CN206095164U - 一种圆柱直径测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种圆柱直径测量装置，包含基座、直径检测机构、驱动系统和控制系统，所述直径检测机构和移动部件设于所述基座上，所述直径检测机构用于测量被测物体的直径大小，所述移动部件用于夹取和移动所述被测物体，所述控制系统控制所述驱动系统带动所述直径检测机构和移动部件。该装置通过所述控制系统控制所述驱动系统带动所述移动部件进行上料、下料操作，避免被测物体与测量人员发生接触，减少测量人员引入的人为误差，提高测量效率，减少人工成本，避免芯块外观污染。

Description

一种圆柱直径测量装置

技术领域

本实用新型涉及测量领域，特别是一种圆柱直径测量装置。

背景技术

在环境污染问题和能源危机问题越来越严重的背景下，作为新型清洁能源的核电能源必然会得到大力加速的发展。而制约核电发展的一个重要因素便是安全问题，核反应中使用的燃料棒是将几百个芯块叠在一起装入一个包壳管内，核燃料芯块为圆柱体，其尺寸参数的控制是核反应安全实施的重要因素，诸如对直径、高度等要求近乎苛刻，必须控制在设计标准内，因为核燃料芯块的几何尺寸决定了芯块和包壳管的结合状态，包壳和芯块的间隙以及芯块在包壳中的位置对称性，将影响核燃料的导热和径向温度的分布以及辐照效应，如因对芯块的直径测量误差较大，造成芯块实际直径偏大，燃烧时芯块会挤破包壳管的管壁，芯块和包壳管的变形会极大减少核燃料的寿命，影响核反应效率和安全性，甚至可能导致芯块无法装管，造成浪费；而芯块的实际直径偏小或外观存在缺陷则会引起燃料棒的包壳管受热不均，大大影响效能。

在测量过程中，由于燃料棒芯块测量要求的精度及准确性均较为严格，对于操作测量仪器者的要求比较高，采用人工操作被测物体，容易引入较大的人为误差甚至损伤芯块表面，在区分放置合格与不合格的芯块时，一旦出现一个芯块放错的失误，将会影响整个燃料棒乃至核反应的效能和安全性，同时，一根燃料棒就需要几百个芯块，采用人工进行放料、取料操作来测量，效率低下，成本较高，不确定性增加，规范性降低，难以满足大规模生产需要。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于克服现有技术中人工操作测量被测物体的直径时，容易产生人为误差甚至损伤芯块表面，效率低下，成本较高，不确定性增加，规范性降低等上述不足，提供一种圆柱直径测量装置，有利于提高测量效率，节省成本，保护芯块外观，降低操作失误的几率。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种圆柱直径测量装置，包含基座、直径检测机构、驱动系统和控制系统，所述直径检测机构和移动部件设于所述基座上，所述直径检测机构用于测量被测物体的直径，所述移动部件用于夹取和移动所述被测物体，所述控制系统控制驱动系统带动所述直径检测机构和移动部件。

采用本实用新型的一种圆柱直径测量装置，包含基座、直径检测机构、驱动系统和控制系统，所述基座上设有直径检测机构和移动部件，所述直径检测机构用于测量被测物体的直径，所述移动部件用于夹取和移动所述被测物体，所述控制系统控制所述驱动系统带动所述移动部件夹取所述被测物体，并移动至所述直径检测机构上，然后控制所述驱动系统带动所述直径检测机构进行测量，待测量完毕后，控制所述驱动系统带动所述移动部件移走所述被测物体，继续夹取下一个被测物体，通过所述控制系统控制所述驱动系统带动所述移动部件进行上料、下料操作，避免被测物体与测量人员发生接触，减少测量人员引入的人为误差，提高测量效率，减少人工成本，避免芯块外观污染。

优选的，所述基座上还设有接料盘一、接料盘二、取料盘和处理系统，所述接料盘一、接料盘二和取料盘设于所述基座上。

所述取料盘用于放置待测量的所述被测物体，所述接料盘一和接料盘二分别对应放置所述被测物体中的合格品和废品，所述处理系统用于处理所述被测物体的测量数据，判断所述被测物体的直径是否满足设计标准，所述移动部件从所述取料盘中夹取所述被测物体移动至所述直径检测机构进行测量，根据所述处理系统对测量数据的分析，所述移动部件将所述被测物体对应移动至所述接料盘一或接料盘二，避免人工放置过程中出现放置失误，同时，由于所述被测物体为圆柱体，所述取料盘、接料盘一和接料盘二上设有与所述被测物体外形适配的工位，防止所述被测物体滚动或相互碰撞，造成外观瑕疵，采用移动部件放置所述被测物体，能够保障所述被测物体准确放入所述工位，避免造成损伤。

优选的，所述移动部件为机械手，所述机械手包括两个相互铰接的支臂一和支臂二，所述支臂一中部连接有皮带和驱动电机驱动旋转，连接在所述支臂一上的所述支臂二铰接端连接有皮带和驱动电机，驱动所述支臂二相对所述支臂一旋转，所述支臂二上设有取料夹。

进一步优选的，所述取料夹上设有用于收拢所述取料夹的扭簧。

所述移动部件的端部设有一个取料夹，所述取料夹上设有用于收拢所述取料夹扭簧，初始状态下，所述扭簧未拉伸，所述取料夹为收拢状态，当所述移动部件需要抓取所述被测物体时，驱动电机带动所述取料夹张开，此时所述扭簧拉伸，然后所述驱动电机释放所述取料夹，所述取料夹通过所述扭簧的收缩复位来夹紧所述被测物体，有利于保证夹取所述被测物的夹持力稳定，避免损伤芯块表面。

优选的，所述直径检测机构包括发射器、接收器、旋转部件和推动部件，所述发射器和接收器相对设置，所述旋转部件上连接有夹持部件，被测物体水平设置在所述夹持部件上，所述夹持部件设于所述发射器和接收器之间，所述推动部件用于推动所述被测物体相对于所述发射器与接收器移动。

所述直径检测机构采用将所述被测物体设于相对设置的所述发射器和接收器之间的光幕中，所述基座上设有旋转部件和推动部件，所述旋转部件上连接有夹持部件，所述旋转部件用于带动所述夹持部件沿被测物体的轴线方向旋转，所述被测物体放置在所述夹持部件上，所述夹持部件设于所述发射器和接收器之间，并能使所述被测物体的轴线边缘能够遮挡所述发射器发出的光幕在所述接收器上形成明暗图像，即可得到所述被测物体的直径，所述旋转部件用于带动所述夹持部件旋转，转动到不同的角度，能够测量圆柱体的被测物体沿径向的不同方向的直径，所述夹持部件能够夹紧被测物体防止其在转动时掉落，所述夹持部件上设有进料口和出料口，所述进料口位于靠近所述推动部件的一侧，所述推动部件用于推动所述被测物体沿其轴线方向运动，将所述被测物体从所述进料口推动至检测工位，使此位置进入所述光幕进行测量，然后继续推动所述被测物体使其他位置进入所述光幕进行测量，待测量完毕后，所述推动部件将所述被测物体从所述检测工位推动至所述出料口，所述移动部件取走所述被测物体，所述直径检测机构能够测量使所述被测物体在不同位置和沿径向的不同方向上的多个直径，有利于减少或消除系统误差，提高测量精度，有助于识别芯块外观瑕疵，节省成本，操作方便。

进一步优选的，所述夹持部件包含截面为V型的凹槽和弹性部件。

所述夹持部件包含凹槽和弹性部件，被测物体放置在所述凹槽上，所述弹性部件设于所述凹槽上，限制所述被测物体在旋转过程中掉落，还能适用于各种尺寸的被测物体，所述凹槽的截面采用V型，有利于对被测物体的定位，同时方便推动部件推动。

进一步优选的，所述凹槽可拆卸的连接在所述夹持部件上。

所述凹槽能够拆卸，便于适配不同尺寸的被测物体。

进一步优选的，所述弹性部件的端部设有滑动部件。

所述弹性部件的端部设有滑动部件，所述弹性部件通过所述滑动部件与被测物体接触，便于推动部件推动被测物体，同时能够划伤避免被测物体，造成外观瑕疵。

优选的，所述旋转部件每次转动的角度相同。

进一步优选的，所述旋转部件每次转动120°。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、采用本实用新型的一种圆柱直径测量装置，通过所述控制系统控制所述驱动系统带动所述移动部件进行上料、下料操作，避免被测物体与测量人员发生接触，减少测量人员引入的人为误差，提高测量效率，减少人工成本，避免芯块外观污染。

2、采用本实用新型的一种圆柱直径测量装置，采用移动部件区分放置所述被测物体，避免人工放置过程中出现放置失误，并能够保障所述被测物体准确放入所述区域的对应工位，避免造成外观损伤。

3、采用本实用新型的一种圆柱直径测量装置，通过所述扭簧使取料夹收紧来夹取所述被测物体，有利于保证夹取所述被测物的夹持力稳定，避免损伤芯块。

4、采用本实用新型的一种圆柱直径测量装置，所述直径检测机构能够测量使所述被测物体在不同位置和沿径向的不同方向上的多个直径，有利于减少或消除系统误差，提高测量精度，有助于识别芯块外观瑕疵，节省成本，操作方便。

5、采用本实用新型的一种圆柱直径测量装置，能够适配多种尺寸的被测物体，便于推动部件推动其在夹持部件上运动，同时能够避免被测物体外观出现损伤。

附图说明

图1为本实用新型中一种圆柱直径测量装置的结构俯视图。

图2为本实用新型中一种圆柱直径测量装置的结构正视图。

图3为本实用新型中实施例1的取料夹张开的结构示意图。

图4为本实用新型中实施例1的取料夹收拢的结构示意图。

图5为本实用新型中实施例1中直径检测机构的结构俯视图。

图6为本实用新型中实施例1中推动部件推动被测物体的结构示意图。

图7为本实用新型中实施例1中夹持部件的结构示意图。

图8为本实用新型中实施例1中夹持部件旋转的结构示意图。

图9为本实用新型中实施例2中夹持部件的结构示意图。

图中标记：1-基座，2-发射器，3-接收器，4-旋转部件，5-推动部件，6-被测物体，7-凹槽，8-弹性部件，9-滑动部件，10-移动部件，101-支臂一，102-支臂二，11-连接部件，12-光幕，13-接料盘一，14-接料盘二，15-取料夹，16-扭簧，17-取料盘，18-进料口，19-出料口，20-偏心轮。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-2，本实用新型所述的一种圆柱直径测量装置，包含基座1、直径检测机构、驱动系统和控制系统，所述基座1水平设置，所述直径检测机构和移动部件10设于所述基座1上，所述控制系统控制所述驱动系统带动所述直径检测机构和移动部件10，所述移动部件10为机械手，所述机械手包括两个相互铰接的支臂一101和支臂二102，所述支臂一101中部连接有皮带和驱动电机驱动旋转，连接在所述支臂一上的所述支臂二102铰接端连接有皮带和驱动电机，驱动所述支臂二102相对所述支臂一101旋转，所述基座1上还设有接料盘一13、接料盘二14和取料盘17，所述取料盘17为取料区域，用于放置待测量的被测物体6，所述被测物体6为圆柱体的燃料棒芯块，所述接料盘一13和接料盘二14分别对应放置合格品和废品，所述直径检测机构包括发射器2、接收器3、旋转部件4和推动部件5，所述发射器2和接收器3组成一个CCD测微计，所述发射器2和接收器3相对设置，所述旋转部件4上连有夹持部件，所述夹持部件用于夹持所述被测物体6，所述夹持部件上设有进料口18和出料口19，所述推动部件5位于所述进料口18一侧，所述推动部件5用于推动所述被测物体6沿其轴线方向运动，如图3-4所示，所述移动部件10的所述支臂二102上设有偏心轮20和取料夹15，所述取料夹15上设有用于收拢所述取料夹15扭簧16，初始状态下，所述偏心轮20远离所述取料夹15，所述扭簧16未拉伸，所述取料夹15为收拢状态，当电机带动所述偏心轮20移动至作用于所述取料夹15使其张开，此时所述扭簧16拉伸，然后所述电机带动所述偏心轮离开所述取料夹15，所述取料夹15通过所述扭簧16的收缩复位来夹取所述被测物体6，如图5-8所示，所述被测物体6被所述移动部件10移动至所述进料口18，所述被测物体6水平设置在所述夹持部件的凹槽7上，所述推动部件5将所述被测物体6从所述进料口18推动至进入所述光幕12进行测量，此时所述被测物体6位于所述夹持部件上的V型凹槽7与弹性部件8之间，所述弹性部件8靠近所述被测物体6的端部设有滑动部件9，所述发射器2的光幕12与所述被测物体6的轴线垂直，所述夹持部件包括两个夹持部位，分别夹持所述被测物体6的两端，所述夹持部件的两个夹持部位通过连接部件11连接成一体，所述旋转部件4用于带动所述夹持部件绕所述被测物体6的轴线旋转，测量所述被测物体6沿径向不同方向上的直径，所述连接部件11保证在测量过程中，整个夹持部件同步同轴转动，待此位置上的直径数据测量完毕后，所述推动部件5用于推动所述被测物体6相对于所述光幕12移动，使所述被测物体6的下一测量位置进入所述光幕12，当所述被测物体6的所有位置和方向的直径数据测量完毕后，所述推动部件5推动所述被测物体6至所述出料口19，根据所述处理系统得出的结果，所述控制系统控制所述驱动系统带动所述移动部件10抓取所述被测物体6移动至所述接料盘一13或接料盘二14。

所述取料夹15通过所述扭簧16的回弹复位收拢所述取料夹15，有利于保证夹取所述被测物体6的夹持力稳定，且不会因为夹持力过大而损伤所述被测物体6的表面，所述取料盘17、接料盘一13或接料盘二14上设有适配所述被测物体6的外形的工位，所述凹槽7的截面为V型，与所述被测物体6成线性接触，放置稳定，所述被测物体6放入所述工位与凹槽7时，保持两者的轴向位置一致，才能避免划伤所述被测物体6的表面，采用所述移动部件10进行夹取，能够保证轴向一致且效率更高，所述被测物体6放入所述进料口18后，通过所述推动部件5推动其进入所述光幕12，所述夹持部件上所述连接部件11的位置不会影响所述被测物体6的轴向边缘阻挡所述光幕12，使得所述光幕12经所述被测物体6阻挡后，在接收器3上形成明暗部分，得出被测物体6直径数据，所述旋转部件4使所述夹持部件绕所述被测物体6的轴线转动，所述旋转部件4每次转动120°，所述弹性部件8压紧所述芯块，避免其在转动过程中发生移位，造成误差，待测量完此位置上的三个角度的直径后，所述推动部件5推动所述被测物体6前进一段距离，使所述被测物体6另一位置进入所述光幕12，测量相应直径数据，所述滑动部件9使得所述被测物体6更易被推动，并且不会被划伤表面，当所述被测物体6完成所有测量后，所述推动部件5推动所述被测物体6至所述出料口19，然后由移动部件10夹取所述被测物体6移动至所述接料盘一13或接料盘二14，夹取和放置时，保持所述被测物体6的轴线与所述凹槽7和所述接料盘一13或接料盘二14上的工位的中心轴线一致，避免划伤所述被测物体6的表面。

实施例2

如图9，本实用新型所述的一种圆柱直径测量装置，其结构与实施例1大致相同，与实施例1的不同之处在于，所述凹槽7是可拆卸，所述凹槽7更换为更大尺寸，便于适配较大直径的被测物体6。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种圆柱直径测量装置，其特征在于，包含基座(1)、直径检测机构、驱动系统和控制系统，所述直径检测机构和移动部件(10)设于所述基座(1)上，所述直径检测机构用于测量被测物体(6)的直径大小，所述移动部件(10)用于夹取和移动所述被测物体(6)，所述控制系统控制所述驱动系统带动所述直径检测机构和移动部件(10)。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱直径测量装置，其特征在于，所述基座(1)上还设有接料盘一(13)、接料盘二(14)、取料盘(17)和处理系统，所述接料盘一(13)、接料盘二(14)和取料盘(17)设于所述基座(1)上。

3.根据权利要求1所述的一种圆柱直径测量装置，其特征在于，所述移动部件(10)为机械手，所述机械手包括两个相互铰接的支臂一(101)和支臂二(102)，所述支臂一(101)中部连接有皮带和驱动电机驱动旋转，连接在所述支臂一上的所述支臂二(102)铰接端连接有皮带和驱动电机，驱动所述支臂二(102)相对所述支臂一(101)旋转，所述支臂二(102)上设有取料夹(15)。

4.根据权利要求3所述的一种圆柱直径测量装置，其特征在于，所述取料夹(15)上设有用于收拢所述取料夹(15)的扭簧(16)。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种圆柱直径测量装置，其特征在于，所述直径检测机构包括发射器(2)、接收器(3)、旋转部件(4)和推动部件(5)，所述发射器(2)和接收器(3)相对设置，所述旋转部件(4)上连接有夹持部件，被测物体(6)水平设置在所述夹持部件上，所述夹持部件设于所述发射器(2)和接收器(3)之间，所述推动部件(5)用于推动所述被测物体(6)相对于所述发射器与接收器移动。

6.根据权利要求5所述的一种圆柱直径测量装置，其特征在于，所述夹持部件包含截面为V型的凹槽(7)和弹性部件(8)。

7.根据权利要求6所述的一种圆柱直径测量装置，其特征在于，所述凹槽(7)可拆卸的连接在所述夹持部件上。

8.根据权利要求6所述的一种圆柱直径测量装置，其特征在于，所述弹性部件(8)的端部设有滑动部件(9)。

9.根据权利要求6所述的一种圆柱直径测量装置，其特征在于，所述旋转部件(4)每次转动的角度相同。

10.根据权利要求9所述的一种圆柱直径测量装置，其特征在于，所述旋转部件(4)每次转动120°。