CN114935301A - 用于阶差测量的电子工具 - Google Patents

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贾智超
严天建
牛庆涛
鄂成亮
加浩
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Abstract

本发明提出一种用于阶差测量的电子工具，属于航空产品的检验测量技术领域。该工具包括支撑构件和电控系统；采用具有10位ADC模数转换的单片机芯片，应用重复性强的高精密磁感应位移传感器，通过程序计算传感器的行程，转换成阶差值，测量精度高，适用范围较广，且其结构外形较小，操作简便；可以测量飞机零件表面阶差、零件表面磕碰伤深度及螺栓、铆钉相对零件表面的凹凸量，既保证了测量精度，又提高了检验员的工作效率。

Description

用于阶差测量的电子工具
技术领域
本发明属于航空产品的检验测量技术领域，涉及一种用于阶差测量的电子工具，实现飞机对缝蒙皮间的阶差测量、磕碰伤深度测量及标准件的凹凸量检测。
背景技术
在航空产品装配制造过程中，对缝蒙皮间的阶差、磕碰伤深度和标准件的凹凸量等测量无专用工具，通常依靠塞尺和钢板尺等通用工具进行辅助检查，该方法测量困难、精度不足且人为影响造成误差较大，尤其针对磕碰伤深度，只能利用胶膜进行辅助测量，测量时间长且误差较大。
为了便于现场检验员对上述问题的测量，本发明设计了一种用于阶差测量的电子工具，以此来提升现场检验员的工作效率和测量准确度。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，本发明为现场检验员提供了一种用于阶差测量的电子工具。
本发明采用以下技术方案来实现：
一种用于阶差测量的电子工具，包括支撑构件和电控系统。
所述支撑构件包括壳体1、后盖2和基准块3。其中，壳体1、后盖2均采用PLA材料由3D打印制作，并由自攻螺丝15连接固定，作为电控系统的承载结构；基准块3是通过直径φ8mm螺栓的螺栓头改造而成，通过数控机床将螺栓头铣切成基准平面；基准块3安装在壳体1底部。
所述电控系统安装在壳体上，包括主控板4、显示器5、传感器6、电源模块10、充电模块11、报警指示灯12和电源开关13。其中，主控板4和显示器5安装在壳体1上部；传感器6通过传感器螺母7安装在壳体1下部，其传感器伸缩杆8和传感器头9穿过壳体露在壳体外部，传感器伸缩杆8采集数据传输给主控板4并通过显示器5进行显示。主控板4与报警指示灯12连接，当主控板数据超过报警值时将控制报警指示灯点亮。主控板4上设有程序下载端口14，通过程序下载端口随时对程序进行二次开发。
所述充电模块11通过自攻螺丝15固定在壳体1上，充电模块11与电源模块10连接；电源模块10分别与主控板4、显示器5和传感器6连接，为主控板、显示器和传感器供电。电源开关13为金属自锁复位按钮开关，其固定在壳体上，并与电源模块10连接。
进一步的，显示器5采用0.91寸的OLED显示屏；主控板4采用Atmega328芯片的最小系统板；程序下载端口14为mini-USB接口。
进一步的，传感器6采用高精密磁感应位移传感器，量程为10mm，分辨率为0.01mm。
进一步的，为了能够实现不同的测量功能，传感器头9采用尖头或圆头形式，通过螺纹连接在传感器伸缩杆8上。
进一步的，充电模块11采用TP4056电池充电模块；电源模块10采用直流3.7V锂电池，通过电源模块内部电路升压至5V。
本发明的有益效果：本发明旨在为现场检验员提供一种用于阶差测量的电子工具，其结构外形较小，操作简便。采用具有10位ADC模数转换的单片机芯片，应用重复性强的高精密磁感应位移传感器，通过程序计算传感器的行程，转换成阶差值，测量精度高(可达0.01mm)，适用范围较广，可以测量飞机零件表面阶差、零件表面磕碰伤深度及螺栓、铆钉相对零件表面的凹凸量，利用此工具既保证了测量精度，又提高了检验员的工作效率。
附图说明
图1为用于阶差测量的电子工具主视图。
图2为用于阶差测量的电子工具轴测图。
图3为传感器及可更换式传感器头，其中(a)为传感器示意图，(b)为尖头形式的传感器头，(c)为圆头形式的传感器头。
图4为电控系统原理示意图。
其中：1壳体；2后盖；3基准块；4主控板；5显示器；6传感器；7传感器螺母；8传感器伸缩杆；9传感器头；10电源模块；11充电模块；12报警指示灯；13电源开关；14程序下载端口；15自攻螺丝。
具体实施方式
以下结合实施例和附图进一步解释本发明的具体实施方式，但不用于限定本发明。
如图1和图2所示，一种用于阶差测量的电子工具，包括支撑构件和电控系统。
其中，支撑构件包括壳体1、后盖2和基准块3。其中，壳体1、后盖2均采用PLA材料由3D打印制作，并由自攻螺丝15连接固定；基准块3是通过直径φ8mm螺栓的螺栓头改造而成，通过数控机床将螺栓头铣切成基准平面；基准块3安装在壳体1底部。
所述电控系统安装在壳体上，包括主控板4、显示器5、传感器6、电源模块10、充电模块11、报警指示灯12和电源开关13。其中，主控板4和显示器5安装在壳体1上部；传感器6通过传感器螺母7安装在壳体1下部，其传感器伸缩杆8和传感器头9穿过壳体露在壳体外部，传感器伸缩杆8采集数据传输给主控板4并通过显示器5显示。主控板4与报警指示灯12连接，当主控板数据超过报警值时将控制报警指示灯点亮。主控板4上设有程序下载端口14，通过程序下载端口随时对程序进行二次开发。
所述充电模块11通过自攻螺丝15固定在壳体1上，充电模块11与电源模块10连接；电源模块10分别与主控板4、显示器5和传感器6连接，为主控板、显示器和传感器供电。电源开关13为金属自锁复位按钮开关，其固定在壳体上，并与电源模块10连接。
具体实施步骤如下：
步骤一：测量前，在平面上对电子工具进行校零
首先按住壳体1，使基准块3的基准平面和传感器头9处于一个平面，按通电源开关13即完成校零，此时显示器5数值显示0.00mm为校零完成。
步骤二：测量两个零件平面的阶差
首先将基准块3与其中一基准零件表面贴合，保证基准块和基准零件表面完全贴合；传感器头9会随内置弹簧压缩到另一零件表面上，此时传感器伸缩杆8上下移动的位移通过程序转换为两个零件平面之间的阶差值，显示器5显示的数值即为两个平面的阶差，正值表明被测面高于基准平面，负值表明被测面低于基准平面。
当测量螺栓、铆钉相对零件表面的凹凸量时，检测方法与步骤二相同；当测量零件表面磕碰伤的深度时，需更换针状传感器头，检测方法与步骤二一致。

Claims (8)

1.一种用于阶差测量的电子工具，其特征在于，该电子工具包括支撑构件和电控系统；
所述支撑构件包括壳体(1)、后盖(2)和基准块(3)；其中，壳体(1)与后盖(2)连接，作为电控系统的承载结构；基准块(3)安装在壳体(1)底部；
所述电控系统安装在壳体上，包括主控板(4)、显示器(5)、传感器(6)、电源模块(10)、充电模块(11)和电源开关(13)；其中，主控板(4)和显示器(5)安装在壳体(1)上部；传感器(6)安装在壳体(1)下部，其传感器伸缩杆(8)和传感器头(9)穿过壳体露在壳体外部，传感器伸缩杆(8)采集数据传输给主控板(4)并通过显示器(5)显示；
所述充电模块(11)固定在壳体(1)上，充电模块(11)与电源模块(10)连接；电源模块(10)分别与主控板(4)、显示器(5)和传感器(6)连接，为主控板、显示器和传感器供电；电源开关(13)固定在壳体上，并与电源模块(10)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于阶差测量的电子工具，其特征在于，所述电控系统还设有报警指示灯(12)，报警指示灯(12)与主控板(4)连接，当主控板数据超过报警值时将控制报警指示灯点亮。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于阶差测量的电子工具，其特征在于，主控板(4)上设有程序下载端口(14)，随时对程序进行二次开发。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于阶差测量的电子工具，其特征在于，显示器(5)采用0.91寸的OLED显示屏；主控板(4)采用Atmega328芯片的最小系统板；程序下载端口(14)为mini-USB接口。
5.根据权利要求3所述的一种用于阶差测量的电子工具，其特征在于，显示器(5)采用0.91寸的OLED显示屏；主控板(4)采用Atmega328芯片的最小系统板；程序下载端口(14)为mini-USB接口。
6.根据权利要求1、2或5所述的一种用于阶差测量的电子工具，其特征在于，传感器(6)采用高精密磁感应位移传感器，量程为10mm，分辨率为0.01mm。
7.根据权利要求1、2或5所述的一种用于阶差测量的电子工具，其特征在于，传感器头(9)采用尖头或圆头形式，通过螺纹连接在传感器伸缩杆(8)上。
8.根据权利要求1、2或5所述的一种用于阶差测量的电子工具，其特征在于，充电模块(11)采用TP4056电池充电模块；电源模块(10)采用直流3.7V锂电池，通过电源模块内部电路升压至5V。
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