CN201247051Y - 回转轴同轴度校准激光发射接收装置 - Google Patents

Abstract

一种回转轴同轴度校准激光发射接收装置，其激光发射器支座上装有激光发射器，激光接收器支座上装有激光接收器；激光发射器包括发射器外壳(6)，发射器外壳内装有互联的发射器内支架(4)和激光器调整架(7)，激光器调整架上装有激光准直器(10)；激光接收器包括接收器外壳(16)，接收器外壳内装有互联的接收器内支架(13)和电源装置(15)，接收器外壳外装有滤光片(17)，在接收器内支架上装有半反半透镜(14)，在接收器内支架的另一面上装有正面二维位置敏感传感器(19)、倾角传感器(20)，在接收器内支架的一侧边上装有侧面二维位置敏感传感器(18)。本实用新型具有自动化程度高、校准精度高的特点，提升了回转轴同轴度校准的工作效率。

Description

回转轴同轴度校准激光发射接收装置

一、技术领域

本实用新型涉及一种回转轴同轴度(俗称“对中”)的校准仪，特别是涉及一种回转轴同轴度校准激光发射接收装置。

二、背景技术

目前，在机械、化工、石油、运载工具、电力等行业上都使用各类机械设备，而在这些机械设备中都广泛应用机械传动系统，其将原动机(如电动机、内燃机)的动力和运动传送至各种执行机构，因而“原动机----联轴器----传动轴”就成为普遍采用的传动方式。这些轴系的连接都对相关回转轴的同轴度(俗称对中)有较高的要求，否则会引起机器的振动、噪声，缩短机器使用寿命，甚至造成严重事故。

现有的用于回转轴同轴度的测校一般使用钢丝、百分表等简单组合工具，即将钢丝固定于两待测轴之间，通过待测轴的回转，用百分表读出两待测轴在轴向和径向的偏差(通常称为角度偏差和径向偏差)。由于百分表的读数分辨率仅为0.01毫米，再加上钢丝的下垂，使得回转轴长度越大，同轴度测校的误差也越大。如：集装箱起重机，其起升卷筒长度达8米，上述测校方法显然不能满足卷筒轴安装的精度要求；化工设备中的通风机组，其直径超过1米，对回转轴同轴度的要求也很高；对于轴向长度很大的船舶轴系更是如此。

三、实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述的不足，而提供一种采用现代光电子技术、校准精度高的回转轴同轴度校准激光发射接收装置。

本实用新型的目的通过如下技术方案来实现：一种回转轴同轴度校准激光发射接收装置，包括激光发射器支座、激光接收器支座，所述的激光发射器支座上装有激光发射器，激光接收器支座上装有激光接收器；所述的激光发射器包括发射器外壳，发射器外壳内装有互联的发射器内支架和激光器调整架，发射器内支架上装有电源装置，激光器调整架上装有激光准直器；所述的激光接收器包括接收器外壳，接收器外壳内装有互联的接收器内支架和电源装置，接收器外壳外装有滤光片，在接收器内支架上装有与滤光片位置对应的半反半透镜，在接收器内支架的另一面上、与半反半透镜的透镜对应处装有正面二维位置敏感传感器、倾角传感器，在接收器内支架的一侧边上、与半反半透镜的反射镜对应处装有侧面二维位置敏感传感器。

采用本实用新型后，将激光发射器支座和激光接收器支座分别固定在两待测回转轴上，将激光接收器与便携式数据分析器电连接，通过两待测回转轴的同步同向旋转，激光发射器发出激光不断地由激光接收器接收，并选取多个旋转角度位置经过便携式数据分析器的分析，最终实时生成检测校准报告，以供回转轴同轴度的校准使用。因此，本实用新型与现有技术相比，具有自动化程度高、校准精度高的特点，并提升了回转轴同轴度校准的工作效率，延长了应用回转轴的整个机器的使用寿命。

四、附图说明

下面结合附图与实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

图1为本实用新型回转轴同轴度校准激光发射接收装置及其安装的结构示意图。

图2为图1中的激光发射器的结构示意图。

图3为图2经拆卸发射器外壳后的装配图。

图4为图1中的激光接收器的结构示意图。

图5为图4经拆卸接收器外壳后的装配图。

五、具体实施方式

如图1所示，本实用新型回转轴同轴度校准激光发射接收装置，包括激光发射器支座22、激光接收器支座23，所述的激光发射器支座22上(通过发射器支撑杆5)装有激光发射器24，激光接收器支座23上(通过接收器支撑杆11)装有激光接收器25；如图2、图3所示，所述的激光发射器24包括发射器外壳6，发射器外壳6内装有互联的发射器内支架4和激光器调整架7，发射器内支架4上装有电源装置3(可以电池盒槽、电池盒盖及电池作为电源装置)，激光器调整架7上(通过激光器套筒8)装有激光准直器10(即为具有准直功能的激光器)，并用锁紧套筒9进行锁紧；如图4、图5所示，所述的激光接收器25包括接收器外壳16，接收器外壳16内装有互联的接收器内支架13和电源装置15(可以电池盒及电池作为电源装置)，接收器外壳16外装有滤光片17，在接收器内支架13上装有与滤光片位置对应的半反半透镜14，在接收器内支架13的另一面上、与半反半透镜的透镜对应处装有正面二维位置敏感传感器19、倾角传感器20，在接收器内支架13的一侧边上、与半反半透镜的反射镜对应处装有侧面二维位置敏感传感器18(即正面二维位置敏感传感器18与侧面二维位置敏感传感器19在空间上互相垂直)。

其中，发射器内支架4的两外侧边上套有发射器支撑杆5，激光发射器通过该发射器支撑杆5与激光发射器支座22相联；接收器内支架13的两外侧边上套有接收器支撑杆11，激光接收器通过该接收器支撑杆11与激光接收器支座23相联；激光接收器25与便携式数据分析器26电连接，便携式数据分析器(PDA)为专用的计算机系统及其软件，能通过建立相应的数学模型来求解两空间轴(两待测轴)的不同轴度及校准数据，能实现对检测数据的实时处理和检测结果的可视化显示，并能进行存储和转移，且自动生成测试校准报告。

公知的二维位置敏感传感器(PSD)是一种弱信号的光电子元件，其输出电流小，信噪比较低。而本实用新型的正面、侧面二维位置敏感传感器具有微弱信号处理电路，能对信号进行调整和专门处理，以获得所需的检测数据。

如图1所示，所述的激光接收器支座22、激光发射器支座23的外形均呈“倒V”状结构，激光接收器支座22、激光发射器支座23上均各自装有链条27，两待测回转轴28、29可分别置于该两支座的“倒V”状结构的凹处中部，并用链条27锁紧(连接两回转轴的为联轴器30)，以有利于该两支座与待测轴位置的准确安装和锁紧。如图2、图3所示，为了微调激光准直器的横向、纵向及旋转角度的位置，所述的激光器调整架7可以为激光器四维微调架，在该激光器四维微调架上装有微调旋钮2，该微调旋钮2与激光准直器10相联。

参照附图，本实用新型及便携式数据分析器对回转轴同轴度的校准方法是：首先，将激光发射器支座和激光接收器支座分别固定在两待测回转轴上，然后将激光发射器和激光接收器分别装入各自支座上，并使它们的高度大抵持平，即使激光发射器发射的激光落在激光接收器的滤光片(镜头)中心附近，然后用链条分别将激光发射器支座、激光接收器支座与该两待测回转轴锁紧；接着，由激光发射器的激光准直器发射激光束射向激光接收器中的滤光片(镜头)，经过该滤光片的作用，仅能通过波长为650nm的激光(该激光光束的直径≦3mm)，再经过半反半透镜形成互相垂直的两束激光而射向互相垂直的两片二维位置敏感传感器(2D-PSD)的光敏面上(其上所形成的两个光斑的位置则由该2D-PSD确定)；测量时，将两待测轴同步同向旋转，转动的角度由激光接收器中的倾角传感器监测，并按要求获取不同转角时光斑的位置坐标信号，将这些信号输入便携式数据处理器(PDA)，根据已装入其中的数学模型求得两待测轴的不同轴度及校准数据，并生成测校报告，再根据该测校报告对“不对中”的回转轴进行校准，使两回转轴共线、“对中”，或者不需要采取“对中”处理(即两回转轴已“对中”)。

上述的两待测轴的同步同向旋转可采用两种模式：(1)固定点测式模式：对于有一周回转空间的情况，可将两待测轴在0°、90°、180°、270°的位置采集激光光斑位置坐标信号；(2)任意点测试模式：对于不能提供测试仪器回转一周的空间的情况，可选取四个任意旋转角度的位置采集激光光斑位置坐标信号。

两待测回转轴不对中的情况有：垂直方向的平行不对中、垂直方向的角度不对中；水平方向的平行不对中、水平方向的角度不对中等四种。根据便携式数据分析器实时生成的检测校准报告，对“不对中”的回转轴进行校准，使两回转轴共线、“对中”而实现校准。

Claims (3)

1、一种回转轴同轴度校准激光发射接收装置，包括激光发射器支座(22)、激光接收器支座(23)，其特征在于：所述的激光发射器支座(22)上装有激光发射器(24)，激光接收器支座(23)上装有激光接收器(25)；所述的激光发射器(24)包括发射器外壳(6)，发射器外壳(6)内装有互联的发射器内支架(4)和激光器调整架(7)，发射器内支架(4)上装有电源装置(3)，激光器调整架(7)上装有激光准直器(10)；所述的激光接收器(25)包括接收器外壳(16)，接收器外壳(16)内装有互联的接收器内支架(13)和电源装置(15)，接收器外壳(16)外装有滤光片(17)，在接收器内支架(13)上装有与滤光片位置对应的半反半透镜(14)，在接收器内支架(13)的另一面上、与半反半透镜的透镜对应处装有正面二维位置敏感传感器(19)、倾角传感器(20)，在接收器内支架(13)的一侧边上、与半反半透镜的反射镜对应处装有侧面二维位置敏感传感器(18)。

2、如权利要求1所述的回转轴同轴度校准激光发射接收装置，其特征在于：所述的激光接收器支座(22)、激光发射器支座(23)的外形均呈“倒V”状结构，激光接收器支座(22)、激光发射器支座(23)上均装有链条(27)。

3、如权利要求1或2所述的回转轴同轴度校准激光发射接收装置，其特征在于：所述的激光器调整架(7)为激光器四维微调架，在该激光器四维微调架上装有微调旋钮(2)，该微调旋钮(2)与激光准直器(10)相联。

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