CN117516406B - 一种发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机连杆检测技术领域，具体涉及一种发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置及方法，该装置包括计算机、左夹具单元、右夹具单元和检测单元，左夹具单元和右夹具单元用于固定并抬高待测连杆，检测单元包括可升降且可水平移动的测量组件，测量组件包括轴座、量具轴和用于驱动量具轴转动的驱动电机，轴座上开设有与待测连杆内螺纹孔规格相同的螺纹通孔，量具轴与螺纹通孔螺纹连接，量具轴上设有第一距离传感器和图像采集器。该方法利用第一距离传感器和图像采集器分别将距离信息和图像信息传送至计算机，计算机通过分析计算得到螺牙变形结果，实现了自动化检测，提高了检测效率和检测精度。

Description

一种发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置及方法

技术领域

本发明属于发动机连杆检测技术领域，具体涉及一种发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置及方法。

背景技术

连杆作为汽车发动机的重要组成部分，其可靠性能直接影响汽车的安全性能。当连杆的螺纹副经过多次拧紧回松时，其内螺纹孔螺牙会逐渐发生微小变化，进而影响连杆螺纹连接副的紧固性能，严重时会导致连杆疲劳失效。

连杆内螺纹相较于螺栓的外螺纹来说，其内部空间狭窄，可控性低，检测难度高，检测方法有限。目前对于连杆内螺纹孔的检测方法主要采用内窥镜观察的方法，该方法检测难度大、检测精度低，无法采集数据，也不能进行自动化检测，检测效率低。因此，需要设计一种检测精度和检测效率更高的、适用于连杆内螺纹孔的检测装置。

发明内容

本发明意在提供一种发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置，以解决内规镜观察法存在检测效率低、检测精度低的问题。

为了达到上述目的，本发明的方案为：一种发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置，包括检测台，所述检测台上设有计算机、左夹具单元、右夹具单元和检测单元，所述左夹具单元包括左夹具套筒、左升降托盘和用于驱动左升降托盘的左升降泵，左夹具套筒安装于左升降托盘上；所述右夹具单元包括右夹具套筒、右安装座、右升降托盘和用于驱动右升降托盘升降的右升降泵，右夹具套筒安装于右安装座上，右升降盘上设有用于驱动右安装座水平滑动的第一水平驱动组件；所述检测单元包括检测升降盘和用于驱动检测升降盘的检测升降泵，检测升降盘上设有横向移动板和用于驱动横向移动板移动的第二水平驱动组件，横向移动板上设有纵向移动板和用于驱动纵向移动板移动的第三水平驱动组件，纵向移动板上设有测量组件，测量组件包括轴座、量具轴和用于驱动量具轴转动的驱动电机，轴座上开设有螺纹通孔，螺纹通孔与待测连杆内螺纹孔的规格相同，量具轴与螺纹通孔螺纹连接，量具轴上设有第一距离传感器和图像采集器，驱动电机的底端设有滑板，滑板水平滑动连接于纵向移动板上；所述计算机能够获取所述第一距离传感器检测到的距离信息和所述图像采集器采集到的图像信息。

本方案的工作原理及有益效果在于：本方案中，利用左夹具单元和右夹具单元将待测连杆固定并抬高：左夹具套筒插入待测连杆小头孔内，右夹具套筒插入待测连杆大头孔内，且利用第一水平驱动组件使得右夹具套筒具有向右移动的趋势，从而张紧待测连杆，进而实现待测连杆的固定；再利用左升降泵和右升降泵实现待测连杆的抬高。后利用检测单元对待测连杆进行检测：利用第二水平驱动组件、第三水平驱动组件和检测升降泵实现测量组件移动，使得量具轴与待测连杆内螺纹孔同轴，通过驱动电机带动量具轴转动，由于轴座上的螺纹通孔与待测连杆内螺纹孔的规格相同，因此，量具轴前进或者后退一个螺距P时旋转360°，由量具轴上的图像采集器采集图像信息并传送至计算机，由计算机将图像信息与待测连杆未使用时采集的图像信息(待测连杆未使用时或者同一规格连杆未使用时在本装置上进行检测而留存的图像信息)对比，得到待测连杆内螺纹孔的螺牙轴向偏移量；此后，由第二水平驱动件带动量具轴回退，回退过程中由量具轴上的第一距离传感器检测距离信息并传送至计算机，由计算机将距离信息与待测连杆未使用时检测到的距离信息(待测连杆未使用时或者同一规格连杆未使用时在本装置上进行检测而留存的距离信息)对比，得到待测连杆内螺纹孔的螺牙径向塌缩量，从而完成对待测连杆内螺纹孔螺牙的变形检测，实现自动化检测，提高检测效率和检测精度，且操作简单，清洁无污染，具有良好的市场应用前景。

本发明还提供一种发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析方法，所述方法使用上述装置，所述方法包括以下步骤：

S1、待测连杆参数输入：将待测连杆的参数输入计算机；

S2、上样：左夹具单元和右夹具单元将待测连杆固定并抬高；

S3、对中：检测升降泵、第二水平驱动组件和第三水平驱动组件将量具轴与待测连杆某一侧的内螺纹孔对中同轴；

S4、测试：测试分为旋进测试阶段和回退测试阶段，在旋紧测试阶段中，以内螺纹孔光滑段与内螺纹孔螺纹段的交界线为起始点，量具轴在驱动电机的驱动下旋进，每旋进一个螺距，量具轴静止以供图像采集器采集图像信息，图像采集器将采集到的图像信息传送至计算机，计算机按照图像信息接收顺序依次编号保存，并按照编号将全部图像信息拟合成一张图片；在回退测试阶段中，第一距离传感器将检测到的距离信息传送至计算机，计算机从接收到的众多距离信息中依次在距离信息由大减小再增大的波段中选择距离最小值，记录为距离数据组B’(B1’、B2’、B3’……Bn’)；

S5、分析：计算机将在步骤S4中拟合得到的图片与计算机数据库中以未使用的、与待测连杆同规格的连杆为测试对象而得到的参照图片相比，得到螺牙轴向偏移结果；计算机将在步骤S4中得到的距离数据组B’(B1’、B2’、B3’……Bn’)与计算机数据库中以未使用的、与待测连杆同规格的连杆为测试对象而得到的距离数据组B(B1、B2、B3……Bn)对应相减，得到的差值绝对值即为螺牙径向塌缩量；

S6、再次对中：第二水平驱动组件和第三水平驱动组件将量具轴与待测螺杆另一侧的内螺纹孔对中同轴；

S7、重复步骤S4和步骤S5，对待测连杆另一侧的内螺纹孔进行测试分析；

S8、复位、结束：左夹具单元、右夹具单元和检测单元复位，将待测连杆拆取下来，结束测试。

本方案中，计算机按照编号将接收到的图像信息拟合成一张图片，拟合的方式为：将后一张图像信息重叠在前一张图像信息上，且后一张图像信息的右侧图像边缘与前一张图像信息的右侧图像边缘相差一个螺距P(螺距P为内螺纹孔的螺距)，并确保前一张图像信息未被遮盖的部分为图像信息的右侧。如此拟合得到的图片，与计算机数据库中以未使用的、与待测连杆同规格的连杆为测试对象而得到的参照图片相比，可供检测人员观察、比对，初步了解待测连杆内螺纹孔内的螺牙形貌。并且，计算机将拟合得到的图片与参照图片对齐(一上一下，图片右侧边缘对齐)，两张图片对齐时，两张图片中内螺纹孔的光滑段和螺纹段的交界线对齐，即两张图片中第一螺牙的右侧牙底对齐。之后计算机分别识别两张图片中的第一螺牙顶、第二螺牙顶……第n螺牙顶，并计算出两张图片中第一螺牙顶之间的横向垂直距离，即为第一螺牙的轴向偏移量，以此类推，两张图片中第n螺牙的螺牙顶之间的横向垂直距离，即为第n螺牙的轴向偏移量。因此，本方法能够在量具轴一进一出的过程中，获得待测连杆内螺纹孔的螺牙轴向偏移量和螺牙径向塌缩量，从而为连杆使用情况评估提供数据支撑，提高对连杆使用情况评估的可靠性。

可选地，所述右夹具套筒上设有第二距离传感器，且右夹具套筒上开设有供第二距离传感器安装的凹槽，所述计算机能够获取第二距离传感器检测到的距离信息。

本方案中，利用第二距离传感器检测右夹具套筒与左夹具套筒之间的距离，从而通过计算机预调右夹具套筒的位置，使得左夹具套筒与右夹具套筒之间的圆心距离等于待测连杆大小头孔之间的圆心距离。

可选地，所述量具轴远离驱动电机的一端设有补光灯。

本方案中，量具轴上的补光灯对待测连杆内螺纹孔内补光，以便图像采集器采集的图像信息更为清楚。

可选地，所述左夹具套筒的数量为若干个，若干个左夹具套筒沿所述左升降托盘的圆周均匀分布，且若干个左夹具套筒的外径均不相同；所述左升降托盘与所述左升降泵的输出端转动连接。

本方案中，若干个左夹具套筒的外径均不相同，且左升降托盘转动连接在左升降泵的输出端，因此，转动左升降托盘，即可寻找与连杆大头孔相适配的左夹具套筒，从而对待测连杆进行固定。

可选地，所述左夹具套筒可拆卸连接于所述左升降托盘上，所述右夹具套筒可拆卸连接于所述右安装座上。

本方案中，左夹具套筒和右夹具套筒均可以进行更换，从而实现对不同连杆大小头孔的连杆进行检测。

可选地，所述轴座可拆卸连接于所述纵向移动板上。

本方案中，纵向移动板上的轴座可以进行更换，从而换上不同规格的螺纹通孔，进而对不同规格的连杆内螺纹孔进行检测。

可选地，所述第一距离传感器与图像采集器位于所述量具轴的同一径向截面上，且第一距离传感器和与图像采集器之间的夹角为180°。

本方案中，第一距离传感器与图像采集器相对设置，第一距离传感器检测到连杆内螺纹孔的第一螺牙时，驱动电机驱动量具轴转动，量具轴每旋进一个螺距，图像采集器就采集一次图像并传送至计算机保存、对比、计算。

可选地，所述左夹具套筒和右夹具套筒的顶端均加工有45°倒角。

本方案中，左夹具套筒和右夹具套筒顶端的453°倒角便于待测连杆的放入。

可选地，所述左夹具套筒和右夹具套筒的底端均设有螺栓杆，所述左升降托盘和右安装座上均开设有与螺栓杆螺纹配合的螺纹盲孔。

本方案中，通过螺栓杆与螺纹盲孔的螺纹配合实现左夹具套筒和右夹具套筒的可拆卸连接。

附图说明

图1为本发明实施例一中一种发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置的正视局剖图；

图2为图1的俯视图(未显示计算机)；

图3为本发明实施例一中左夹具套筒和右夹具套筒的结构示意图；

图4为图1中A的放大示意图；

图5为本发明实施例一中轴座和量具轴的立体图；

图6为图4中量具轴左端的左视图；

图7为第一距离传感器探入内螺纹孔时的结构示意图；

图8为计算机窗口显示示意图；

图9为发动机连杆的参数示意图；

图10为发动机连杆使用前和使用后内螺纹孔的对比简易图；

图11为本发明实施例二中左夹具套筒和右夹具套筒的结构示意图；

图12为本发明实施例三中量具轴与待测连杆内螺纹孔未完全对中时第一距离传感器检测距离信息时的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：检测台1、安置槽101、计算机2、左夹具套筒3、左升降托盘4、左升降泵5、轴承6、右夹具套筒7、右安装座8、右升降托盘9、右升降泵10、第一水平驱动组件11、螺栓杆12、检测升降盘13、检测升降泵14、横向移动板15、第二水平驱动组件16、纵向移动板17、第三水平驱动组件18、滚珠丝杠副19、电机20、轴座21、量具轴22、驱动电机23、第一距离传感器24、图像采集器25、补光灯26、滑板27、第二距离传感器28。

实施例一

本实施例提供一种发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置，其结构基本如图1和图2所示，装置包括检测台1，检测台1上设有计算机2、左夹具单元、右夹具单元和检测单元，左夹具单元包括左夹具套筒3、左升降托盘4和用于驱动左升降托盘4的左升降泵5，左夹具套筒3安装于左升降托盘4上，左夹具套筒3的数量为若干个，若干个左夹具套筒3沿左升降托盘4的圆周均匀分布，若干个左夹具套筒3的外径均不相同，本实施例中，左夹具套筒3的数量为八个。另外，左升降托盘4与左升降泵5的输出端转动连接，具体地，左升降托盘4的底面通过轴承6与左升降泵5的输出端转动连接。

右夹具单元包括右夹具套筒7、右安装座8、右升降托盘9和用于驱动右升降托盘9的右升降泵10，右夹具套筒7安装于右安装座8上，右升降托盘9上设有用于驱动右安装座8水平横向滑动的第一水平驱动组件11。本实施例中，左夹具套筒3可拆卸安装于左升降托盘4上，右夹具套筒7可拆卸安装于右安装座8上，具体地，结合图3所示，左夹具套筒3和右夹具套筒7的底端均一体成型有螺栓杆12，左升降托盘4和右安装座8上均开设有与螺栓杆12配合的螺纹盲孔。左夹具套筒3和右夹具套筒7的顶端均加工有45°倒角，以便使用者放置待测连杆时左夹具套筒3和右夹具套筒7能够分别容易地插入待测连杆的小头孔和大头孔。

检测单元包括检测升降盘13和用于驱动检测升降盘13的检测升降泵14，检测升降盘13上设有横向移动板15和用于驱动横向移动板15移动的第二水平驱动组件16，横向移动板15上设有纵向移动板17和用于驱动纵向移动板17移动的第三水平驱动组件18。本实施例中，第一水平驱动组件11、第二水平驱动组件16和第三水平驱动组件18均包括滚珠丝杠副19和用于驱动滚珠丝杠副19的丝杠转动的电机20，且，右安装座8通过滑块与滑槽的滑动配合实现右安装座8水平滑动连接在右升降托盘9上，横向移动板15通过滑块与滑槽的滑动配合实现横向移动板15水平滑动连接在检测升降盘13上，纵向移动板17通过滑块与滑槽的滑动配合实现纵向移动板17水平滑动连接在横向移动板15上。

纵向移动板17上设有测量组件，测量组件包括轴座21、量具轴22和用于驱动量具轴22转动的驱动电机23，轴座21可拆卸安装在纵向移动板17上，本实施例中，轴座21通过螺栓安装在纵向移动板17上。结合图4、图5、图6和图7所示，轴座21上开设有螺纹通孔，螺纹通孔与待测连杆内螺纹孔的规格相同，量具轴22与螺纹通孔螺纹连接，量具轴22的左端设有第一距离传感器24、图像采集器25和补光灯26，第一距离传感器24、图像采集器25和补光灯26位于量具轴22的同一径向截面上，且第一距离传感器24和与图像采集器25之间的夹角为180°；本实施例中，第一距离传感器24为超声波测距传感器，图像采集器25为CCD工业相机；另外，补光灯26用于照明，以便图像采集器25拍摄的图像清楚。驱动电机23的底端固定连接有滑板27，滑板27水平滑动连接于纵向移动板上。计算机2能够获取第一距离传感器24检测到的距离信息和图像采集器25采集到的图像信息。

检测台1上开设有供左夹具单元、右夹具单元和检测单元陷入的安置槽101，左升降托盘4、右安装座8和检测升降盘13的上表面与检测台1的上表面齐平。以检测台1的上表面为水平面建立三维坐标系，X轴方向为检测台1上表面的横向，Y轴方向为检测台1上表面的纵向，Z轴方向为垂直于检测台1上表面的方向。另外，三维坐标系的长度单位为mm。

本实施例还提供一种发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析方法，该方法使用上述装置，且该方法具体包括以下步骤：

步骤一、待测连杆参数输入：在计算机2的窗口中点击“初始化”(窗口如图8所示)，从而确保左夹具单元、右夹具单元和检测单元处于初始位置，此时量具轴22左端轴心的坐标为(X＝0，Y＝0，Z＝200)，需要说明的是，本实施例中仅是以此坐标为例进行说明，在其他实施例中，量具轴22左端轴心坐标中的Z轴位置可为250、260、300等，并通过检测升降泵14调节。将待测连杆的参数输入计算机2中，待测连杆的参数包括连杆小头直径D1、连杆大头直径D2、连杆中心距L、连杆厚度δ、连杆大头中心到螺栓孔中心距离d、内螺纹螺距P，如图9所示。连杆参数输入完毕后，点击“下一步”，计算机2开始自检，判断待测连杆内螺纹孔螺距P是否与轴座21上螺纹通孔的内螺纹螺距相等，若不相等，则更换轴座21和量具轴22；判断待测连杆的连杆小头直径D1是否与左夹具套筒3的外径相同，判断待测连杆的连杆大头直径D2是否与右夹具套筒7的外径相同，若不相同，则更换左夹具套筒3和右夹具套筒7。需要说明的是，轴座21的螺纹通孔内螺纹螺距、右夹具套筒7和左夹具套筒3的外径均预先输入并保存在计算机2的数据库内，需要时调用即可；而且，每当有轴座21、左夹具套筒3、右夹具套筒7被更换时，重新输入对应的轴座21的螺纹通孔内螺纹螺距、右夹具套筒7和左夹具套筒3的外径即可。另外，由于左夹具套筒3的数量有八个，因此，计算机2判断八个左夹具套筒3内有符合条件的，检测人员需要手动转动左升降托盘4，使得符合条件的左夹具套筒3移动至最靠近右夹具套筒7的位置上。

步骤二、上样：第一水平驱动组件11工作，调节右夹具套筒7的位置，从而使得右夹具套筒7与对应的左夹具套筒3之间的圆心距离等于L；之后，检测人员将待测连杆的小头孔对准左夹具套筒3，将待测连杆的大头孔对准右夹具套筒7，从而将待测连杆下放，使得左夹具套筒3和右夹具套筒7分别插入待测连杆的小头孔和大头孔。随后，第一水平驱动组件11驱动右安装座8具有向右移动的趋势，从而张紧待测连杆，实现待测连杆的固定，此时右夹具套筒7与插入待测连杆小头孔的左夹具套筒3之间的中心连线与X轴重合。接着，计算机2控制左升降泵5和右升降泵10同时工作，使得左升降盘和右安装座8同步上升(200-δ/2)mm，此时，待测连杆的内螺纹孔起始位置的中心点在Y轴上的坐标为-d、在Z轴上的坐标为200。

步骤三、对中：由于此时量具轴22左端轴心在Z轴上的坐标与待测连杆内螺纹孔初始位置的中心点在Z轴上的坐标相同(均是Z＝200)，因此检测升降泵14不再调节量具轴22的高度，计算机2直接控制第二水平驱动组件16和第三水平驱动组件18工作：第三水平驱动组件18带动纵向移动板17沿Y轴负方向移动，第二水平驱动组件16带动横向移动板15沿X负方向移动，从而使得量具轴22左端轴心的坐标变为(X＝-580+L，Y＝-d，Z＝200)，即使得量具轴22与待测连杆内螺纹孔对中同轴。

步骤四、测试：测试分为旋进测试阶段和回退测试阶段。

在进入旋进测试阶段前，计算机2控制第二水平驱动组件16工作，使得测量组件向左移动，量具轴22的左端进入内螺纹孔内，内螺纹孔具有光滑段和螺纹段，因此，第一距离传感器24检测到的距离信息有一段平稳值，而后逐渐减小再逐渐增大(遇到螺牙)，当第一距离传感器24检测到的距离信息减小时，第二水平驱动组件16带动测量组件向右回退，并使得第一距离传感器24回退至平稳值与减小值的交界点，找到光滑段与螺纹段的交界线并以此交界线为起始点，进入旋进测试阶段：量具轴22在驱动电机23的驱动下向左旋进(过程中驱动电机23和滑板27在纵向移动板17上向左移动)，图像采集器25采集内螺纹孔的图像信息，每旋进一个螺距P，量具轴22静止2s(静止时间可以设定为其他值)以便图像采集器25采集图像信息，图像采集器25将图像信息传送至计算机2，计算机2按照图像信息的接收顺序依次编号保存，直至第一距离传感器24检测到的距离信息突然变得很大(即第一距离传感器24穿过了内螺纹孔)，完成图像采集工作。为便于描述，量具轴22旋进第一个螺距P后，计算机2接收到的图片为A1’，量具轴22旋进第二个螺距P后，计算机2接收到的图片为A’……量具轴22旋进第n个螺距P后，计算机2接收到的图片为An’。

计算机2按照编号将全部图像信息拟合成一张图片，即为拟合图片A’；拟合的方式为：将A2’重叠在A1’上，且A2’与A1’的右侧图像边缘相差一个螺距P，此时确保A1’未被遮盖的部分为图像的右侧，再将A3’重叠在A2’上，且A2’与A1’的右侧图像边缘相差一个螺距P，此时确保A2’未被遮盖的部分为图像的右侧，以此类推，直至将An’重叠在A(n-1)’上，且An’与A(n-1)’的右侧图像边缘相差一个螺距P，此时确保A(n-1)’未被遮盖的部分为图像的右侧，完成拟合，得到拟合图片A’。旋进测试阶段中，第二水平驱动组件16不工作。

在第一距离传感器24穿过了内螺纹孔后，驱动电机23停止工作，进入回退测试阶段：第二水平驱动组件16带动测量组件向右回退复位(量具轴22左端轴心的坐标重新回到(X＝-580+L，Y＝-d，Z＝200))，过程中，第一距离传感器24检测第一距离传感器24检测端与内螺纹孔之间的距离信息，并且，当第一距离传感器24对准螺牙底时，距离为最大值(局限在第一距离传感器24在内螺纹孔内时)，当第一距离传感器24对准螺牙顶时，距离为最小值(局限在第一距离传感器24在内螺纹孔内时)，于是，计算机2通过第一距离传感器24获取了第一距离传感器24检测端与内螺纹孔每一螺牙顶之间的距离。更为具体地，计算机2是从接收到的众多距离信息中依次在距离信息由大减小再增大的波段中选择距离最小值，记录为距离数据组B’(B1’、B2’、B3’……Bn’)，B1’是指第一个螺牙顶与第一距离传感器24检测端之间的间距，以此类推，Bn’是指第n个螺牙顶与第一距离传感器24检测端之间的间距，且第一个是指内螺纹孔从左往右数的第一个。

步骤五、分析：计算机2将在步骤四中得到的拟合图片A’与计算机2数据库中以未使用的、与待测连杆同规格的连杆为测试对象(按照本方法测试)而得到的参照图片A相比，得到螺牙轴向偏移结果。具体地，计算机2将拟合图片A’与参照图片A对齐(一上一下，图片右侧边缘对齐)，两张图片对齐时，两张图片中内螺纹孔的光滑段和螺纹段的交界线对齐，即两张图片中第一螺牙的右侧牙底对齐。之后计算机2分别识别两张图片中的第一螺牙顶、第二螺牙顶……第n螺牙顶，并计算出两张图片中第一螺牙顶之间的横向垂直距离，即为第一螺牙的轴向偏移量ΔL1，以此类推，两张图片中第n螺牙的螺牙顶之间的横向垂直距离，即为第n螺牙的轴向偏移量ΔLn；且在旋进测试阶段中，第一螺牙是指内螺纹孔从右往左数的第一个螺牙。

另外，计算机2将在步骤四中得到的距离数据组B’(B1’、B2’、B3’……Bn’)与计算机2数据库中以未使用的、与待测连杆同规格的连杆为测试对象(按照本方法测试)而得到的距离数据组B(B1、B2、B3……Bn)对应相减，得到的差值绝对值即为螺牙径向塌缩量。具体地，计算机2将B1与B1’带入公式B1’-B1，计算得到差值ΔX1，ΔX1即为第一螺牙的径向塌缩量，以此类推，将Bn与Bn’带入公式Bn’-Bn，计算得到差值ΔXn，ΔXn即为第n螺牙的径向塌缩量；且在回退测试阶段中，第一螺牙是指内螺纹孔从左往右数的第一个螺牙。

螺牙轴向偏移量ΔL的计算方式和螺牙径向塌缩量ΔX的计算方式如图10所示，图10中，虚线为连杆未使用时内螺纹孔的形貌，实线为连杆使用一段时间后内螺纹孔的形貌。

步骤六、再次对中：计算机2控制第二水平驱动组件16和第三水平驱动组件18将量具轴22与待测螺杆另一侧的内螺纹孔对中同轴，具体地，第二水平驱动件带动横向移动板15沿X轴正方向移动，使得量具轴22左端轴心的坐标为(X＝0，Y＝-d，Z＝200)；第三水平驱动组件18带动纵向移动板17沿Y轴正方向移动，使得量具轴22左端轴心的坐标为(X＝0，Y＝d，Z＝200)；第二水平驱动组件16再次带动横向移动板15沿X轴负方向移动，使得量具轴22左端轴心的坐标为(X＝-580+L，Y＝d，Z＝200)，即使得量具轴22与待测连杆另一侧的内螺纹孔对中同轴。

步骤七、重复步骤四和步骤五，对待测连杆另一侧的内螺纹孔进行测试分析。

步骤八、复位、结束：计算机2控制左夹具单元、右夹具单元和检测单元复位，检测人员将将待测连从左夹具套筒3和右夹具套筒7上拆取下来，结束测试。

综上所述，本实施例中，量具轴22向左旋进过程中通过图像采集器25采集内螺纹孔的图像信息，量具轴22向右平移回退(不旋转)过程中通过第一距离传感器24检测内螺纹孔的每一螺牙的与第一距离传感器24检测端之间距离信息，从而获得内螺纹孔每一螺牙的轴向偏移量和径向塌缩量，进而实现对连杆内螺纹孔的螺牙变形自动化检测，提高检测效率和检测精度，有利于准确评估连杆使用情况，为判断连杆能否继续使用而提供数据支撑。而且，通过拟合图片A’，可以观察到待测连杆内螺纹孔的颜色、腐蚀生锈程度等形貌，从而更好地评估待测连杆使用情况。

实施例二

本实施例与实施例一的区别之处在于：如图11所示，本实施例中，右夹具套筒7上设有第二距离传感器28，且右夹具套筒7上开设有供第二距离传感器28安装的凹槽，本实施例中的第二距离传感器28为激光距离传感器，且第二距离传感器28将检测到的距离信息传送至计算机2。

本实施例中，第二距离传感器28检测右夹具套筒7与合适左夹具套筒3之间的间距，并将该间距数据传送至计算机2，计算机2判断该间距数据是否等于L-(D1/2)-(D2/2)，相等时，计算机2控制第一水平驱动组件11停止工作即可，操作简单，无需人工控制第一水平驱动组件11工作来调试右夹具套筒7与合适左夹具套筒3之间的间距。

实施例三

本实施例与实施例一或实施例二的区别之处在于：

本实施例的步骤三与实施例二或实施例三中的步骤三不同，具体地，本实施例中的步骤三如下：

步骤三、对中：由于此时量具轴22左端轴心在Z轴上的坐标与待测连杆内螺纹孔初始位置的中心点在Z轴上的坐标相同(均是Z＝200)，因此检测升降泵14不再调节量具轴22的高度，计算机2直接控制第二水平驱动组件16和第三水平驱动组件18工作：第三水平驱动组件18带动纵向移动板17沿Y轴负方向移动，第二水平驱动组件16带动横向移动板15沿X负方向移动，从而使得量具轴22左端轴心的坐标变为(X＝-580+L，Y＝-d，Z＝200)，即使得量具轴22与待测连杆内螺纹孔初步对中同轴。

随后，计算机2控制第二水平驱动组件16工作，使得测量组件向左移动，量具轴22的左端进入内螺纹孔内，内螺纹孔具有光滑段和螺纹段，因此，第一距离传感器24检测到的距离信息有一段平稳值，而后逐渐减小再逐渐增大(遇到螺牙)，当第一距离传感器24检测到的距离信息减小时，第二水平驱动组件16带动测量组件向右回退至平稳值的起始点。随后，为了提高对中程度，驱动电机23驱动量具轴22转动，测量组件向左旋进，第一距离传感器24每旋转90°采集一次距离信息并传递至计算机2，每四个参数为一个周期，表示为(270°：e，0°：f，90°：g，180°：h)，如图12所示(图12中虚线部分表示第一距离传感器24旋进时0°、90°和180°的方位)，计算机2根据接收到的距离信息调整量具轴22左端轴心的坐标为(X’＝X，Y’＝Y-[((f+h)/2)-f]，Z’＝Z-[((g+e)/2)-g]；每个周期(每旋进一个螺距P)重新取值e、f、g、h，直至|e-g|＜0.001且|f-h|＜0.001，则停止循环，确保量具轴22与内螺纹孔对中同轴。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置，包括检测台，其特征在于：所述检测台上设有计算机、左夹具单元、右夹具单元和检测单元，所述左夹具单元包括左夹具套筒、左升降托盘和用于驱动左升降托盘的左升降泵，左夹具套筒安装于左升降托盘上；所述右夹具单元包括右夹具套筒、右安装座、右升降托盘和用于驱动右升降托盘升降的右升降泵，右夹具套筒安装于右安装座上，右升降盘上设有用于驱动右安装座水平滑动的第一水平驱动组件；所述检测单元包括检测升降盘和用于驱动检测升降盘的检测升降泵，检测升降盘上设有横向移动板和用于驱动横向移动板移动的第二水平驱动组件，横向移动板上设有纵向移动板和用于驱动纵向移动板移动的第三水平驱动组件，纵向移动板上设有测量组件，测量组件包括轴座、量具轴和用于驱动量具轴转动的驱动电机，轴座上开设有螺纹通孔，螺纹通孔与待测连杆内螺纹孔的规格相同，量具轴与螺纹通孔螺纹连接，量具轴上设有第一距离传感器和图像采集器，驱动电机的底端设有滑板，滑板水平滑动连接于纵向移动板上；所述计算机能够获取所述第一距离传感器检测到的距离信息和所述图像采集器采集到的图像信息，基于距离信息获得螺牙径向坍缩量，基于图像信息得到螺牙轴向偏移结果。

2.根据权利要求1所述的发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置，其特征在于：所述右夹具套筒上设有第二距离传感器，且右夹具套筒上开设有供第二距离传感器安装的凹槽，所述计算机能够获取第二距离传感器检测到的距离信息。

3.根据权利要求1所述的发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置，其特征在于：所述量具轴远离驱动电机的一端设有补光灯。

4.根据权利要求1所述的发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置，其特征在于：所述左夹具套筒的数量为若干个，若干个左夹具套筒沿所述左升降托盘的圆周均匀分布，且若干个左夹具套筒的外径均不相同；所述左升降托盘与所述左升降泵的输出端转动连接。

5.根据权利要求1所述的发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置，其特征在于：所述左夹具套筒可拆卸连接于所述左升降托盘上，所述右夹具套筒可拆卸连接于所述右安装座上。

6.根据权利要求1所述的发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置，其特征在于：所述轴座可拆卸连接于所述纵向移动板上。

7.根据权利要求1所述的发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置，其特征在于：所述第一距离传感器与图像采集器位于所述量具轴的同一径向截面上，且第一距离传感器和与图像采集器之间的夹角为180°。

8.根据权利要求1所述的发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置，其特征在于：所述左夹具套筒和右夹具套筒的顶端均加工有45°倒角。

9.根据权利要求5所述的发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析装置，其特征在于：所述左夹具套筒和右夹具套筒的底端均设有螺栓杆，所述左升降托盘和右安装座上均开设有与螺栓杆螺纹配合的螺纹盲孔。

10.一种发动机连杆内螺纹孔螺牙变形测试分析方法，其特征在于：所述方法使用如权利要求1-9中任一项所述的装置，所述方法包括以下步骤：

S1、待测连杆参数输入：将待测连杆的参数输入计算机；

S2、上样：左夹具单元和右夹具单元将待测连杆固定并抬高；

S3、对中：检测升降泵、第二水平驱动组件和第三水平驱动组件将量具轴与待测连杆某一侧的内螺纹孔对中同轴；

S4、测试：测试分为旋进测试阶段和回退测试阶段，在旋紧测试阶段中，以内螺纹孔光滑段与内螺纹孔螺纹段的交界线为起始点，量具轴在驱动电机的驱动下旋进，每旋进一个螺距，量具轴静止以供图像采集器采集图像信息，图像采集器将采集到的图像信息传送至计算机，计算机按照图像信息接收顺序依次编号保存，并按照编号将全部图像信息拟合成一张图片；在回退测试阶段中，第一距离传感器将检测到的距离信息传送至计算机，计算机从接收到的众多距离信息中依次在距离信息由大减小再增大的波段中选择距离最小值，记录为距离数据组B’（B1’、B2’、B3’……Bn’）；

S5、分析：计算机将在步骤S4中拟合得到的图片与计算机数据库中以未使用的、与待测连杆同规格的连杆为测试对象而得到的参照图片相比，得到螺牙轴向偏移结果；计算机将在步骤S4中得到的距离数据组B’（B1’、B2’、B3’……Bn’）与计算机数据库中以未使用的、与待测连杆同规格的连杆为测试对象而得到的距离数据组B（B1、B2、B3……Bn）对应相减，得到的差值绝对值即为螺牙径向塌缩量；

S6、再次对中：第二水平驱动组件和第三水平驱动组件将量具轴与待测螺杆另一侧的内螺纹孔对中同轴；

S7、重复步骤S4和步骤S5，对待测连杆另一侧的内螺纹孔进行测试分析；

S8、复位、结束：左夹具单元、右夹具单元和检测单元复位，将待测连杆拆取下来，结束测试。