CN114993668A - 操纵杆传动系统空行程测量仪及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械技术测量领域，提出了操纵杆传动系统空行程测量仪及方法。操纵杆传动系统空行程测量仪，包括综合测量指示装置、动触头状态采集装置和静触头状态采集装置；采用柔性可调节的关节构成了两套测量装置的角度调节装置，这样可以满足各种操纵杆和执行部件的空行程位移量的测量工作，与以前的测量设备相比，不仅降低了操作难度，而且还扩大了该测量仪的使用空间环境。其中，动触头弹性支臂与静触头弹性支臂的探头采用圆形探头，降低二者之间的接触面积，使其准确监控操纵杆到终端执行部件的空行程。与以前的操作者通过触觉和视觉的认知来判断执行部件的状态相比，自动化程度大幅度提高，人为误差的概率降低为零，操作难度彻底降低。
Description
技术领域
本发明涉及机械技术测量领域，尤其涉及操纵杆传动系统空行程测量仪及方法。
背景技术
在大型机械设备制造过程中，有多种实现位移量的传递方式，其中杆系传动是一种比较常用的传递方式，因此在操纵杆到终端执行部件之间就需要连接多个传动拉杆与偏转摇臂来组合实现操纵位移量的传递，但由于各个拉杆和传动摇臂之间的连接靠万向轴承与销轴来完成，又因销轴与万向轴承之间的配合属于过渡配合，存在着一定的配合公差，因此对于多杆系的传动就存在多个连接点，从而导致配合公差的累计，所以对机械设备调试的过程中就需要准确计算并测量出累计公差，并以此数值来判断该杆系的空行程是否符合要求。目前常规的做法是当机械设备装配完毕后，操作者先在设备的操纵杆上装上测量指针与刻度尺盘并调整零位，然后人为驱动操纵杆使其慢慢偏转，另一个操作者通过用手触摸和视觉观察终端执行部件由静止到运动瞬间的工作状态，并及时通知操作者读取该段杆系传动的空行程S,然后判断S是否在规定值X1—X2区间，并确定是否合格。虽然上述方法也能很好地完成机械设备传动杆系的空行程测量工作，但其中也体现出一些有待于改进的方面。一是为了保证测量数据的准确性，需要操作者测量三次(S1、S2、S3....)以上，并判断测量数值是否在规定值X1—X2区间，才能客观的判断该段杆系的空行程是否符合要求，由于测量次数较多，因此无形当中增加了很大的工作量；二是这个测量过程需要两个操作者配合才能完成整个测量过程，又因操作者在整个测量过程中，终端执行部件的状态的改变是靠语音传递来完成的，这样会存在一定的指令滞后性，从而会造成测量数据偏大；三是对于终端执行部件运动状态的改变是靠操作者触摸和视觉来判断的，这对于操作者的触觉和视觉的灵敏度以及操作的环境要求极高，无形当中也增加了操作的难度。
发明内容
鉴于以上种种由于测量设备和人为因素造成的测量数据不准确性、操作难度大等问题，发明了该操纵杆传动系统空行程测量仪及方法，测量仪结构新颖，配合精密，它能够适应各种狭小、特殊的工作空间，高效精准的完成传动杆系空行程的测量工作，而且适用范围宽，测量精度高，大大解决了以往人为因素和测量设备本身缺陷所造成的测量数据不准确等问题。该测量仪可以精准的测量出该杆系的空行程，从而精准判断该套杆系是否符合传动比的精度要求，由于测量仪采用电子数显表盘，因此可以将测量数据的精度与以前相比提高10倍，并将测量数据精确到0.01mm。
本发明的技术方案：一种操纵杆传动系统空行程测量仪，包括综合测量指示装置11、动触头状态采集装置和静触头状态采集装置；
综合测量指示装置11通过数显装置实时显示测量对象的偏转位移量，其通过固定装置固定于传动杆系中的操纵杆上；固定装置包括装夹固定装置1、开度调节器2、锁紧螺母a3、柔性支臂夹紧装置4、柔性调节支臂a5、球头支臂锁紧装置6、球头连接支臂7、锁紧螺母b8、综合测量指示装置固定座9和锁紧螺钉10；装夹固定装置1和开度调节器2构成夹紧装置，作为固定装置的固定端，将整个综合指示测量装置固定到设备上需要测量的操纵杆周围结构上，为整个测量工作提供一个固定点；柔性调节支臂a5一端通过锁紧螺母a3连接至装夹固定装置1，另一端通过球头支臂锁紧装置6连接至球头连接支臂7；柔性支臂夹紧装置4安装于柔性调节支臂a5上，用于固定；球头连接支臂7通过锁紧螺母b8连接至综合测量指示装置固定座9，综合测量指示装置11通过锁紧螺钉10固定于综合测量指示装置固定座9下方；
动触头状态采集装置13呈L状，动触头弹性支臂调节器12穿过其一侧边，另一侧边上固定动触头弹性支臂14；动触头弹性支臂调节器12用于调节动触头弹性支臂14的位置，动触头弹性支臂14将机械位移信号转换成电信号，传输至动触头状态采集装置13；远程同步指示灯15安装于动触头状态采集装置13上，用于感应动触头弹性支臂14与静触头弹性支臂24的接触；动触头状态采集装置13的安装装置包括夹紧装置16、张度调节装置17、锁紧螺母c18、球形调节锁紧装置19、万向连接支臂20、锁紧螺母d21、柔性支臂锁紧器22和柔性调节支臂b23；夹紧装置16和张度调节装置17构成测量支座；柔性调节支臂b23一端通过锁紧螺母c18连接至夹紧装置16，另一端通过球形调节锁紧装置19连接至万向连接支臂20；柔性支臂锁紧器22安装于柔性调节支臂b23上，用于固定；万向连接支臂20通过锁紧螺母d21连接动触头状态采集装置13；
静触头状态采集装置25安装于传动杆系终端的执行部件上，其一侧连接静触头弹性支臂24，另一侧通过固定螺钉26固定于静触头固定支座28上；静触头弹性支臂24将机械位移信号转换成电信号传输至静触头状态采集装置25；静触头固定支座28与装夹锁紧器27构成固定装置；
动触头状态采集装置13和静触头状态采集装置25均通过转接电缆29连接至综合测量指示装置11上，传递电信号。
装夹固定装置1、夹紧装置16和静触头固定支座28均呈U字状，包括两平行边和一竖直边；装夹固定装置1、夹紧装置16和静触头固定支座28的其中一平行边分别穿过开度调节器2、张度调节装置17和装夹锁紧器27，竖直边分别固定锁紧螺母a3、锁紧螺母c18和静触头状态采集装置25。
所述球头连接支臂7和万向连接支臂20均能在360°范围内任意旋转，旋转至目的角度后，分别由球头支臂锁紧装置6和球形调节锁紧装置19定位。
所述动触头弹性支臂14和静触头弹性支臂24保证原始位置时，上下相叠；二者的圆形探头保证测量时，无应力接触。
柔性调节支臂a5主要作用是为综合测量指示装置11提供一个任意角度可调的固定支臂，提高整个测量仪的测量范围与角度；动触头拨片调节器12其主要作用是当所有测量仪器固定完毕之后，通过调节动触头弹性支臂14的圆形探头与静触头弹性支臂24的圆形探头无应力接触，并保证远程同步指示灯15瞬间燃亮。
一种操纵杆传动系统空行程测量方法，包括步骤如下：
1)调节开度调节器2将装夹固定装置1装夹在操纵杆附近的机械结构上；
2)调节锁紧螺钉10，将综合测量指示装置11的探头杆装夹在综合测量指示装置固定座9的安装孔中，然后通过锁紧螺钉10将其锁紧；
3)将该机械设备的传动杆系中的操纵杆调整到中立位置，然后调节综合测量指示装置11的探头到操纵杆的测量点，使其二者接触，之后再通过调节将柔性支臂夹紧装置4和球头支臂锁紧装置6将综合测量指示装置11位置固定，并锁紧；
4)按压综合测量指示装置11的“ON/OFF”，将其进入开机界面；
5)调节张度调节装置17，使夹紧装置16紧固在传动杆系终端的执行部件周围结构上；
6)调节装夹锁紧器27，使静触头固定支座28固定在传动杆系终端的执行部件的测量点上；
7)调节动触头状态采集装置13的位置，使动触头弹性支臂14的圆形探头与静触头弹性支臂24的圆形探头在传动杆系终端的执行部件运动轨迹上相互接触，然后调节球形调节锁紧装置19和柔性支臂锁紧器22将其锁紧；
8)调节动触头弹性支臂调节器12，使动触头弹性支臂14的圆形探头与静触头弹性支臂24的圆形探头刚好接触，此时远程同步指示装置15的指示灯刚好处于“燃亮”状态；
9)按照操作调试要求，先通过综合测量指示装置11的“ZERO”键进行数据清零，然后用手缓慢移动操纵杆，此时注意观察综合测量指示装置11中与远程同步指示装置15指示灯功能一样的指示灯状态，当指示灯“熄灭”的瞬间，停止移动操纵杆，记录综合测量指示装置11中的位移量数值S1，然后判断S1是否在规定值X1-X2之间；若S1在二者之间，即该杆系空行程符合要求；该数值S1即为该机械设备某条传动杆系的操纵杆到终端执行部件的空行程；若数值S1不在在规定值X1-X2之间，则需要重新调整操纵杆系或更换相关传动拉杆，直至S1在规定值X1-X2之间。
本发明的有益效果：
(1)本发明机械结构新颖、稳定性高、通用性强，应用范围广，在实际传动杆系空行程测量过程中，可以高效、快捷的实现数据的精准测量，在不同工作环境下，操作者可以独立完成该测量工作。
(2)该发明采用了柔性可调节的关节构成了两套测量装置的角度调节装置，这样可以满足各种操纵杆和执行部件的空行程位移量的测量工作，与以前的测量设备相比，不仅降低了操作难度，而且还扩大了该测量仪的使用空间环境。
(3)该发明设置的综合测量指示装置是采用数显指示的测量装置，其精度等级0.01mm，与以前的测量设备相比，其精度提高了10倍。
(4)该发明的动触头弹性支臂14与静触头弹性支臂24的探头采用的是圆形探头，可以降低二者之间的接触面积，使其准确监控操纵杆到终端执行部件的空行程，一旦执行部件发生轻微的位置变化，可以及时将信号传递给综合测量指示装置，并精准的测量出该传动杆系的空行程。
(5)该发明使用电信号反应操纵杆到执行部件空行程位移量的变化，与以前的操作者通过触觉和视觉的认知来判断执行部件的状态相比，自动化程度大幅度提高，人为误差的概率降低为零，操作难度彻底降低。
附图说明
图1为综合测量指示装置及其固定装置的示意图；
图2为动触头状态采集装置及其安装装置的示意图；
图3(a)为静触头状态采集装置及其固定装置的示意图；
图3(b)为转接电缆示意图。
其中，1-装夹固定装置、2-开度调节器、3-锁紧螺母a、4-柔性支臂夹紧装置、5-柔性调节支臂a、6-球头支臂锁紧装置、7-球头连接支臂、8-锁紧螺母b、9-综合测量指示装置固定座、10-锁紧螺钉、11-综合测量指示装置、12-动触头弹性支臂调节器、13-动触头状态采集装置、14-动触头弹性支臂、15-远程同步指示装置、16-夹紧装置、17-张度调节装置、18-锁紧螺母c、19-球形调节锁紧装置、20-万向连接支臂、21-锁紧螺母d、22-柔性支臂锁紧器、23-柔性调节支臂b、24-静触头弹性支臂、25-静触头状态采集装置、26-固定螺钉、27-装夹锁紧器、28-静触头固定支座、29-转接电缆。
具体实施方式
本发明具体实施方式及步骤如下：
1)依据测量技术单，确定机械设备上需要测量的传动杆系中的操纵杆与终端执行部件；
2)检查该测量仪器各个部件以及功能的完好性，并将相关转接电缆按照插头标号连接完毕，然后调节开度调节器2将装夹固定装置1装夹在操纵杆附近的机械结构上；
3)调节锁紧螺钉10，将综合测量指示装置11的探头杆装夹在综合测量指示装置固定座9的安装孔中，然后通过锁紧螺钉10将其锁紧；
4)将该机械设备的传动杆系中的操纵杆调整到中立位置，然后调节综合测量指示装置11的探头到操纵杆的测量点，使其二者接触，之后再通过调节将柔性支臂夹紧装置4和球头支臂锁紧装置6将综合测量指示装置11位置固定，并锁紧；
5)按压综合测量指示装置11的“ON/OFF”，将其进入开机界面；
6)调节张度调节装置17，使夹紧装置16紧固在传动杆系终端的执行部件周围结构上；
7)调节装夹锁紧器27，使静触头固定支座28固定在传动杆系终端的执行部件的测量点上；
8)调节动触头状态采集装置13的位置，使动触头弹性支臂14的圆形探头与静触头弹性支臂24的圆形探头在传动杆系终端的执行部件运动轨迹上相互接触，然后调节球形调节锁紧装置19和柔性支臂锁紧器22将其锁紧；
9)调节动触头弹性支臂调节器12，使动触头弹性支臂14的圆形探头与静触头弹性支臂24的圆形探头刚好接触，此时远程同步指示装置15的指示灯刚好处于“燃亮”状态；
10)按照操作调试要求，先通过综合测量指示装置11的“ZERO”键进行数据清零，然后用手缓慢移动操纵杆，此时注意观察综合测量指示装置11中与远程同步指示装置15指示灯功能一样的指示灯状态，当指示灯“熄灭”的瞬间，停止移动操纵杆，记录综合测量指示装置11中的位移量数值S1，然后判断S1是否在规定值X1-X2之间，若S1在二者之间，即该杆系空行程符合要求；该数值S1即为该机械设备某条传动杆系的操纵杆到终端执行部件的空行程；相反，若数值S1不在在规定值X1-X2之间，则需要重新调整操纵杆系或更换相关传动拉杆，直至S1在规定值X1-X2之间；
11)当测量工作结束后，依次将综合测量指示装置11关机，拆下转接电缆，然后调节开度调节器2、张度调节装置17、锁紧螺钉10和装夹锁紧器27，将该测量仪从机械设备上拆下，放置于专用的仪器盒内；
12)即该项测量工作结束。
Claims (5)
1.一种操纵杆传动系统空行程测量仪，其特征在于，该操纵杆传动系统空行程测量仪包括综合测量指示装置(11)、动触头状态采集装置和静触头状态采集装置；
综合测量指示装置(11)通过数显装置实时显示测量对象的偏转位移量，其通过固定装置固定于传动杆系中的操纵杆上；固定装置包括装夹固定装置(1)、开度调节器(2)、锁紧螺母a(3)、柔性支臂夹紧装置(4)、柔性调节支臂a(5)、球头支臂锁紧装置(6)、球头连接支臂(7)、锁紧螺母b(8)、综合测量指示装置固定座(9)和锁紧螺钉(10)；装夹固定装置(1)和开度调节器(2)构成夹紧装置，作为固定装置的固定端；柔性调节支臂a(5)一端通过锁紧螺母a(3)连接至装夹固定装置(1)，另一端通过球头支臂锁紧装置(6)连接至球头连接支臂(7)；柔性支臂夹紧装置(4)安装于柔性调节支臂a(5)上，用于固定；球头连接支臂(7)通过锁紧螺母b(8)连接至综合测量指示装置固定座(9)，综合测量指示装置(11)通过锁紧螺钉(10)固定于综合测量指示装置固定座(9)下方；
动触头状态采集装置(13)呈L状，动触头弹性支臂调节器(12)穿过其一侧边，另一侧边上固定动触头弹性支臂(14)；动触头弹性支臂调节器(12)用于调节动触头弹性支臂(14)的位置，动触头弹性支臂(14)将机械位移信号转换成电信号，传输至动触头状态采集装置(13)；远程同步指示灯(15)安装于动触头状态采集装置(13)上，用于感应动触头弹性支臂(14)与静触头弹性支臂(24)的接触；动触头状态采集装置(13)的安装装置包括夹紧装置(16)、张度调节装置(17)、锁紧螺母c(18)、球形调节锁紧装置(19)、万向连接支臂(20)、锁紧螺母d(21)、柔性支臂锁紧器(22)和柔性调节支臂b(23)；夹紧装置(16)和张度调节装置(17)构成测量支座；柔性调节支臂b(23)一端通过锁紧螺母c(18)连接至夹紧装置(16)，另一端通过球形调节锁紧装置(19)连接至万向连接支臂(20)；柔性支臂锁紧器(22)安装于柔性调节支臂b(23)上，用于固定；万向连接支臂(20)通过锁紧螺母d(21)连接动触头状态采集装置(13)；
静触头状态采集装置(25)安装于传动杆系终端的执行部件上，其一侧连接静触头弹性支臂(24)，另一侧通过固定螺钉(26)固定于静触头固定支座(28)上；静触头弹性支臂(24)将机械位移信号转换成电信号传输至静触头状态采集装置(25)；静触头固定支座(28)与装夹锁紧器(27)构成固定装置；
动触头状态采集装置(13)和静触头状态采集装置(25)均通过转接电缆(29)连接至综合测量指示装置(11)上，传递电信号。
2.根据权利要求1所述的操纵杆传动系统空行程测量仪，其特征在于，所述装夹固定装置(1)、夹紧装置(16)和静触头固定支座(28)均呈U字状，包括两平行边和一竖直边；装夹固定装置(1)、夹紧装置(16)和静触头固定支座(28)的其中一平行边分别穿过开度调节器(2)、张度调节装置(17)和装夹锁紧器(27)，竖直边分别固定锁紧螺母a(3)、锁紧螺母c(18)和静触头状态采集装置(25)。
3.根据权利要求1或2所述的操纵杆传动系统空行程测量仪，其特征在于，所述球头连接支臂(7)和万向连接支臂(20)均能在360°范围内任意旋转，旋转至目的角度后，分别由球头支臂锁紧装置(6)和球形调节锁紧装置(19)定位。
4.根据权利要求1或2所述的操纵杆传动系统空行程测量仪，其特征在于，所述动触头弹性支臂(14)和静触头弹性支臂(24)保证原始位置时，上下相叠；二者的圆形探头保证测量时，无应力接触。
5.一种操纵杆传动系统空行程测量方法，其特征在于，包括步骤如下：
1)调节开度调节器(2)将装夹固定装置(1)装夹在操纵杆附近的机械结构上；
2)调节锁紧螺钉(10)，将综合测量指示装置(11)的探头杆装夹在综合测量指示装置固定座(9)的安装孔中，然后通过锁紧螺钉(10)将其锁紧；
3)将该机械设备的传动杆系中的操纵杆调整到中立位置，然后调节综合测量指示装置(11)的探头到操纵杆的测量点，使其二者接触，之后再通过调节将柔性支臂夹紧装置(4)和球头支臂锁紧装置(6)将综合测量指示装置(11)位置固定，并锁紧；
4)按压综合测量指示装置(11)的“ON/OFF”，将其进入开机界面；
5)调节张度调节装置(17)，使夹紧装置(16)紧固在传动杆系终端的执行部件周围结构上；
6)调节装夹锁紧器(27)，使静触头固定支座(28)固定在传动杆系终端的执行部件的测量点上；
7)调节动触头状态采集装置(13)的位置，使动触头弹性支臂(14)的圆形探头与静触头弹性支臂(24)的圆形探头在传动杆系终端的执行部件运动轨迹上相互接触，然后调节球形调节锁紧装置(19)和柔性支臂锁紧器(22)将其锁紧；
8)调节动触头弹性支臂调节器(12)，使动触头弹性支臂(14)的圆形探头与静触头弹性支臂(24)的圆形探头刚好接触，此时远程同步指示装置(15)的指示灯刚好处于“燃亮”状态；
9)按照操作调试要求，先通过综合测量指示装置(11)的“ZERO”键进行数据清零，然后用手缓慢移动操纵杆，此时注意观察综合测量指示装置(11)中与远程同步指示装置(15)指示灯功能一样的指示灯状态，当指示灯“熄灭”的瞬间，停止移动操纵杆，记录综合测量指示装置(11)中的位移量数值S1,然后判断S1是否在规定值X1-X2之间；若S1在二者之间，即该杆系空行程符合要求；该数值S1即为该机械设备某条传动杆系的操纵杆到终端执行部件的空行程；若数值S1不在在规定值X1-X2之间，则需要重新调整操纵杆系或更换相关传动拉杆，直至S1在规定值X1-X2之间。
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