CN113446975B - 一种自动快速两点式内孔测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明设计了一种自动快速两点式内孔测量装置，其包括直管，所述直管的两端分别设置有测量头和位移传感器，所述测量头处设置有接触感应器，所述位移传感器与质量管理系统通信连接；所述位移传感器的顶杆位于直管管内，所述直管管内还依次设置有调节杆和活动顶杆，所述调节杆的一端与位移传感器的顶杆端部接触，调节杆的另一端与活动顶杆的一端接触，所述调节杆上设置有自动调节机构，所述自动调节机构能够主动控制调节杆在直管内沿直管长度方向进行移动，所述接触感应器与自动调节机构连接。本发明的有益效果在于，其测量过程简单、快捷，还可以将测得的数据直接传输到质量管理系统上。

Description

一种自动快速两点式内孔测量装置

技术领域

本发明属于测量装置领域，具体涉及一种自动快速两点式内孔测量装置。

背景技术

在一些小型的零件进行内径测量时，尤其是小型通用二冲程汽油机行业中的汽油机的缸体进行缸体内径测量时，由于其缸孔镗后电镀、再珩磨完成，而且缸体在电镀过程中尖端放电，缸孔内壁进排气口的棱边上生成很多铬瘤，铬瘤直径大小不一，一般直径小于0.05mm。但汽油机的生产过程中对缸孔单边镀层厚度的尺寸精度要求高。因此，电镀后的缸体内径要求全检。但由于铬瘤、电镀残液的存在，现有技术中无法应用效率和精度较高的气动量仪，只能使用两点式测量的内径百（千）分表进行内径测量。但是内径百（千）分表的操作要求高，需要工人具备一定的技术性，而且在对大批量的产品进行内径测量时，需要工人重复将内径百分表的测量杆放入被测孔内，并保证每次测量杆都通过被测截面上的中心点，且两端点与被测孔的孔壁接触，从而导致整个测量时间非常漫长。此外，现有的内径百分表测量时还需要人工记录数据，并人工输入到质量管理系统中，这样不仅加大了工人的工作量，而且使整个测量过程的时间加长，效率降低。因此，设计一款不需操作经验、效率高、使用方便、且自动读取数据并输入到SPC的内径测量装置非常必要。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中需要手动测量汽油缸缸体内径，且测量时间长、效率低的缺陷，提出并设计了一种自动快速两点式内孔测量装置，其能够自动对汽油机缸体快速、便捷的进行内径测量。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种自动快速两点式内孔测量装置，包括直管，所述直管的两端分别设置有测量头和位移传感器，所述测量头处设置有接触感应器，所述位移传感器与质量管理系统通信连接；所述位移传感器的顶杆位于直管管内，所述直管管内还依次设置有调节杆和活动顶杆，所述调节杆的一端与位移传感器的顶杆端部接触，调节杆的另一端与活动顶杆的一端接触，所述调节杆上设置有自动调节机构，所述自动调节机构能够主动控制调节杆在直管内沿直管长度方向进行移动，所述接触感应器与自动调节机构连接。这样只需将被测缸体放在测量头，接触感应器就可以自动发出信号，控制整个测量装置进行缸体内径的测量，从而降低了测量难度，且大大提高了测量效率。

本发明的进一步改进还有，所述直管管壁上设置有卡止部，所述调节杆的中部设置有法兰，在法兰与卡止部之间，所述调节杆上套设测量力弹簧，通过测量力弹簧控制调节杆自动弹回，自动驱使测量头的测杆与被测件的孔壁接触。

本发明的进一步改进还有，还包括测量箱体，直管固定安装在测量箱体上，所述直管贯穿测量箱体，直管两端的测量头和位移传感器探出所述测量箱体，这样可以通过测量箱体对整个测量装置进行保护，并避免灰尘进入测量装置内部。

本发明的进一步改进还有，所述自动调节机构包括设置在直管管壁上的拉孔，所述拉孔与调节杆上法兰的位置相对；所述自动调节机构还包括拨块、气缸，所述气缸上设置有换向阀，所述换向阀电连接有继电器，所述气缸的缸体固定安装在测量箱体上，气缸的活塞与拨块连接，所述拨块上设置有与拉孔相适应的拨杆，拨杆从拉孔中穿过并与法兰上远离测量力弹簧的一侧接触。这样可以在接触感应器接收到信号后，自动控制调节杆移动，驱使测量头进行下一步的测量。

本发明的进一步改进还有，测量头包括与直管固定连接的圆柱体，所述圆柱体的轴线与直管的轴线平行，所述圆柱体上设置有水平孔，所述直管、活动顶杆位于水平孔内；所述圆柱体上设置有与水平孔垂直贯穿的竖直孔，所述竖直孔的上端固定安装有固定测杆，所述固定测杆的顶端位于圆柱体外圆表面的外部，所述竖直孔的下端固定安装有限位件，所述限位件的中部设置有连通竖直孔与外界的活动测杆安装孔，在活动测杆安装孔内设置有能够自由上下移动的活动测杆，所述活动测杆上靠近固定测杆的一端设置有尺寸大于活动测杆安装孔的弹簧卡止部，在弹簧卡止部与限位件端部之间设置有尺寸小于弹簧卡止部的活动测头弹簧，所述活动测头弹簧套设在活动测杆上，在活动测杆和固定测杆之间，所述竖直孔孔壁上铰接有杠杆，杠杆的一端与活动测杆接触，杠杆的另一端与活动顶杆的端部接触，这样只需将被测缸体挂在测量头上即可测出其直径，不需要特意调整测量头与被测缸体之间的位置。

本发明的进一步改进还有，还包括有用来将位移传感器所得数值与规定数值进行比较的比较模块，以及用来接收比较模块发出的信号并发出警报的报警模块，所述比较模块与位移传感器、报警模块通信连接。这样在缸体不合格时，可以通过报警模块发出警报，从而提醒工作人员将不合格品分拣出。

本发明的进一步改进还有，换向阀上连接有调速阀，从而可以灵活的调节气缸活塞的移动速度。

本发明的进一步改进还有，拨杆的前端连接有缓冲机构，缓冲气缸活塞移动时产生的冲击力，避免拨块移动过快而造成伤害。

本发明的进一步改进还有，在位移传感器与直管的连接处，直管外套设有塑料防尘套，所述塑料防尘套上安装有卡箍，从而避免灰尘从位移传感器与直管的连接处进入直管内部，保证直管内部干净。

本发明的进一步改进还有，活动测头弹簧的弹力小于测量力弹簧弹力，这样可以保证活动测杆能够从圆柱体中伸出，并与孔壁接触。

本发明的有益效果在于，本发明在进行汽油机缸体测量时，只需将被测缸体放置在测量头上，就可以自动控制活动测杆从圆柱体中伸出，并与被测缸体的孔壁接触，从而测出被测缸体的内径。使整个测量过程变得简单、快捷，并且不需要工人具有任何技术。本发明还可以通过比较模块和报警模块对被测缸体的内径值进行判断，将不合格的产品分拣出来。另外，本发明还可以将测得的数据直接传输到质量管理系统上，不需要工人人工记录测量的数据，从而大大减少了工人的工作量。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明具体实施方式的主视图。

图2是本发明的俯视图。

图3是图1上B处的局部放大图。

图4是图1上A-A处的剖视图。

图5是本发明的立体示意图。

图中，1.测量箱体，2.开关电源，3.测量力弹簧，4.直管，5.塑料防尘套，6.位移传感器，7.夹紧旋钮，8.缓冲机构，9.缓冲固定架，10.换向阀，11.拨块，12.调速阀，13.拨杆，14.继电器，15.气缸，16.限位件，17.竖直孔，18.固定测杆，19.圆柱体，20.被测件，21.接触感应器，22.调节杆，23.测量箱盖，24.时间继电器，25.测量头，26.活动测杆，27.活动测头弹簧，28.活动杆，29.小顶杆，30.卡止件，31.铜螺管盘，32.连接套管，33.活动顶杆，34.紧定螺栓，35.杠杆销，36.测头盖。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

下面对本发明中出现的关键术语进行解释。

如图1至图5所示，本发明提供一种自动快速两点式内孔测量装置，其包括测量箱体1和测量箱盖23，所述测量箱体1和测量箱盖23通过紧固件连接在一起。所述测量箱体1上固定安装有水平放置的直管4，所述直管4的一端从测量箱体1伸出后设置测量头25，所述测量头25固定安装在测量箱体1上，所述测量头25处固定安装接触感应器21，所述接触感应器21电连接开关电源2，当被测件20放置在测量头25处时，所述接触感应器21可以与被测件20的前端接触，并发出接触信号。所述直管4的另一端设置有位移传感器6，所述位移传感器6的顶杆位于直管4内，且所述位移传感器6与质量管理系统通信连接。进一步地，为了避免有灰尘从位移传感器6与直管4的连接处进入直管4内，在位移传感器6与直管4连接处的外部套设塑料防尘套5，并通过设置在塑料防尘套5外的卡箍和夹紧旋钮7对塑料防尘套5进行夹紧和固定。所述直管4内还依次设置有调节杆22和活动顶杆33，其中所述调节杆22的一端与位移传感器6的顶杆端部接触，调节杆22的另一端与活动顶杆33的一端接触。另外，所述直管4管壁上设置有卡止部，所述调节杆22的中部设置有法兰。在法兰与卡止部之间，所述调节杆22上套设测量力弹簧3。在直管4的外部设置有用来自动驱动调节杆22在直管4内水平移动的自动调节机构，所述自动调节机构安装在测量箱体1上，且所述自动调节机构与接触感应器21通信连接。

所述自动调节机构包括设置在直管4管壁上的拉孔，且所述拉孔与调节杆22上法兰的位置相对。所述自动调节机构还包括拨块11、气缸15，所述气缸15上设置有换向阀10，所述换向阀10上电连接继电器14，所述继电器14与接触感应器21电连接。且所述换向阀10采用常开型换向阀，所述继电器14优选采用DC24V继电器。具体的，所述换向阀10优选采用两位三通换向阀，所述气缸15优选采用小螺牙气缸。所述气缸15的缸体固定安装在测量箱体1上，所述气缸15的腔体与换向阀10连通，气缸15的活塞与拨块11连接，所述拨块11上设置有与拉孔相适应的拨杆13，拨杆13从拉孔中穿过并能够与法兰的后端接触，即其能够与法兰上未设置有测量力弹簧3的一侧接触。并且当拨块11向靠近测量力弹簧3的方向移动时，拨杆13可以推动调节杆22向前移动。此外，为了实现对气缸15活塞移动速度的调整，所述换向阀10上连通调速阀12。为了避免驱动拨块11移动时气缸活塞的冲击力过大，在拨杆13的前端设置缓冲机构8。所述缓冲机构8包括油压缓冲器，所述油压缓冲器通过缓冲固定架9固定安装在测量箱体1上。

所述测量头25包括与直管4固定连接的测量本体，所述测量本体优选为圆柱体19，其外径小于被测内孔直径0.15mm～0.2mm，且圆柱体19的轴线与直管4的轴线平行或两者为同一条直线，所述圆柱体19上设置有水平孔，且所述水平孔的轴线与直管4的轴线为同一条直线，所述直管4的端部位于水平孔内。进一步地，所述直管4与圆柱体19之间通过连接套管32固定连接在一起，其中连接套管32的前端与直管4的后端固定连接，连接套管32的后端与水平孔的后端固定连接。所述活动顶杆33位于连接套管32的管内。进一步地，作为优选，所述活动顶杆33包括活动杆28和小顶杆29，其中所述活动杆28安装在连接套管32的后端，并能够在连接套管32内水平移动。在连接套管32的前端固定安装铜螺管盘31，所述铜螺管盘31的中部设置有连通连接套管32内腔和直管4内腔的连接孔，所述小顶杆29设置在连接孔内，小顶杆29与连接孔之间还设置有间隙，且小顶杆29的两端分别与活动杆28的前端和调节杆22的后端接触。此外，为避免调节杆22过度向后移动，在铜螺管盘31与调节杆22之间，所述小顶杆29上靠近调节杆22的一端固定安装有尺寸大于连接孔的卡止件30，且所述卡止件30优选采用螺母。

所述圆柱体19上设置有竖直孔17，且所述竖直孔17的轴线与圆柱体19的轴线垂直相交，所述竖直孔17还与水平孔贯穿。所述竖直孔17的上端固定安装有固定测杆18，所述固定测杆18的顶端位于圆柱体19外圆表面的外部，且所述固定测杆18顶端与圆柱体19外圆柱面之间的距离优选为0.05mm；所述竖直孔17的下端固定安装有限位件16，所述限位件16的中部设置有连通竖直孔17与外界的活动测杆安装孔，在活动测杆安装孔内设置有能够自由上下移动的活动测杆26，所述活动测杆26上靠近固定测杆18的一端设置有尺寸大于活动测杆安装孔的弹簧卡止部，在弹簧卡止部与限位件16端部之间设置有尺寸小于弹簧卡止部的活动测头弹簧27，所述活动测头弹簧27优选套设在活动测杆26上，且所述活动测头弹簧27的弹力远小于测量力弹簧3的弹力。在活动测杆26和固定测杆18之间，所述竖直孔17孔壁上铰接有杠杆。进一步地，可以在圆柱体19上设置与竖直孔17垂直贯穿的辅助水平孔，然后在辅助水平孔内依次安装紧定螺栓34、杠杆销35和紧定螺栓34，杠杆铰接在杠杆销35上，并通过两侧的紧定螺栓34将杠杆销35顶紧。此外，所述杠杆为直角形杠杆，且杠杆的一边能够与活动测杆26的一端接触，杠杆的另一边能够与活动顶杆33的端部接触。

另外，为了使本测量装置具备自动报警装置，本发明还设置有比较模块和报警模块，所述比较模块与位移传感器6、报警模块通信连接，且所述比较模块能够将位移传感器6得到的数值与系统设定的数值范围进行比较，若数值超出系统设定的数值范围，则传输信号给报警模块，报警模块发出警报。此外，本发明还设置有时间继电器24，所述时间继电器24与接触感应器21、继电器14电连接。当接触感应器21发出接触信号后，所述时间继电器24开始计时，当时间继电器21计时结束后，继电器14失电。

本发明的工作原理为：当本测量装置未进行测量工作时，接触感应器上无接触信号，继电器14处于松开状态。此时，换向阀10失电，处于开启状态，压缩空气通过调速阀12进入换向阀10，并通过换向阀10上的P、A进入气缸15的后腔，从而推动拨块11向前移动。前行过程中，拨块11上端的拨杆13勾动调节杆22向前移动，使调节杆22后端与活动顶杆33前端之间产生缝隙，从而使杠杆不会受到来自活动顶杆33的力，同时使活动顶杆33具备移动空间；而活动测头弹簧27也就不再受到压缩力。这样活动测头弹簧27会发生回弹，从而推动活动测杆26向内移动，使整个活动测杆26回缩在测量本体内，此时测量装置处于待命状态。

当进行内径测量时，只需要将待测件套在圆柱体19上，并将其推到与接触感应器21接触，此时接触感应器21发出信号控制继电器14吸合，换向阀10得电换位，将A、P通道关断，A、R接通，使气缸15的后腔与大气相通，气缸15的活塞也在前腔弹簧的作用下回位，并同时将拨块11拉回到原位。此时由于拨块11不对调节杆22施力，测量力弹簧3自然回弹，调节杆22推动活动顶杆33移动，从而驱动杠杆回旋，直至活动测杆26的测量端与被测孔壁接触，同时，被测件在重力的作用下其上端内壁已与固定测杆18的测量端接触。这时可以根据位移传感器6得出调节杆22最终的位移量，并计算出被测件的内径值。同时所述位移传感器6可以将得到的数值直接传输到SPC质量系统，并通过比较模块将所得数值与设定的规定数值范围进行比较，从而得出判断出所测物品是否符合要求，若不符合要求，则传输报警信号给报警模块，报警模块发出警报；若无警报发出，则证明产品合格。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种自动快速两点式内孔测量装置，其特征在于，包括直管（4），所述直管（4）的两端分别设置有测量头（25）和位移传感器（6），所述测量头（25）处设置有接触感应器（21），所述位移传感器（6）与质量管理系统通信连接；所述位移传感器（6）的顶杆位于直管（4）管内，所述直管（4）管内还依次设置有调节杆（22）和活动顶杆（33），所述调节杆（22）的一端与位移传感器（6）的顶杆端部接触，调节杆（22）的另一端与活动顶杆（33）的一端接触，所述调节杆（22）上设置有自动调节机构，所述自动调节机构能够主动控制调节杆（22）在直管（4）内沿直管（4）长度方向进行移动，所述接触感应器（21）与自动调节机构连接；

还包括测量箱体（1），直管（4）固定安装在测量箱体（1）上，所述直管（4）贯穿测量箱体（1），直管（4）两端的测量头（25）和位移传感器（6）探出所述测量箱体（1）；

测量头（25）包括与直管（4）固定连接的圆柱体（19），所述圆柱体（19）固定安装在测量箱体（1）上，所述圆柱体（19）的轴线与直管（4）的轴线平行，所述圆柱体（19）上设置有水平孔，所述直管（4）、活动顶杆（33）位于水平孔内；所述圆柱体（19）上设置有与水平孔垂直贯穿的竖直孔（17），所述竖直孔（17）的上端固定安装有固定测杆（18），所述固定测杆（18）的顶端位于圆柱体（19）外圆表面的外部，所述竖直孔（17）的下端固定安装有限位件（16），所述限位件（16）的中部设置有连通竖直孔（17）与外界的活动测杆安装孔，在活动测杆安装孔内设置有能够自由上下移动的活动测杆（26），所述活动测杆（26）上靠近固定测杆（18）的一端设置有尺寸大于活动测杆（26）安装孔的弹簧卡止部，在弹簧卡止部与限位件（16）端部之间设置有尺寸小于弹簧卡止部的活动测头弹簧（27），所述活动测头弹簧（27）套设在活动测杆（26）上，在活动测杆（26）和固定测杆（18）之间，所述竖直孔（17）孔壁上铰接有杠杆，杠杆的一端与活动测杆（26）接触，杠杆的另一端与活动顶杆（33）的端部接触；

自动调节机构包括设置在直管（4）管壁上的拉孔，拉孔与调节杆（22）上法兰的位置相对；所述自动调节机构还包括拨块（11）、气缸（15），所述气缸（15）上设置有换向阀（10），所述换向阀（10）电连接有继电器（14），所述气缸（15）的缸体固定安装在测量箱体（1）上，气缸（15）的活塞与拨块（11）连接，所述拨块（11）上设置有与拉孔相适应的拨杆（13），拨杆（13）从拉孔中穿过并与法兰上远离测量力弹簧（3）的一侧接触；

当未进行测量工作时，接触感应器（21）上无接触信号，调节杆（22）向前移动，使调节杆（22）后端与活动顶杆（33）前端之间产生缝隙，活动测头弹簧（27）会发生回弹，从而推动活动测杆（26）向内移动，使整个活动测杆（26）回缩在圆柱体内，此时测量装置处于待命状态；

当进行内径测量时，待测件套在圆柱体（19）上，并与接触感应器（21）接触，调节杆（22）推动活动顶杆（33）移动，从而驱动杠杆回旋，直至活动测杆（26）的测量端与被测孔壁接触，同时，被测件在重力的作用下其上端内壁与固定测杆（18）的测量端接触；这时根据位移传感器（6）得出调节杆（22）最终的位移量，并计算出被测件的内径值。

2.根据权利要求1所述的一种自动快速两点式内孔测量装置，其特征在于，所述直管（4）管壁上设置有卡止部，所述调节杆（22）的中部设置有法兰，在法兰与卡止部之间，所述调节杆（22）上套设测量力弹簧（3）。

3.根据权利要求1所述的一种自动快速两点式内孔测量装置，其特征在于，还包括有用来将位移传感器（6）所得数值与规定数值进行比较的比较模块，以及用来接收比较模块发出的信号并发出警报的报警模块，所述比较模块与位移传感器（6）、报警模块通信连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动快速两点式内孔测量装置，其特征在于，换向阀（10）上连接有调速阀（12）。

5.根据权利要求1所述的一种自动快速两点式内孔测量装置，其特征在于，拨杆（13）的前端连接有缓冲机构（8）。

6.根据权利要求1所述的一种自动快速两点式内孔测量装置，其特征在于，在位移传感器（6）与直管（4）的连接处，直管（4）外套设有塑料防尘套（5），所述塑料防尘套（5）上安装有卡箍。

7.根据权利要求2所述的一种自动快速两点式内孔测量装置，其特征在于，活动测头弹簧（27）的弹力小于测量力弹簧（3）弹力。