CN208091393U - 活塞缸同轴度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种活塞缸同轴度检测装置，包括激光源(9)，用于发射与活塞缸的缸筒(14)的轴线相重合的基准光束(8)；二维位置探测器(11)，安装在活塞缸的活塞(5)上，用于接收基准光束(8)并输出基准光束(8)照射在活塞(5)上的位置；和控制器(3)，用于接收二维位置探测器(11)所输出的位置信息，并根据位置信息计算活塞(5)和缸筒(14)的同轴度。本实用新型的检测装置实施例利用激光源和二维位置探测器来对活塞缸中的活塞和缸筒的同轴度进行检测，结构简单，成本较低；调整方便，适合应用于实际生产现场；对同轴度的检测准确度较高，对活塞缸中活塞和缸筒的装配质量有较好的指导意义。

Description

活塞缸同轴度检测装置

技术领域

本实用新型涉及同轴度检测技术领域，尤其涉及一种活塞缸同轴度检测装置。

背景技术

活塞缸是机械行业应用最为广泛的基础零部件之一。活塞缸包括缸筒，缸筒内设有活塞以及与活塞连接的活塞杆。活塞缸的同轴度(主要指活塞和缸筒之间的同轴度)是活塞缸最为重要的几何精度指标。在活塞缸的生产和装配过程中，活塞缸的同轴度极易出现偏差，使活塞在工作中发生偏磨，甚至划伤内孔。若在装配中活塞缸的同轴度误差偏大，还会使机械产品在工作中产生较大的噪声和振动，降低活塞缸机械产品的使用寿命，给产品服务带来较大的损失。因此，如何在活塞缸产品装配中模拟工作过程、检测同轴度、对装配进行调整显得十分重要。

目前，现有技术中有一些用于检测同轴度的装置，但大多利用位移传感器或角度传感器进行检测，未考虑活塞杆挠度以及活塞杆转动对检测结果的影响，存在理论误差；而且结构复杂，调整时间长，操作不方便，不易于实际生产现场应用；检测部分结构较重，也会增加活塞杆的挠度，进而增加检测误差。

需要说明的是，公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种活塞缸同轴度检测装置，以尽可能地简化结构，提高对同轴度检测的准确性。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种活塞缸同轴度检测装置，包括：

激光源，用于发射与活塞缸的缸筒的轴线相重合的基准光束；

二维位置探测器，安装在活塞缸的活塞上，用于接收基准光束并输出基准光束照射在活塞上的位置；和

控制器，用于接收二维位置探测器所输出的位置信息，并根据位置信息计算活塞和缸筒的同轴度。

可选地，控制器还用于根据位置信息计算活塞相对于缸筒沿径向的横截面的倾斜角度，并在计算活塞和缸筒的同轴度时消除倾斜角度的影响。

可选地，活塞缸同轴度检测装置还包括驱动机构，驱动机构用于驱动活塞相对于缸筒运动，二维位置探测器能够在活塞运动到多个不同位置时分别输出基准光束照射在活塞上的位置，控制器用于对二维位置探测器所输出的多个位置信息进行处理以获得活塞和缸筒的同轴度。

可选地，活塞缸同轴度检测装置还包括防转机构，防转机构用于防止二维位置探测器相对于缸筒旋转。

可选地，防转机构包括过渡轴、轴承、轴套和配重，过渡轴的一端与活塞连接，过渡轴的另一端与轴承的内圈连接，轴承的外圈与轴套连接，配重安装在轴套上，二维位置探测器安装在轴套上。

可选地，过渡轴为阶梯轴，过渡轴的直径较大的部分与活塞连接，过渡轴的直径较小的部分插入轴承的内圈中并与内圈连接。

可选地，活塞缸同轴度检测装置还包括位置调整机构，位置调整机构用于调整激光源的位置，以使激光源发射的基准光束与缸筒的轴线相互重合。

可选地，位置调整机构包括高度调整机构和水平调整机构，高度调整机构用于调整激光源的高度，水平调整机构用于调整激光源在同一高度的水平位置。

可选地，活塞缸同轴度检测装置还包括支撑平台，支撑平台用于支撑和固定缸筒。

可选地，激光源设置在缸筒的一侧，缸筒的靠近激光源的一端是敞开的；或者，激光源设置在缸筒的一侧，缸筒的靠近激光源的一端的端盖上设有通孔，通孔用于使激光穿过。

基于上述技术方案，本实用新型通过在活塞上安装二维位置探测器，可以接收激光源发射的基准光束并输出该基准光束照射在活塞上的位置，控制器根据二维位置探测器输出的位置信息可以计算得出活塞和缸筒的同轴度。本实用新型的检测装置实施例利用激光源和二维位置探测器来对活塞缸中的活塞和缸筒的同轴度进行检测，结构简单，成本较低；调整方便，适合应用于实际生产现场；对同轴度的检测准确度较高，对活塞缸中活塞和缸筒的装配质量有较好的指导意义。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型活塞缸同轴度检测装置一个实施例的结构示意图。

图中：

1、支撑平台；2、驱动机构；3、控制器；4、活塞杆；5、活塞；6、轴承；7、轴套；8、基准光束；9、激光源；10、位置调整机构；11、二维位置探测器；12、配重；13、过渡轴；14、缸筒。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

位置探测器(Position Sensitive Device，简称PSD)，是一种能够检测光电位置的器件。二维位置探测器能够检测光束照射位置的二维坐标位置。

如图1所示，在本实用新型所提供的活塞缸同轴度检测装置的一个示意性实施例中，该检测装置包括激光源9、二维位置探测器11和控制器3。其中，激光源9用于发射与活塞缸的缸筒14的轴线相重合的基准光束8；二维位置探测器11安装在活塞缸的活塞5上，用于接收基准光束8并输出基准光束8照射在活塞5上的位置；控制器3用于接收二维位置探测器11所输出的位置信息，并根据位置信息计算活塞5和缸筒14的同轴度。

在上述示意性实施例中，通过在活塞5上安装二维位置探测器11，可以接收激光源9发射的基准光束8并输出该基准光束8照射在活塞5上的位置，控制器3根据二维位置探测器11输出的位置信息可以计算得出活塞5和缸筒14的同轴度。该实施例中的检测装置利用激光源和二维位置探测器来对活塞缸中的活塞和缸筒的同轴度进行检测，结构简单，成本较低；调整方便，适合应用于实际生产现场；对同轴度的检测准确度较高，对活塞缸中活塞和缸筒的装配质量有较好的指导意义。

考虑到与活塞5连接的活塞杆4可能发生变形，活塞杆4的挠度可能会对同轴度的检测造成负面影响，活塞缸同轴度检测装置中的控制器3还可以用于根据位置信息计算活塞5相对于缸筒14沿径向的横截面的倾斜角度，并在计算活塞5和缸筒14的同轴度时消除倾斜角度的影响。

其中，根据二维位置探测器11上所接收到的光斑的边缘数据，可以获得光斑的形状，进而计算获得二维位置探测器11所在的平面相对于缸筒14沿径向的横截面的倾斜角度。

控制器3可以包括换算模块，换算模块可以将发生变形后的活塞杆4上连接的活塞5上的二维位置探测器11所输出的位置信息换算为挠度为零时的位置信息，以使控制器3根据换算后的位置信息计算活塞5和缸筒14的同轴度，消除活塞杆4的挠度对检测结果的影响。

进一步地，活塞缸同轴度检测装置还包括驱动机构2，驱动机构2用于驱动活塞5相对于缸筒14运动，二维位置探测器11能够在活塞5运动到多个不同位置时分别输出基准光束8照射在活塞5上的位置，控制器3用于对二维位置探测器11所输出的多个位置信息进行处理以获得活塞5和缸筒14的同轴度。通过在多个不同位置进行检测，可以进一步提高对同轴度检测的准确性。

对于二维位置探测器11所输出的多个位置信息，可以选取活塞5的中心与缸筒14的轴线之间距离的最大值的二倍作为活塞5和缸筒14的同轴度大小。

可选地，活塞缸同轴度检测装置还包括防转机构，防转机构用于防止二维位置探测器11相对于缸筒14旋转。通过设置防转机构，可以避免活塞5在运动过程中相对于缸筒14发生旋转时对同轴度检测结果的影响。

具体来说，防转机构可以包括过渡轴13、轴承6、轴套7和配重12，过渡轴13的一端与活塞5连接，过渡轴13的另一端与轴承6的内圈连接，轴承6的外圈与轴套7连接，配重12安装在轴套7上，二维位置探测器11安装在轴套7上。

其中，过渡轴13、轴承6和轴套7均与活塞5同轴，因此活塞5的中心位置转换为过渡轴13的中心、轴承6的中心和轴套7的中心，将二维位置探测器11的坐标几何中心设置为与轴套7的中心重合，即可通过二维位置探测器11的坐标几何中心反映活塞5的中心位置。

通过设置轴承6，在配重12的重力作用，即使活塞5在运动过程中相对于缸筒14发生旋转，也可以保证二维位置探测器11不随活塞5旋转，从而避免活塞5旋转对同轴度检测结果的影响，保证检测结果的准确性。

进一步地，过渡轴13为阶梯轴，过渡轴13的直径较大的部分与活塞5连接，过渡轴13的直径较小的部分插入轴承6的内圈中并与内圈连接。过渡轴13设置为阶梯轴，可以使过渡轴13与活塞5的连接更加方便和可靠。

可选地，活塞缸同轴度检测装置还包括位置调整机构10，位置调整机构10用于调整激光源9的位置，以使激光源9发射的基准光束8与缸筒14的轴线相互重合。通过设置位置调整机构10，可以方便对激光源9的调整，保证基准光束8与缸筒14的轴线相互重合。

位置调整机构10可以与控制器3连接，以通过控制器3对位置调整机构10进行控制，实现对激光源9的位置调整。

具体来说，位置调整机构10包括高度调整机构和水平调整机构，高度调整机构用于调整激光源9的高度，水平调整机构用于调整激光源9在同一高度的水平位置。

可选地，活塞缸同轴度检测装置还包括支撑平台1，支撑平台1用于支撑和固定缸筒14。通过设置支撑平台1，可以使缸筒14固定，方便对同轴度的测量。

可选地，激光源9设置在缸筒14的一侧，缸筒14的靠近激光源9的一端是敞开的；或者，激光源9设置在缸筒14的一侧，缸筒14的靠近激光源9的一端的端盖上设有通孔，通孔用于使激光穿过。

本实用新型所提供的活塞缸同轴度检测装置实施例适合用于各类包括活塞缸的机械产品，比如活塞式液压缸、混凝土泵送系统等，以对活塞缸中的活塞和缸筒的同轴度进行检测，并对活塞缸的装配进行指导。

下面结合附图1对本实用新型活塞缸同轴度检测装置的一个实施例的工作过程进行说明：

如图1所示，在该实施例中，活塞缸同轴度检测装置包括支撑平台1、驱动机构2、控制器3、活塞杆4、活塞5、轴承6、轴套7、基准光束8、激光源9、位置调整机构10、二维位置探测器11、配重12、过渡轴13和缸筒14。

支撑平台1用于支撑整个检测装置，具有调平与隔振的功能。驱动机构2用于驱动活塞杆4沿着缸筒14的内孔轴向运动。控制器3可以控制驱动机构2，进而控制活塞杆4的运动状态；也可以控制位置调整机构10，以调整激光源9的空间位置，使得激光源9所发射的基准光束8与缸筒14的内孔轴线重合；还可以采集二维位置探测器11的数据，进行数据计算，并存储检测结果。活塞杆4与活塞5连接，活塞5的另一侧与过渡轴13连接，过渡轴13的直径较小的部分插入轴承6的内圈中，并与内圈连接。轴承6的外圈与轴套7连接，配重12安装在轴套7的下部。二维位置探测器11安装在轴套7的右侧面，在活塞5沿着缸筒14的内孔轴向运动过程中，将多个截面中活塞5相对缸筒14内孔的相对位置，通过无线信号传输的形式，反馈给控制器3。基准光束8与缸筒14的内孔轴线重合，表征缸筒14的内孔轴线，是检测基准，并在二维位置探测器11上形成光斑。位置调整机构10设置于支撑平台1上，用于调整激光源9的空间位置。

在检测前，将缸筒14、活塞杆4和活塞5置于支撑平台1上；控制器3根据缸筒14的参数，控制位置调整机构10，调整激光源9的空间位置，使得基准光束8与缸筒14的内孔轴线相重合。

在检测过程中，控制器3控制驱动机构2驱动活塞5运动至缸筒14的轴向若干位置，通过无线信号传输手段，接收二维位置探测器11反馈的位置信息，实现对活塞5在缸筒14的内孔轴向运动时的位置信息采集。所采集的位置信息包括基准光束8所形成的斑点在二维位置探测器11上的竖直面与水平面内的变形量，控制器3根据该变形量可以计算在不同位置时活塞5的中心与缸筒14的内孔轴线之间的距离，选择该距离的最大值，将距离最大值的二倍作为活塞5和缸筒14的同轴度。同时，根据二维位置探测器11上的光斑形状还可以计算获得活塞5相对于缸筒14沿径向的横截面的倾斜角度，通过换算，可以消除该倾斜角度对同轴度检测的影响。

通过对本实用新型活塞缸同轴度检测装置的多个实施例的说明，可以看到本实用新型活塞缸同轴度检测装置实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、结构简单、易于实现，成本低、适用范围广、操作方便，检测动作灵敏，检测准确度较高；

2、通过对活塞的倾斜角度进行检测，可以消除活塞杆的挠度对检测结果的影响；

3、设有防转机构，可以避免活塞相对于缸筒转动对检测结果造成影响。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种活塞缸同轴度检测装置，其特征在于，包括：

激光源(9)，用于发射与活塞缸的缸筒(14)的轴线相重合的基准光束(8)；

二维位置探测器(11)，安装在所述活塞缸的活塞(5)上，用于接收所述基准光束(8)并输出所述基准光束(8)照射在所述活塞(5)上的位置；和

控制器(3)，用于接收所述二维位置探测器(11)所输出的位置信息，并根据所述位置信息计算所述活塞(5)和所述缸筒(14)的同轴度。

2.根据权利要求1所述的活塞缸同轴度检测装置，其特征在于，所述控制器(3)还用于根据所述位置信息计算所述活塞(5)相对于所述缸筒(14)沿径向的横截面的倾斜角度，并在计算所述活塞(5)和所述缸筒(14)的同轴度时消除所述倾斜角度的影响。

3.根据权利要求1所述的活塞缸同轴度检测装置，其特征在于，所述活塞缸同轴度检测装置还包括驱动机构(2)，所述驱动机构(2)用于驱动所述活塞(5)相对于所述缸筒(14)运动，所述二维位置探测器(11)能够在所述活塞(5)运动到多个不同位置时分别输出所述基准光束(8)照射在所述活塞(5)上的位置，所述控制器(3)用于对所述二维位置探测器(11)所输出的多个位置信息进行处理以获得所述活塞(5)和所述缸筒(14)的同轴度。

4.根据权利要求1所述的活塞缸同轴度检测装置，其特征在于，所述活塞缸同轴度检测装置还包括防转机构，所述防转机构用于防止所述二维位置探测器(11)相对于所述缸筒(14)旋转。

5.根据权利要求4所述的活塞缸同轴度检测装置，其特征在于，所述防转机构包括过渡轴(13)、轴承(6)、轴套(7)和配重(12)，所述过渡轴(13)的一端与所述活塞(5)连接，所述过渡轴(13)的另一端与所述轴承(6)的内圈连接，所述轴承(6)的外圈与所述轴套(7)连接，所述配重(12)安装在所述轴套(7)上，所述二维位置探测器(11)安装在所述轴套(7)上。

6.根据权利要求5所述的活塞缸同轴度检测装置，其特征在于，所述过渡轴(13)为阶梯轴，所述过渡轴(13)的直径较大的部分与所述活塞(5)连接，所述过渡轴(13)的直径较小的部分插入所述轴承(6)的内圈中并与所述内圈连接。

7.根据权利要求1所述的活塞缸同轴度检测装置，其特征在于，所述活塞缸同轴度检测装置还包括位置调整机构(10)，所述位置调整机构(10)用于调整所述激光源(9)的位置，以使所述激光源(9)发射的所述基准光束(8)与所述缸筒(14)的轴线相互重合。

8.根据权利要求7所述的活塞缸同轴度检测装置，其特征在于，所述位置调整机构(10)包括高度调整机构和水平调整机构，所述高度调整机构用于调整所述激光源(9)的高度，所述水平调整机构用于调整所述激光源(9)在同一高度的水平位置。

9.根据权利要求1所述的活塞缸同轴度检测装置，其特征在于，所述活塞缸同轴度检测装置还包括支撑平台(1)，所述支撑平台(1)用于支撑和固定所述缸筒(14)。

10.根据权利要求1所述的活塞缸同轴度检测装置，其特征在于，所述激光源(9)设置在所述缸筒(14)的一侧，所述缸筒(14)的靠近所述激光源(9)的一端是敞开的；或者，所述激光源(9)设置在所述缸筒(14)的一侧，所述缸筒(14)的靠近所述激光源(9)的一端的端盖上设有通孔，所述通孔用于使所述激光穿过。