有较大面积的结构件中部的厚度测量，如本发明实施例中的测量调整杆伸缩量达到1250mm，检测锻件的最大宽度可达2500mm，根据需要可设置更长的测量调整杆测量更大面积的结构件，而对于更长的测量调整杆可以设置多个竖向调整杆52进行支撑，以保证其水平度，其中，竖向调整杆52需要分别调整和控制，以满足复杂结构的需求。

在测量之前可进行校零工操作，将上测量调整杆31和下测量调整杆32的测量机构4相互接触的状态确定为零点；在伸长上测量调整杆31和下测量调整杆32前，先进行装置校零，调整上测量调整杆31和下测量调整杆32的测量机构4使两者对接接触，验证测量机构4的是否达到零点，若是则继续后续测量，若否则重新确定新的零点，再进行后续测量。每次测量前都进行校零可以防止降低固有的误差。

竖向调整杆52作为水平调整部件，其可以采用手动升降、自动升降，螺纹升降、液压升降等等结构，在本发明的优选实施例中，采用了液压升降方式，如图2所示，所述竖向调整杆52包括液压腔体522和设置于液压腔体522内的活塞接触杆521，所述活塞接触杆521向下设置，所述液压腔体522通过水平调节控制阀523与液压系统连接，所述水平仪为电子水平仪51；所述电子水平仪51与水平调节控制阀523联动控制，当电子水平仪51处于非水平状态时，所述水平调节控制阀523开启，液压油进入液压腔体522，推动活塞接触杆521伸长；当电子水平仪51处于水平状态时，所述水平调节控制阀523断开，活塞接触杆521停止运动。通过电子水平仪51和水平调节控制阀523的联动控制，自动实现上测量调整杆31和下测量调整杆32的自动水平调节，水平调节控制阀523可采用普通的液压用电磁阀，不过这里优选采用液控单向阀，液控单向阀相对于普通阀门具有更好的保压效果，可保证竖向调整杆52调整到位以后保持不变。

水平调节控制阀523控制液压油流量的速度不能过大，过大则可能反向打破水平，也不能过小，否则影响测厚效率，为了兼顾两者，所述水平调节控制阀523配置有电子节流器，电子水平仪51设定有角度阈值，当电子水平仪51测得的角度大于角度阈值时，控制电子节流器加大液压油流量，活塞接触杆521加快伸出；当电子水平仪51测得的角度小于角度阈值时，控制电子节流器减小液压油流量，活塞接触杆521减慢伸出。这里液压油的流量的加大和减小是两者相对而言的，具体的大小需要根据实际竖向调整杆52的规格尺寸以及调整的精确度要求设定。电子水平仪51测得的角度为电子水平仪51所处位置与水平面的夹角，角度越大，则说明测量杆下挠度越大，活塞接触杆521的加快和减慢也是相对的，即电子节流器至少有两级流量，大的一级流量在电子水平仪51测得的角度大于角度阈值时开启，此时，活塞接触杆521快速伸出可以节约时间；小的一级流量在电子水平仪51测得的角度小于角度阈值时开启，此时，活塞接触杆521缓慢伸出可以提高精度，更好地保证达到水平时及时停止，此外，亦可分为更多区间的角度阈值，分别控制流量，达到更为精确的调控。

上测量调整杆31和下测量调整杆32可以采用背景技术中的移动杆形式，也可采用伸缩杆形成，相对而言，采用伸缩杆形式的测量调整杆收起时长度更短，更有利于存放和移动，在兼顾稳定性的情况下，常用的伸缩方式普遍只能做到二级自动伸缩，而难以做到三级以上的伸缩，为了实现三级以上的伸缩，如图3所示，在本发明的优选实施例中，所述上测量调整杆31和下测量调整杆32均为液压伸缩杆，所述液压伸缩杆包括至少三级套管301，后级套管301通过活塞体插入相邻的前级套管301内并通过活塞体将相邻的前级套管301的内腔划分为内侧的油腔302和外侧的弹簧腔303，内侧即为靠近竖向支撑结构的一侧，外侧即为远离竖向支撑结构的一侧，所述弹簧腔303内的活塞体与套管301的端部内壁之间设置有复位弹簧307，所述活塞体设置有连通前级套管301油腔302与相邻后级套管301油腔302的液压伸长控制阀305，所述液压伸长控制阀305连接有控制阀门状态的行程开关304，所述行程开关304的触头设置于活塞体朝向弹簧腔303的端面上，所述弹簧腔303在活塞体外伸的极限位置具有与行程开关304的触头相作用的结构，第一级套管301的油腔302设置有连接液压系统的油口306，所述测量机构4和悬臂水平调节系统5均位于最后一级套管301上。如图3所示的实施例中，其利用了弹簧腔303的内端面作为与行程开关304的触头相作用的结构，若因为弹簧体积原因，活塞体无法达到弹簧腔303内端面，可以在活塞体外伸时能够达到的极限位置设置与行程开关304的触头相作用的挡板。在本实施例中，液压油从油口306进入内侧第一级套管301的油腔302内，在液压油的作用下，推动第二节套管301的活塞体向外移动并压缩弹簧腔303内的复位弹簧307，当行程开关304的触头与弹簧腔303右侧的内壁接触时，则证明第二节套管301已经伸出到位，同时触发行程开关304控制液压伸长控制阀305开启，液压油从第一级套管301的油腔302进入第二级套管301的油腔302，可推动第三级套管301伸出，第三级套管301伸出到位后可以通过行程开关304触发第四级套管301伸出，依次类推，可实现多级杆件的稳定伸出。当需要收回伸缩杆时，只需让液压油回流，各级套管301就可在复位弹簧307的作用下收回。液压伸长控制阀305也优选采用液控单向阀，在伸缩杆伸长时，控制液压油单向流动至下一级套管301，在伸缩杆回收时，控制液压油单向回流至上一级套管301，具有较好的保压效果，保证测量过程中，测量位置不发生改变。

考虑到圆管的抗弯性能相对较差，所述上测量调整杆31和下测量调整杆32均为方管。若采用液压伸缩方式，套管301可以设置为内部具有圆形腔孔以保证液压油压力的稳定分散，外侧则为方管结构，以提高抗弯性能。

测量机构4是测厚的重要部件，测量机构4通常成对设置，上下测量机构4可以结构一样，也可以是相互对应配合的不同结构，例如背景技术中的测厚装置的测量机构4即采用了滚珠配合测量杆，本发明由于设计的初始目的在于测量大型复杂筋条腹板类整体框模锻件，为了保证测量机构4能够与其测量部位顺利接触，如图4所示，所述上测量调整杆31和下测量调整杆32的测量机构4均包括竖向设置的电动活塞杆41和设置于电动活塞杆41端部的电子触头42，所述上测量调整杆31的电子触头42和下测量调整杆32的电子触头42相向布置，所述电动活塞杆41连接有测量驱动机构43，所述电子触头42与测量驱动机构43电性连接。上下均采用电动活塞杆41有利于应对更为复杂的锻件测量，上下均可实现调整，若以上下电动活塞杆41的接触点为零点，则待测目标的厚度为上下电动活塞杆41伸缩变化量之和。在电动活塞杆41的基础上，配合电子触头42可以实现自动测量，测量驱动机构43优选采用伺服电机等具有高精度驱动设备，通过测量驱动机构43可驱动电动活塞杆41伸出，当电子触头42与测量物表面接触时，可以控制测量驱动机构43停止运行，在上下电动活塞杆41均停止运动后，读取电动活塞杆41此时的伸出状态与零点的总差值，即为测量目标的厚度。为了避免硬接触给测量器造成损伤，所述电子触头42与电动活塞杆41之间设置缓冲弹簧44。此外，除了直接读取电动活塞杆41的伸缩量外，也可加装显示设备，通过读取驱动机构的驱动数值，将其转换为厚度测量结果，进而通过显示设备显示出来，还可设置测量器显示灯45，显示灯45与电子触头42连接，当电子触头42接触测量物表面时，显示灯45亮起，以提醒测试人员目前显示设备显示的数值为测量结果。

如背景技术中引用的现有技术所述，测厚装置还可以进行上测量调整杆31和下测量调整杆32的高度调整，以适配钢板的高度，不过其高度调节功能仅能使上测量调整杆31和下测量调整杆32同步调整，由于钢板的厚度差异较小，这种调节方式是没有问题的，但是，对于大型复杂筋条腹板类整体框模锻件则可能并不适用，因为这类构件的各个部分厚度差异极大，上测量调整杆31和下测量调整杆32固定的间距很可能无法满足测量需求，为了解决此问题，如图5和6所示，在本发明的优选实施例中，所述竖向支撑结构包括竖向设置的导柱21和丝杠22，所述上测量调整杆31和下测量调整杆32均设置有与导柱21相配合的导套23，所述导套23设置有第一电磁铁231，所述导柱21为磁性材料，所述上测量调整杆31和下测量调整杆32分别设置有与丝杠22相配合的竖向移动结构24，所述竖向移动结构24包括外壳体241和调节螺母，所述调节螺母位于外壳体241内并与外壳体241竖向固定、水平活动配合，所述调节螺母包括两个相对设置的半螺母242，两个半螺母242通过弹性件243合并后与丝杠22螺纹配合，所述半螺母242的外侧分别设置有第二电磁铁244，所述半螺母242为磁性材料，所述丝杠22连接有竖向调节驱动机构25。这里的磁性材料是指即含铁、镍等会被电磁铁吸引的材料。为了实现竖向固定和水平活动，外壳体241需要在调节螺母的两侧保留一定的间隙，同时调节螺母的上下表面与外壳体241的内表面平滑支撑配合，在保证竖向限位效果的同时，保证移动顺畅，必要时可以采用设置滚珠或者滚轮的形式增强其活动性。同时在本实施例中还采用了两方面的导向结构来保证半螺母242滑动的稳定性，其一是在弹簧中间穿插导杆，导杆固定于半螺母242上，同时与外壳体241的导孔滑动配合，其二是在半螺母242的两端设置对应的导向凸起，半螺母242的端部具有与导向凸起相配合的导槽，通过此两方面的导向限位保证半螺母242移动的稳定性。竖向调节驱动机构25可以采用手轮等手动驱动方式，也可采用电机等驱动方式，在本实施例中，丝杠22的转动通过伺服电机配合减速箱驱动，丝杠22转动可带动其上的螺母上下运动，进而带动实现上测量调整杆31和下测量调整杆32高度的单独调整或者同步调整。测量调整杆的高度调整通常在确定零点之前，具体过程如下：

单独调节上测量调整杆31的高度时，上测量调整杆31的第二电磁铁244断电，上测量调整杆31的半螺母242在弹性件243的弹力作用下合并与丝杠22螺纹配合，上测量调整杆31的第一电磁铁231断电，上测量调整杆31的导套23与导柱21解除锁定，下测量调整杆32的第一电磁铁231通电，下测量调整杆32的导套23与导柱21在第一电磁铁231的磁力作用下锁定，下测量调整杆32的第二电磁铁244通电，下测量调整杆32的半螺母242在第二电磁铁244的磁力作用下克服弹性件243的弹力与丝杠22相分离，竖向调节驱动机构25驱动丝杠22转动，使上测量调整杆31向上或者向下运动，实现上测量调整杆31的高度调整，下测量调整杆32的半螺母242与丝杠22相分离不受丝杠22转动影响，同时通过导套23与导柱21的相互锁定，使下测量调整杆32位置不发生移动；

单独调节下测量调整杆32高度时，下测量调整杆32的第二电磁铁244断电，下测量调整杆32的半螺母242在弹性件243的弹力作用下合并与丝杠22螺纹配合，下测量调整杆32的第一电磁铁231断电，下测量调整杆32的导套23与导柱21解除锁定，上测量调整杆31的第一电磁铁231通电，上测量调整杆31的导套23与导柱21在第一电磁铁231的磁力作用下锁定，上测量调整杆31的第二电磁铁244通电，上测量调整杆31的半螺母242在第二电磁铁244的磁力作用下克服弹性件243的弹力与丝杠22相分离，竖向调节驱动机构25驱动丝杠22转动，使下测量调整杆32向上或者向下运动，实现下测量调整杆32的高度调整，上测量调整杆31的半螺母242与丝杠22相分离不受丝杠22转动影响，同时通过导套23与导柱21的相互锁定，使上测量调整杆31位置不发生移动；

同步调节上测量调整杆31和下测量调整杆32的高度时，上测量调整杆31和下测量调整杆32的第二电磁铁244均断电，半螺母242在弹性件243的弹力作用下合并与丝杠22螺纹配合，上测量调整杆31和下测量调整杆32的第一电磁铁231均断电，导套23与导柱21解除锁定，竖向调节驱动机构25驱动丝杠22转动，使上测量调整杆31和下测量调整杆32同步向上或者向下运动，实现上测量调整杆31和下测量调整杆32高度的同步调整。

满足大型复杂筋条腹板类整体框模锻件的测量需求，同时，通过简单的控制编程即可实现调整的自动控制，使整个测量装置都可通过遥控控制。通过观察被测构件的大致情况，即可进行测量调整杆的高度调整，测量调整杆的高度调整无须保证较好的精度，只需保证测量调整杆能够顺利伸长至目标物6的测厚部位，同时保证上测量调整杆31和下测量调整杆32之间的间距尽量较小即可，通常在测量调整杆的高度调整到位后，再进行校零，从而可以保证测量的准确性。

Claims (8)

1.一种测厚装置，包括支撑座(1)、竖向支撑结构、上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)，所述竖向支撑结构设置于支撑座(1)上，所述上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)平行设置于竖向支撑结构上，且上测量调整杆(31)位于下测量调整杆(32)的上方，所述上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)设置有对应的测量机构(4)，其特征在于，所述上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)均设置有悬臂水平调节系统(5)，所述悬臂水平调节系统(5)包括竖向调整杆(52)和水平仪，所述上测量调整杆(31)的竖向调整杆(52)设置于上测量调整杆(31)的下方，所述下测量调整杆(32)的竖向调整杆(52)设置于下测量调整杆(32)的下方；

所述竖向调整杆(52)包括液压腔体(522)和设置于液压腔体(522)内的活塞接触杆(521)，所述活塞接触杆(521)向下设置，所述液压腔体(522)通过水平调节控制阀(523)与液压系统(7)连接，所述水平仪为电子水平仪(51)；

所述电子水平仪(51)与水平调节控制阀(523)联动控制，当电子水平仪(51)处于非水平状态时，所述水平调节控制阀(523)开启，液压油进入液压腔体(522)，推动活塞接触杆(521)伸长；当电子水平仪(51)处于水平状态时，所述水平调节控制阀(523)断开，活塞接触杆(521)停止运动；

所述水平调节控制阀(523)配置有电子节流器，电子水平仪(51)设定有角度阈值，当电子水平仪(51)测得的角度大于角度阈值时，控制电子节流器加大液压油流量，活塞接触杆(521)加快伸出；当电子水平仪(51)测得的角度小于角度阈值时，控制电子节流器减小液压油流量，活塞接触杆(521)减慢伸出。

2.如权利要求1所述的测厚装置，其特征在于：所述上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)均为液压伸缩杆，所述液压伸缩杆包括至少三级套管(301)，后级套管(301)通过活塞体插入相邻的前级套管(301)内并通过活塞体将相邻的前级套管(301)的内腔划分为内侧的油腔(302)和外侧的弹簧腔(303)，所述弹簧腔(303)内的活塞体与套管(301)的端部内壁之间设置有复位弹簧(307)，所述活塞体设置有连通前级套管(301)油腔(302)与相邻后级套管(301)油腔(302)的液压伸长控制阀(305)，所述液压伸长控制阀(305)连接有控制阀门状态的行程开关(304)，所述行程开关(304)的触头设置于活塞体朝向弹簧腔(303)的端面上，所述弹簧腔(303)在活塞体外伸的极限位置具有与行程开关(304)的触头相作用的结构，第一级套管(301)的油腔(302)设置有连接液压系统(7)的油口(306)，所述测量机构(4)和悬臂水平调节系统(5)均位于最后一级套管(301)上。

3.如权利要求1或2所述的测厚装置，其特征在于：所述上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)均为方管。

4.如权利要求1所述的测厚装置，其特征在于，所述上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)的测量机构(4)均包括竖向设置的电动活塞杆(41)和设置于电动活塞杆(41)端部的电子触头(42)，所述上测量调整杆(31)的电子触头(42)和下测量调整杆(32)的电子触头(42)相向布置，所述电动活塞杆(41)连接有测量驱动机构(43)，所述电子触头(42)与测量驱动机构(43)电性连接。

5.如权利要求1所述的测厚装置，其特征在于：所述竖向支撑结构包括竖向设置的导柱(21)和丝杠(22)，所述上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)均设置有与导柱(21)相配合的导套(23)，所述导套(23)设置有第一电磁铁(231)，所述导柱(21)为磁性材料，所述上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)分别设置有与丝杠(22)相配合的竖向移动结构(24)，所述竖向移动结构(24)包括外壳体(241)和调节螺母，所述调节螺母位于外壳体(241)内并与外壳体(241)竖向固定、水平活动配合，所述调节螺母包括两个相对设置的半螺母(242)，两个半螺母(242)通过弹性件(243)合并后与丝杠(22)螺纹配合，所述半螺母(242)的外侧分别设置有第二电磁铁(244)，所述半螺母(242)为磁性材料，所述丝杠(22)连接有竖向调节驱动机构(25)。

6.采用如权利要求1-5任一项所述的测厚装置的测厚方法，其特征在于，包括如下步骤：

调整测量位置：将移动测厚装置至目标物(6)旁，伸长上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)，使测量机构(4)到达目标物(6)的测厚部位；

调整水平度：向下伸长上测量调整杆(31)的竖向调整杆(52)使其接触并支撑于目标物(6)上，继续向下伸长抵消上测量调整杆(31)的下挠量，直至上测量调整杆(31)的水平仪监测达到水平；向下伸长下测量调整杆(32)的竖向调整杆(52)使其接触并支撑于下方平台上，继续向下伸长抵消下测量调整杆(32)的下挠量，直至下测量调整杆(32)的水平仪监测达到水平；

测量厚度：通过上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)的测量机构(4)测量目标物(6)测厚部位的厚度。

7.采用如权利要求6所述的测厚装置的测厚方法，其特征在于，将上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)的测量机构(4)相互接触的状态确定为零点；

在伸长上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)前，先进行装置校零，调整上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)的测量机构(4)使两者对接接触，验证测量机构(4)的是否达到零点，若是则继续后续测量，若否则重新确定新的零点，再进行后续测量。

8.采用如权利要求6所述的测厚装置的测厚方法，其特征在于，所述竖向支撑结构包括竖向设置的导柱(21)和丝杠(22)，所述上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)均设置有与导柱(21)相配合的导套(23)，所述导套(23)设置有第一电磁铁(231)，所述导柱(21)为磁性材料，所述上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)分别设置有与丝杠(22)相配合的竖向移动结构(24)，所述竖向移动结构(24)包括外壳体(241)和调节螺母，所述调节螺母位于外壳体(241)内并与外壳体(241)竖向固定、水平活动配合，所述调节螺母包括两个相对设置的半螺母(242)，两个半螺母(242)通过弹性件(243)合并后与丝杠(22)螺纹配合，所述半螺母(242)的外侧分别设置有第二电磁铁(244)，所述半螺母(242)为磁性材料，所述丝杠(22)连接有竖向调节驱动机构(25)；

在确定零点前，先根据目标物(6)的高度和厚度调整上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)的高度；

单独调节上测量调整杆(31)的高度时，上测量调整杆(31)的第二电磁铁(244)断电，上测量调整杆(31)的半螺母(242)在弹性件(243)的弹力作用下合并与丝杠(22)螺纹配合，上测量调整杆(31)的第一电磁铁(231)断电，上测量调整杆(31)的导套(23)与导柱(21)解除锁定，下测量调整杆(32)的第一电磁铁(231)通电，下测量调整杆(32)的导套(23)与导柱(21)在第一电磁铁(231)的磁力作用下锁定，下测量调整杆(32)的第二电磁铁(244)通电，下测量调整杆(32)的半螺母(242)在第二电磁铁(244)的磁力作用下克服弹性件(243)的弹力与丝杠(22)相分离，竖向调节驱动机构(25)驱动丝杠(22)转动，使上测量调整杆(31)向上或者向下运动，实现上测量调整杆(31)的高度调整，下测量调整杆(32)的半螺母(242)与丝杠(22)相分离不受丝杠(22)转动影响，同时通过导套(23)与导柱(21)的相互锁定，使下测量调整杆(32)位置不发生移动；

单独调节下测量调整杆(32)高度时，下测量调整杆(32)的第二电磁铁(244)断电，下测量调整杆(32)的半螺母(242)在弹性件(243)的弹力作用下合并与丝杠(22)螺纹配合，下测量调整杆(32)的第一电磁铁(231)断电，下测量调整杆(32)的导套(23)与导柱(21)解除锁定，上测量调整杆(31)的第一电磁铁(231)通电，上测量调整杆(31)的导套(23)与导柱(21)在第一电磁铁(231)的磁力作用下锁定，上测量调整杆(31)的第二电磁铁(244)通电，上测量调整杆(31)的半螺母(242)在第二电磁铁(244)的磁力作用下克服弹性件(243)的弹力与丝杠(22)相分离，竖向调节驱动机构(25)驱动丝杠(22)转动，使下测量调整杆(32)向上或者向下运动，实现下测量调整杆(32)的高度调整，上测量调整杆(31)的半螺母(242)与丝杠(22)相分离不受丝杠(22)转动影响，同时通过导套(23)与导柱(21)的相互锁定，使上测量调整杆(31)位置不发生移动；

同步调节上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)的高度时，上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)的第二电磁铁(244)均断电，半螺母(242)在弹性件(243)的弹力作用下合并与丝杠(22)螺纹配合，上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)的第一电磁铁(231)均断电，导套(23)与导柱(21)解除锁定，竖向调节驱动机构(25)驱动丝杠(22)转动，使上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)同步向上或者向下运动，实现上测量调整杆(31)和下测量调整杆(32)高度的同步调整。

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