CN115683229A - 一种固体火箭燃烧室测量装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固体火箭燃烧室测量装置及测量方法，属于自动化测量技术领域包括底座；位置切换单元，设置于底座上；用于对工件位置切换；称重单元，设置于位置切换单元的一侧；测量单元，包括设置于称重单元一侧并与底座滑动连接的第一测量组件，以及设置于称重单元另一侧的第二测量组件。本发明的有益效果为采用自动化设备测量的方式，提高了工作效率，降低了用人成本，增加了数据的精确度。
Description
技术领域
本发明涉及自动化测量技术领域，特别是一种固体火箭燃烧室测量装置及测量方法。
背景技术
燃烧室是燃料或推进剂在其中燃烧生成高温燃气的装置，是一种用耐高温合金材料制作的燃烧设备。燃料即在此室燃烧。它是燃气涡轮发动机、冲压发动机、火箭发动机的重要部件。
燃烧室测量多种数据并保证数据的准确性是燃烧室在制造和装配过程中非常重要的环节。往往需要测量的数据有重量、直径、深度、长度等等。目前在军工或者民爆行业中都是采用人工测量的方式，然而人工测量会有误差，导致测量的数据不够精准，并且工作效率低下。
发明内容
鉴于上述或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种固体火箭燃烧室测量装置及测量方法，其采用自动化设备测量的方式，提高了工作效率，降低了用人成本，增加了数据的精确度。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种固体火箭燃烧室测量系统，其包括底座；
位置切换单元，设置于底座上；用于对工件位置切换。
称重单元，设置于位置切换单元的一侧；
测量单元，包括设置于称重单元一侧并与底座滑动连接的第一测量组件，以及设置于称重单元另一侧的第二测量组件。
作为本发明固体火箭燃烧室测量装置的一种优选方案，其中：第一测量组件包括设置于底座上的至少两组承载块、设置于承载块之间并固定于底座上的传动件、与传动件传动连接的第一安装板、设置于第一安装板上的安装座、设置于安装座上的第一位移传感器气缸，以及设置于第一位移传感器气缸输出端的位移传感器。
作为本发明固体火箭燃烧室测量装置的一种优选方案，其中：传动件包括第一手轮、与第一手轮连接的第一丝杠；第一丝杆与第一安装板传动配合。
作为本发明固体火箭燃烧室测量装置的一种优选方案，其中：第二测量组件包括第二安装板、设置于第二安装板上的固定座、设置于固定座上的第二位移传感器气缸、设置于第二位移传感器气缸输出端的位移传感器，以及设置于固定座上并位于工件两侧的直径检测件；直径检测件包括直径位移气缸，以及设置于直径位移气缸输出端的直径测量位移传感器。
作为本发明固体火箭燃烧室测量装置的一种优选方案，其中：第二检测组件还包括垂直于固定座的固定板、设置于固定板上的第二手轮、与第二手轮连接的第二丝杆、与第二丝杠传动连接的深度测量位移气缸，以及设置于深度测量位移气缸输出端的深度测量位移传感器。
作为本发明固体火箭燃烧室测量装置的一种优选方案，其中：称重单元包括两组称重件、两组称重件结构相同分别滑动设置于第一安装板与第二安装板上；
称重件包括传动架、设置于传动架上的称重气缸、转动设置于称重气缸输出端的顶起轮、设置于传动架上的称重传感器、滑动设置于传动架上的托架、设置于托架上方的两组托锟，以及设置于托架底部与顶起轮配合的斜向边；托架上设置与称重传感器检测头相对应通孔。
作为本发明固体火箭燃烧室测量装置的一种优选方案，其中：位置切换单元包括支撑座、设置于支撑座上的位置切换气缸、设置于位置切换气缸输出端并与支撑座滑动连接的支架、垂直设置于支架上的下压气缸、设置于下压气缸输出端并与支架滑动连接的连接板、铰接设置于连接板靠近一端的摩擦滚轮、设置于摩擦滚轮一侧的齿轮、垂直设置于连接板的旋转气缸，以及设置于旋转气缸输出端的齿条；齿条与齿轮啮合。
作为本发明固体火箭燃烧室测量装置的一种优选方案，其中：还包括安全防护系统，包括电器设备防爆模块、机械与电气防护模块、电气安全防护模块、静电安全模块，以及人员安全模块。
一种固体火箭燃烧室测量方法，包括：
步骤一、根据标定样件的尺寸调节第一手轮以及第二手轮便于位移传感器在测试的量程内以及使得产品可以放置于称重单元上；
步骤二、对称重传感器进行校零处理备用；
步骤三、产品通过机械手臂移载至托辊上，称重气缸回缩，产品落在称重传感器上，称出被测零件的重量，测完后称重气缸伸出将零件顶起；
步骤四、通过第一位移传感器气缸以及第二位移传感器气缸伸出带动第一长度测量位移传感器和第二长度测量位移传感器对产品的长度进行差值比对测出产品长度，同步伸出直径位移气缸带动直径传感器测出产品直径；
步骤五、伸出测量位移气缸使深度测量位移传感器与第一位长度测量位移传感器配合从而测出测出产品内侧台阶深度尺寸；
步骤六、测试完成后各传感器回缩，位置切换气缸伸出，下压气缸将摩擦滚轮压紧至产品表面，旋转气缸带动齿条与齿轮配合对产品进行旋转，配合所有步骤一至五中的传感器重复测量动作；
步骤七、通过人为设定可对于产品进行多次测量并取得平均值。
本发明的有益效果：本发明通过设置称重单元、测量单元以及位置切换单元实现了采用自动化设备测量的方式，提高了工作效率，降低了用人成本，增加了数据的精确度。
附图说明
图1为固体火箭燃烧室测量系统的立体图。
图2为固体火箭燃烧室测量系统的侧视图。
图3为固体火箭燃烧室测量系统的第一测量组件立体图。
图4为固体火箭燃烧室测量系统的第二测量组件立体图。
图5为固体火箭燃烧室测量系统的称重单元立体图。
图6为固体火箭燃烧室测量系统的位置切换单元立体图。
图中各标注为：底座100、位置切换单元200、称重单元300、测量单元400、第一测量组件401、第二测量组件402、承载块401a、传动件401b、第一安装板401c、安装座401d、第一位移传感器气缸401e、第一长度测量位移传感器500、第一手轮401b-1、第一丝杆401b-2、第二安装板402a、固定座402b、第二位移传感器气缸402c、第二长度测量位移传感器600、直径检测件402d、直径位移气缸402d-1、直径位移气缸402d-1、直径测量位移传感器402d-2、固定板402e、第二手轮402f、第二丝杆402g、深度测量位移气缸402h、深度测量位移传感器402i、称重件301、传动架301a、称重气缸301b、顶起轮301c、称重传感器301d、托架301e、托锟301f、斜向边301g、支撑座201、位置切换气缸202、支架203、下压气缸204、连接板205、摩擦滚轮206、齿轮207、旋转气缸208、齿条209。
具体实施方式
参照图1~6该实施例提供了一种固体火箭燃烧室测量系统，其通过设置称重单元300和测量单元400，可以实现在本发明上就可测量工件的多种数据，提高了工作效率，通过设置位置切换单元200可以实现不同角度且多次测量工件，将测出数据提取平均值，增加了数据的精确度。
具体的，底座100；
位置切换单元200，设置于底座100上；用于对工件位置切换。
称重单元300，设置于位置切换单元200的一侧；
测量单元400，包括设置于称重单元300一侧并与底座100滑动连接的第一测量组件401，以及设置于称重单元300另一侧的第二测量组件402。
进一步的，如图3所示第一测量组件401包括设置于底座100上的至少两组承载块401a、设置于承载块401a之间并固定于底座100上的传动件401b、与传动件401b传动连接的第一安装板401c、设置于第一安装板401c上的安装座401d、设置于安装座401d上的第一位移传感器气缸401e，以及设置于第一位移传感器气缸401e输出端的第一长度测量位移传感器500。
需要说明的是，第一安装板401c与底座100之间滑动连接，第一安装板401c设置在承载块401a上方。
进一步的，传动件401b包括第一手轮401b-1、与第一手轮401b-1连接的第一丝杠401b-2；第一丝杆401b-2与第一安装板401c传动配合。
需要说明的是，旋转第一手轮401b-1使第一安装板401c移动，根据燃烧室的大小进行调节，可以便于第一长度测量位移传感器500在测试的量程内，在测量时启动第一位移传感器气缸401e即可。
进一步的，如图4所示第二测量组件402包括第二安装板402a、设置于第二安装板402a上的固定座402b、设置于固定座402b上的第二位移传感器气缸402c、设置于第二位移传感器气缸402c输出端的第二长度测量位移传感器600，以及设置于固定座402b上并位于工件两侧的直径检测件402d；
直径检测件402d包括直径位移气缸402d-1，以及设置于直径位移气缸402d-1输出端的直径测量位移传感器402d-2。
需要说明的是，第二长度测量位移传感器600与第一长度测量位移传感器500对应配合。
进一步的，第二检测组件402还包括垂直于固定座402b的固定板402e、设置于固定板402e上的第二手轮402f、与第二手轮402f连接的第二丝杆402g、与第二丝杠402g传动连接的深度测量位移气缸402h，以及设置于深度测量位移气缸402h输出端的深度测量位移传感器402i。
需要说明的是，在第一丝杆401b-2和第二丝杆402g上还设置锁定座，在锁定座上螺接锁定块，旋转锁定块使锁定座夹紧丝杆，实现限位作用。
进一步的，如图2所示称重单元300包括两组称重件301、两组称重件301结构相同分别滑动设置于第一安装板401c与第二安装板402a上；
如图5所示称重件301包括传动架301a、设置于传动架301a上的称重气缸301b、转动设置于称重气缸301b输出端的顶起轮301c、设置于传动架301a上的称重传感器301d、滑动设置于传动架301a上的托架301e、设置于托架301e上方的两组托锟301f，以及设置于托架301e底部与顶起轮301c配合的斜向边301g；托架301e上设置与称重传感器301d检测头相对应通孔。
需要说明的是，传动架301a是滑动设置于第一安装板401c上的，并且在传动架301a和第一安装板401c上还设置了限位结构，保持稳定，限位结构可以是在传动架301a上设置螺栓并在第一安装板401c上设置与其配合的螺纹孔。又或者按压限位，均在本发明保护范围内。
较佳的，初始状态下称重气缸301b伸出使顶起轮301c与斜向边301g相接触随着称重气缸301b的伸出并顶起托架301e。
较佳的，称重气缸301b回缩时，称重传感器301d的位置不动，而托架301e落下，重感应器301d检测头，穿过通孔与工件接触。
在使用时，首先旋转第一手轮401b-1使第一安装板401c调整到合适位置，因此设置在第一安装板401c上的称重件301也随之处于合适位置，此时工件通过机械手臂移载至托辊301f上，称重气缸301b回缩，工件落在称重传感器301d上，称出被测工件的重量，测完后再将称重气缸301b伸出将工件顶起。
需要说明的是，通过第一、第二位移传感器气缸伸出带动长度测量位移传感器M对产品的长度进行差值比对，测出工件长度；同步可执行直径测量位移传感器402d-2测出零件的直径；深度测量传感器402i搭配第一长度测量位移传感器500可测出零件内侧台阶深度尺寸。
进一步的，位置切换单元200包括支撑座201、设置于支撑座201上的位置切换气缸202、设置于位置切换气缸202输出端并与支撑座201滑动连接的支架203、垂直设置于支架203上的下压气缸204、设置于下压气缸204输出端并与支架203滑动连接的连接板205、铰接设置于连接板205靠近一端的摩擦滚轮206、设置于摩擦滚轮206一侧的齿轮207、垂直设置于连接板205的旋转气缸208，以及设置于旋转气缸208输出端的齿条209；齿条209与齿轮207啮合。
需要说明的是，测试完成后各位移传感器在气缸的带动下撤离，位置气缸切换202伸出，下压气缸204将摩擦滚轮压紧至零件表面，旋转气缸208带动齿轮207齿条209对工件进行旋转，配合所有位移传感器重复测量动作，可实现工件的多次测量并取得均值，测量的次数可人为设定，保证了数据的精确度。
进一步的，还包括安全防护系统，包括电器设备防爆模块、机械与电气防护模块、电气安全防护模块、静电安全模块，以及人员安全模块。
需要说明的是，本发明所处环境是防爆环境，所有的电气控制元器件以及动力传动、精密定位均通过取得国家防爆资质认证的选型，符合Exd IIBT4防爆要求、防护等级ip65，以及符合F1区粉尘防爆标准。以上均在特定的防爆场景中使用，且本发明配置安全电压的安全栅从而控制安全电压和电流。
较佳的，电器设备防爆模块配合安全栅使用，构成安全回路，其中本发明中的传感器均是防爆传感器配合防爆软管使用，从而构成安全防爆回路。
较佳的，机械与电气防护模块中，危险工序在抗爆间内自动完成，无需人工干预，其中气动系统电磁阀选用双电控制，防止断电时气动单元误动作。所有与产品接触的材料均不选用黑色金属，防止产生机械火花，系统设置动力系统过载保护装置及剩余电流保护器，本发明中系统设置急停按钮、行程保护开关及声光报警装置，且布线采用镀锌管敷设，适当采用防爆挠性管进行软性连接。
较佳的，电器安全防护模块包括设备主回路、外部电源取电回路使用漏电保护断路器，动作保护电流<=30mA。设备主回路使用浪涌保护器，避免供电电源电压波动范围过大造成设备损坏。
较佳的，静电安全模块中所有固定设备均采用接地扁铁独立连接至工房导静电接地环网，不交叉，不共用，保证接地电阻＜4Ω，保证静电不积聚且快速导出。设备电器控制柜、接线盒、线体的外壳全部接地，生产线相关的所有水、气、电管路均采用跨接方式进行静电导出。
进一步的，一种固体火箭燃烧室测量系统的测量方法包括，
步骤一、根据标定样件的尺寸调节第一手轮401b-1以及第二手轮402f便于位移传感器在测试的量程内以及使得产品可以放置于称重单元上。
步骤二、对称重传感器301d进行校零处理备用。
步骤三、产品通过机械手臂移载至托辊301f上，称重气缸301b回缩，产品落在称重传感器301d上，称出被测零件的重量，测完后称重气缸301b伸出将零件顶起。
步骤四、通过第一位移传感器气缸401e以及第二位移传感器气缸402c伸出带动第一长度测量位移传感器500和第二长度测量位移传感器600对产品的长度进行差值比对测出产品长度，同步伸出直径位移气缸402d-1带动直径传感器402d-2测出产品直径。
步骤五、伸出测量位移气缸402h使深度测量位移传感器402i与第一长度测量位移传感器500配合从而测出测出产品内侧台阶深度尺寸。
第一长度测量位移传感器和第二长度测量位移传感器分别位于产品的两端，并得到对应的坐标分别为D1（x1，y1）、D2（x2，y2）；则第一长度测量位移传感器和第二长度测量位移传感器之间的距离为L,L=√（D1+D2）²=√（x1-x2）²+（y1-y2）²；
其中x1=x2,因此L=√（y1-y2）²=丨y1-y2丨；
获取第一长度测量位移传感器和第二长度测量位移传感器检测到数值L1、L2，分别为传感器检测到与之相对的产品端面之间的距离，则产品的长度S，S=L-(L1+L2)那么也就是丨y1-y2丨-（L1+L2）。
当两个传感器在工作时分别测得L1和L2转换成电压值后相加。相加后的电压值与两传感器间距离L对应的设定电压再相减，就得到与产品相对应的电压值，即可计算出S的距离。
其中直径测量方法与深度测量根据上述相同方法即可计算出距离。
步骤六、测试完成后各传感器回缩，位置切换气缸202伸出，下压气缸将摩擦滚轮206压紧至产品表面，旋转气缸208带动齿条209与齿轮207配合对产品进行旋转，配合所有步骤一至五中的传感器重复测量动作。
步骤七、通过人为设定可对于产品进行多次测量并取得平均值。
Claims (9)
1.一种固体火箭燃烧室测量装置，其特征在于：包括，
底座；
位置切换单元，设置于所述底座上；用于对工件位置切换；
称重单元，设置于所述位置切换单元的一侧；
测量单元，包括设置于所述称重单元一侧并与所述底座滑动连接的第一测量组件，以及设置于所述称重单元另一侧的第二测量组件。
2.如权利要求1所述的固体火箭燃烧室测量装置，其特征在于：所述第一测量组件包括设置于所述底座上的至少两组承载块、设置于所述承载块之间并固定于所述底座上的传动件、与所述传动件传动连接的第一安装板、设置于所述第一安装板上的安装座、设置于所述安装座上的第一位移传感器气缸，以及设置于所述第一位移传感器气缸输出端的第一长度测量位移传感器。
3.如权利要求2所述的固体火箭燃烧室测量装置，其特征在于：所述传动件包括第一手轮、与所述第一手轮连接的第一丝杠；所述第一丝杆与所述第一安装板传动配合。
4.如权利要求3所述的固体火箭燃烧室测量装置，其特征在于：所述第二测量组件包括第二安装板、设置于所述第二安装板上的固定座、设置于所述固定座上的第二位移传感器气缸、设置于所述第二位移传感器气缸输出端的第二长度测量位移传感器，以及设置于所述固定座上并位于工件两侧的直径检测件；
所述直径检测件包括直径位移气缸，以及设置于所述直径位移气缸输出端的直径测量位移传感器。
5.如权利要求4所述的固体火箭燃烧室测量装置，其特征在于：所述第二检测组件还包括垂直于所述固定座的固定板、设置于所述固定板上的第二手轮、与所述第二手轮连接的第二丝杆、与所述第二丝杠传动连接的深度测量位移气缸，以及设置于所述深度测量位移气缸输出端的深度测量位移传感器。
6.如权利要求5所述的固体火箭燃烧室测量装置，其特征在于：所述称重单元包括两组称重件、两组所述称重件结构相同分别滑动设置于所述第一安装板与所述第二安装板上；
所述称重件包括传动架、设置于所述传动架上的称重气缸、转动设置于所述称重气缸输出端的顶起轮、设置于所述传动架上的称重传感器、滑动设置于所述传动架上的托架、设置于所述托架上方的两组托锟，以及设置于所述托架底部与所述顶起轮配合的斜向边；所述托架上设置与所述称重传感器检测头相对应通孔。
7.如权利要求6所述的固体火箭燃烧室测量装置，其特征在于：所述位置切换单元包括支撑座、设置于所述支撑座上的位置切换气缸、设置于所述位置切换气缸输出端并与所述支撑座滑动连接的支架、垂直设置于所述支架上的下压气缸、设置于所述下压气缸输出端并与所述支架滑动连接的连接板、铰接设置于所述连接板靠近一端的摩擦滚轮、设置于所述摩擦滚轮一侧的齿轮、垂直设置于所述连接板的旋转气缸，以及设置于所述旋转气缸输出端的齿条；所述齿条与所述齿轮啮合。
8.如权利要求7所述的一种固体火箭燃烧室测量装置，其特征在于：还包括安全防护系统，包括电器设备防爆模块、机械与电气防护模块、电气安全防护模块，以及静电安全模块。
9.一种如权利要求8所述的固体火箭燃烧室测量方法，其特征在于：包括，
步骤一、根据标定样件的尺寸调节第一手轮以及第二手轮便于位移传感器在测试的量程内以及使得产品可以放置于称重单元上；
步骤二、对称重传感器进行校零处理备用；
步骤三、产品通过机械手臂移载至托辊上，称重气缸回缩，产品落在称重传感器上，称出被测零件的重量，测完后称重气缸伸出将零件顶起；
步骤四、通过第一位移传感器气缸以及第二位移传感器气缸伸出带动第一长度测量位移传感器和第二长度测量位移传感器对产品的长度进行差值比对测出产品长度，同步伸出直径位移气缸带动直径传感器测出产品直径；
步骤五、伸出测量位移气缸使深度测量位移传感器与第一位长度测量位移传感器配合从而测出测出产品内侧台阶深度尺寸；
步骤六、测试完成后各传感器回缩，位置切换气缸伸出，下压气缸将摩擦滚轮压紧至产品表面，旋转气缸带动齿条与齿轮配合对产品进行旋转，配合所有步骤一至五中的传感器重复测量动作；
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|---|---|
| CN115683229B (zh) | 2024-02-20 |
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