CN113988587A - 曲轴检测装置、方法及电子设备 - Google Patents

曲轴检测装置、方法及电子设备 Download PDF

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CN113988587A CN202111244360.2A CN202111244360A CN113988587A CN 113988587 A CN113988587 A CN 113988587A CN 202111244360 A CN202111244360 A CN 202111244360A CN 113988587 A CN113988587 A CN 113988587A
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赵修霞
张振雨
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Abstract

本发明提供了一种曲轴检测装置、方法及电子设备，涉及工程测量技术领域，该装置包括：驱动单元、编码单元以及多个位移检测单元；其中，驱动单元位于曲轴的一端；编码单元位于曲轴的另一端；位移检测单元位于曲轴的本体一侧；其中，驱动单元，用于带动曲轴进行旋转；位移检测单元，用于从旋转的曲轴中获取跳动值，并将跳动值传输至编码单元中；编码单元，用于根据跳动值确定编码值，并根据编码值确定曲轴中产生跳动的位置。通过曲轴检测装置中内置的位移监测单元获取曲轴的径向跳动值，并将径向跳动值输入至编码单元中确定曲轴径向跳动的位置，解决了现有技术中无法准确确定曲轴径向跳动位置的问题。

Description

曲轴检测装置、方法及电子设备
技术领域
本发明涉及工程测量技术领域，尤其是涉及一种曲轴检测装置、方法及电子设备。
背景技术
发动机传动装置中，曲轴是最重要的零部件之一，由于其形状和结构比较复杂，使得加工后的成品通常存在较大的径向跳动，从而导致挠曲变形。为保证曲轴的性能，需要对其进行校直操作。跳动值的测量是校直操作过程中的重要环节，通过使用曲轴主轴颈跳动测量台来对曲轴的径向跳动进行测量。但现有技术中只能获取径向跳动的数值，并不能准确获取该跳动产生的位置。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种曲轴检测装置、方法及电子设备，通过曲轴检测装置中内置的位移监测单元获取曲轴的径向跳动值，并将径向跳动值输入至编码单元中确定曲轴径向跳动的位置，解决了现有技术中无法准确确定曲轴径向跳动位置的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种曲轴检测装置，该装置包括：驱动单元、编码单元以及多个位移检测单元；其中，驱动单元位于曲轴的一端；编码单元位于曲轴的另一端；位移检测单元位于曲轴的本体一侧；
其中，驱动单元，用于带动曲轴进行旋转；
位移检测单元，用于从旋转的曲轴中获取跳动值，并将跳动值传输至编码单元中；
编码单元，用于根据跳动值确定编码值，并根据编码值确定曲轴中产生跳动的位置。
在一些实施方式中，驱动单元，包括：伺服电机和驱动顶尖；驱动顶尖的一端与曲轴相接触；驱动顶尖的另一端与伺服电机相连接；
伺服电机，用于提供曲轴进行旋转的动力；
驱动顶尖，用于对曲轴进行夹持。
在一些实施方式中，编码单元，包括：编码器和编码顶尖；编码顶尖的一端与曲轴相接触；编码顶尖的另一端与编码器相连接；
编码器，用于采集曲轴的角度值，并根据角度值和跳动值确定曲轴中产生跳动的位置数据；
编码顶尖，用于对曲轴进行夹持。
在一些实施方式中，位移检测单元，包括：位移传感器和检测连杆；检测连杆的一端与曲轴相接触；检测连杆的另一端与位移传感器相连接；
检测连杆，用于对旋转的曲轴进行跳动检测，并将跳动检测结果传输至位移传感器；
位移传感器，用于根据跳动检测结果确定曲轴的跳动值。
在一些实施方式中，位移检测单元，还包括：数据传输单元；数据传输单元的一端与位移传感器相连接，数据传输单元的另一端与编码单元相连接；
数据传输单元，用于将位移传感器输出的跳动值传输至编码单元中。
在一些实施方式中，曲轴检测装置还包括：底座和多个支架；支架用于将驱动单元、编码单元以及多个位移检测单元固定在底座中。
在一些实施方式中，曲轴检测装置还包括：显示单元；显示单元分别与驱动单元、编码单元以及多个位移检测单元相连接；
显示单元，用于显示曲轴的检测结果；其中，检测结果至少包括：曲轴中产生跳动的位置及其跳动值。
第二方面，本发明实施例还提供一种曲轴检测方法，该方法应用于第一方面提到的曲轴检测装置，包括：
将待测曲轴放置在曲轴检测装置中，并向曲轴检测装置发送检测指令；
曲轴检测装置接收到检测指令后，控制驱动单元带动待测曲轴进行旋转；
位移监测单元从旋转的待测曲轴中获取跳动值，并将跳动值传输至编码单元中；
编码单元根据跳动值确定编码值，并根据编码值确定待测曲轴中产生跳动的位置。
第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行计算机程序时实现上述第二方面提到的曲轴检测方法的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其中，程序代码使处理器执行上述第二方面提到的曲轴检测方法的步骤。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明提供了一种曲轴检测装置、方法及电子设备，应用于对曲轴径向跳动进行检测的过程，该装置包括：驱动单元、编码单元以及多个位移检测单元；其中，驱动单元位于曲轴的一端；编码单元位于曲轴的另一端；位移检测单元位于曲轴的本体一侧；其中，驱动单元，用于带动曲轴进行旋转；位移检测单元，用于从旋转的曲轴中获取跳动值，并将跳动值传输至编码单元中；编码单元，用于根据跳动值确定编码值，并根据编码值确定曲轴中产生跳动的位置。通过曲轴检测装置中内置的位移监测单元获取曲轴的径向跳动值，并将径向跳动值输入至编码单元中确定曲轴径向跳动的位置，解决了现有技术中无法准确确定曲轴径向跳动位置的问题。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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一种曲轴检测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种曲轴检测装置中驱动单元的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种曲轴检测装置中编码单元的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种曲轴检测装置中位移检测单元的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种曲轴检测装置中位移检测单元的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种包含底座和支架的曲轴检测装置的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种显示单元的曲轴检测装置的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种曲轴检测装置中显示单元的显示效果图；
图9为本发明实施例提供的一种曲轴检测方法的流程图；
图10为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
图标：
100-驱动单元；200-编码单元；300-位移检测单元；400-曲轴；500-底座；600-支架；700-显示单元；110-伺服电机；120-驱动顶尖；210-编码器；220-编码顶尖；310-位移传感器；320-检测连杆；330-数据传输单元；101-处理器；102-存储器；103-总线；104-通信接口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。
发动机传动装置中，曲轴是最重要的零部件之一，由于其形状和结构比较复杂，使得加工后的成品通常存在较大的径向跳动，从而导致挠曲变形。为保证曲轴的性能，需要对其进行校直操作。跳动值的测量是校直操作过程中的重要环节，通过使用曲轴主轴颈跳动测量台来对曲轴的径向跳动进行测量。该测量台采用笔式传感器把位移信号转换为电压信号，放大后由A/D转化器转换为数字量，再由计算机软件通过比较，求差即可求出。
通过使用计算机软件将检测的数据分类整理并显示，按照产品的工艺要求，判断曲轴质量。每日检测的曲轴数据按照日期流水建立一个Excel，可按照指定的类别分别查找对应的产品数据来判断机床加工稳定性。但现有技术中只能获取径向跳动的数值，并不能准确获取该跳动产生的位置。
基于此，本发明实施例提供的一种曲轴检测装置、方法及电子设备，可通过曲轴检测装置中内置的位移监测单元获取曲轴的径向跳动值，并将径向跳动值输入至编码单元中确定曲轴径向跳动的位置，解决了现有技术中无法准确确定曲轴径向跳动位置的问题。
本发明提供的技术方案，可以但不限于应用于对曲轴径向跳动的位置和大小进行测量，当然也可以应用于其他轴类的径向跳动的测量情景中，利用相关的软件或者硬件实现。为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种曲轴检测装置进行详细介绍。
参见图1所示的一种曲轴检测装置的结构示意图，该装置包括：驱动单元100、编码单元200以及多个位移检测单元300；其中，驱动单元100位于曲轴400的一端；编码单元200位于曲轴400的另一端；位移检测单元300位于曲轴400的本体一侧；其中，驱动单元100，用于带动曲轴400进行旋转；位移检测单元300，用于从旋转的曲轴400中获取跳动值，并将跳动值传输至编码单元200中；编码单元200，用于根据跳动值确定编码值，并根据编码值确定曲轴400中产生跳动的位置。
具体实施过程中，将曲轴400放置在驱动单元100和编码单元200之间，并将多个位移检测单元300放置在曲轴400的本体上。位移检测单元300根据曲轴400中的连杆曲颈、曲拐、曲轴轴颈等组件的位置进行布置，通过相关传感器来对转动中的曲轴400的跳动数据进行测量。驱动单元100向曲轴400提供旋转的驱动力，曲轴400旋转稳定后位移检测单元300获得跳动数据，此时的跳动数据包含跳动值，但不包含跳动值所发生的位置。编码单元200通过跳动值获取对应的相关编码值，并根据编码值确定曲轴400跳动产生的位置。
上述实施例中的曲轴检测装置可知，通过曲轴检测装置中内置的位移监测单元获取曲轴的径向跳动值，并将径向跳动值输入至编码单元中确定曲轴径向跳动的位置，解决了现有技术中无法准确确定曲轴径向跳动位置的问题。
在一些实施方式中，驱动单元100的结构示意图如图2所示，包括：伺服电机110和驱动顶尖120；驱动顶尖120的一端与曲轴400相接触；驱动顶尖120的另一端与伺服电机110相连接；伺服电机110用于提供曲轴400进行旋转的动力；驱动顶尖120用于对曲轴400进行夹持。
具体实施过程中，曲轴400的一端截面中心设置有中心孔，驱动顶尖120顶住该中心孔后将曲轴400进行固定，通过伺服电机110带动驱动顶尖120进行旋转，进而带动曲轴400进行旋转。
在一些实施方式中，编码单元200的结构示意图如图3所示，包括：编码器210和编码顶尖220；编码顶尖220的一端与曲轴400相接触；编码顶尖220的另一端与编码器210相连接；编码器210，用于采集曲轴400的角度值，并根据角度值和跳动值确定曲轴400中产生跳动的位置数据；编码顶尖220用于对曲轴400进行夹持。
具体实施过程中，与驱动单元100相对应，曲轴400的另一端截面中同样设置有中心孔，编码顶尖220顶住该中心孔后将曲轴400进行固定，通过编码器210采集曲轴400旋转过程中产生的角度值，并根据该位置中的跳动值确定曲轴400中产生跳动的位置。
在一些实施方式中，位移检测单元300的结构示意图如图4所示，包括：位移传感器310和检测连杆320；检测连杆320的一端与曲轴400相接触；检测连杆320的另一端与位移传感器310相连接；检测连杆320用于对旋转的曲轴400进行跳动检测，并将跳动检测结果传输至位移传感器310；位移传感器310，用于根据跳动检测结果确定曲轴400的跳动值。
检测连杆320与曲轴400直接接触，用于对曲轴400的跳动情况进行检测，得到的跳动检测结果传输至于检测连杆320相连接的位移传感器310中。位移传感器310可通过笔试传感器等传感器，通过无接触式测量来对曲轴400的跳动情况进行反馈。
在一些实施方式中，位移检测单元300如图5所示，还包括：数据传输单元330；数据传输单元330的一端与位移传感器310相连接，数据传输单元330的另一端与编码单元200相连接；数据传输单元330，用于将位移传感器310输出的跳动值传输至编码单元200中。
由于位移检测单元300中的跳动值需要传输至编码单元200中，因此需要相关数据传输单元330来实现，数据传输单元330分别于位移传感器310、编码器210相连接，最终实现跳动值的传输。
在一些实施方式中，曲轴检测装置的结构示意图如图6所示，还包括：底座500和多个支架600；这些支架600用于将驱动单元100、编码单元200以及多个位移检测单元300固定在底座500中。
下面结合上述实施方式，来对曲轴检测装置的原理进行描述。首先使用驱动顶尖120和编码顶尖220来对曲轴400两端的中心孔进行夹持。驱动顶尖120上设置有伺服电机110，带动曲轴400进行旋转；编码顶尖220上设置有编码器210，用于采集曲轴400的角度值。在底座500和多个支架600完成定位后，放置曲轴400启动测量。当曲轴400稳定在工作转速时，通过位移传感器310实现对曲轴400的非接触测量，并获取位移传感器310的反馈值以及编码器210的反馈值。通过数值比较，可取位移传感器310中最大反馈值作为曲轴400的跳动值，与之对应的编码器210的反馈值就是跳动产生的位置信息，可通过角度以及部署位置等数据计算出跳动产生的精确位置数据。
在一些实施方式中，曲轴检测装置的结构示意图如图7所示，还包括：显示单元700；显示单元700分别与驱动单元100、编码单元200以及多个位移检测单元300相连接；显示单元700，用于显示曲轴400的检测结果；其中，检测结果至少包括：曲轴400中产生跳动的位置及其跳动值。
显示单元700中的显示结果可通过相关软件界面来进行展示，具体如图8所示。
上述实施例中的曲轴检测装置可知，该装置可通过内置的位移监测单元获取曲轴的径向跳动值，并将径向跳动值输入至编码单元中确定曲轴径向跳动的位置，解决了现有技术中无法准确确定曲轴径向跳动位置的问题。
本发明实施例还提供了一种曲轴检测方法，该方法应用于上述实施例中提到的曲轴检测装置，该方法的流程图如图9所示，包括：
步骤S901，将待测曲轴放置在曲轴检测装置中，并向曲轴检测装置发送检测指令；
步骤S902，曲轴检测装置接收到检测指令后，控制驱动单元带动待测曲轴进行旋转；
步骤S903，位移监测单元从旋转的待测曲轴中获取跳动值，并将跳动值传输至编码单元中；
步骤S904，编码单元根据跳动值确定编码值，并根据编码值确定待测曲轴中产生跳动的位置。
本发明实施例提供的曲轴检测方法，与上述实施例提供的曲轴检测装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述曲轴检测装置实施例中相应内容。
本实施例还提供一种电子设备，为该电子设备的结构示意图如图10所示，该设备包括处理器101和存储器102；其中，存储器102用于存储一条或多条计算机指令，一条或多条计算机指令被处理器执行，以实现上述曲轴检测方法。
图10所示的电子设备还包括总线103和通信接口104，处理器101、通信接口104和存储器102通过总线103连接。
其中，存储器102可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。总线103可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口104用于通过网络接口与至少一个用户终端及其它网络单元连接，将封装好的IPv4报文或IPv4报文通过网络接口发送至用户终端。
处理器101可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器101中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器101可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本公开实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本公开实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器102，处理器101读取存储器102中的信息，结合其硬件完成前述实施例的方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行前述实施例的方法的步骤。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以用软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种曲轴检测装置，其特征在于，所述装置包括：驱动单元、编码单元以及多个位移检测单元；其中，所述驱动单元位于所述曲轴的一端；所述编码单元位于所述曲轴的另一端；所述位移检测单元位于所述曲轴的本体一侧；
其中，所述驱动单元，用于带动所述曲轴进行旋转；
所述位移检测单元，用于从旋转的所述曲轴中获取跳动值，并将所述跳动值传输至所述编码单元中；
所述编码单元，用于根据所述跳动值确定编码值，并根据所述编码值确定所述曲轴中产生跳动的位置。
2.根据权利要求1所述的曲轴检测装置，其特征在于，所述驱动单元，包括：伺服电机和驱动顶尖；所述驱动顶尖的一端与所述曲轴相接触；所述驱动顶尖的另一端与所述伺服电机相连接；
所述伺服电机，用于提供所述曲轴进行旋转的动力；
所述驱动顶尖，用于对所述曲轴进行夹持。
3.根据权利要求1所述的曲轴检测装置，其特征在于，所述编码单元，包括：编码器和编码顶尖；所述编码顶尖的一端与所述曲轴相接触；所述编码顶尖的另一端与所述编码器相连接；
所述编码器，用于采集所述曲轴的角度值，并根据所述角度值和所述跳动值确定所述曲轴中产生跳动的位置数据；
所述编码顶尖，用于对所述曲轴进行夹持。
4.根据权利要求1所述的曲轴检测装置，其特征在于，所述位移检测单元，包括：位移传感器和检测连杆；所述检测连杆的一端与所述曲轴相接触；所述检测连杆的另一端与所述位移传感器相连接；
所述检测连杆，用于对旋转的所述曲轴进行跳动检测，并将跳动检测结果传输至所述位移传感器；
所述位移传感器，用于根据所述跳动检测结果确定所述曲轴的跳动值。
5.根据权利要求4所述的曲轴检测装置，其特征在于，所述位移检测单元，还包括：数据传输单元；所述数据传输单元的一端与所述位移传感器相连接，所述数据传输单元的另一端与所述编码单元相连接；
所述数据传输单元，用于将所述位移传感器输出的所述跳动值传输至所述编码单元中。
6.根据权利要求1所述的曲轴检测装置，其特征在于，所述曲轴检测装置还包括：底座和多个支架；所述支架用于将所述驱动单元、所述编码单元以及多个所述位移检测单元固定在所述底座中。
7.根据权利要求1所述的曲轴检测装置，其特征在于，所述曲轴检测装置还包括：显示单元；所述显示单元分别与所述驱动单元、所述编码单元以及多个所述位移检测单元相连接；
所述显示单元，用于显示所述曲轴的检测结果；其中，所述检测结果至少包括：所述曲轴中产生跳动的位置及其所述跳动值。
8.一种曲轴检测方法，其特征在于，所述方法应用于上述权利要求1至7任一项所述的曲轴检测装置，所述方法包括：
将待测曲轴放置在所述曲轴检测装置中，并向所述曲轴检测装置发送检测指令；
所述曲轴检测装置接收到所述检测指令后，控制所述驱动单元带动所述待测曲轴进行旋转；
所述位移监测单元从旋转的所述待测曲轴中获取跳动值，并将所述跳动值传输至所述编码单元中；
所述编码单元根据所述跳动值确定编码值，并根据所述编码值确定所述待测曲轴中产生跳动的位置。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求8所述的曲轴检测方法的步骤。
10.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行上述权利要求8所述的曲轴检测方法的步骤。
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