CN210154540U - 深孔检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种深孔检测系统，包括：行走装置，用于在被检测深孔内行走，包括车体和行走单元，行走单元包括设置在车体上的驱动轮、弹性部和驱动部，弹性部连接在驱动轮和车体之间以向驱动轮提供弹力使驱动轮在检测深孔时支撑在深孔的孔壁上，驱动部用于在检测深孔时驱动驱动轮带动行走装置行走；检测装置，包括发光单元和接收单元，发光单元设置在车体上，用于在检测深孔时向深孔的孔壁发射检测光线，接收单元用于接收孔壁反射的检测光线；控制装置，与接收单元信号连接，被配置为根据接收单元的接收结果计算深孔的直线度、直径和/或圆度。本实用新型提供的深孔检测系统能够对零件的深孔进行有效检测，结构紧凑、使用方便。

Description

深孔检测系统

技术领域

本实用新型涉及深孔检测领域，特别涉及一种深孔检测系统。

背景技术

在精密或者超精密机械加工领域，如何控制零件的圆度、直线度或直径等尺寸影响零件的配合、震动等多种性能。因此，需要准确测量深孔的圆度、直线度等指标，从而有助于准确验收零件是否合格、也有助于提高零件再次制造时的加工精度。公开号为CN101571379A的中国专利申请公开了一种无缝圆形钢管直径及直线度参数测量的方法，该方法包括：完成由摄像机和多线激光投射器组成多线结构光视觉传感器参数的校准；在被测无缝圆形钢管附近布设多线结构光视觉传感器；计算机分别控制激光投射器投射结构光平面到无缝圆形钢管被测截面，摄像机采集无缝圆形钢管表面光条图像，进行光条图像处理。该方法仅适合于检测外圆柱面直线度检测，不适合于深孔的内圆柱面的检测。对于以深孔为关键工作形面的零件，例如液压缸缸筒，缸筒的深孔与活塞外圆柱面形成精密偶件，其直线度、直径、圆度等几何指标直接影响着工程机械主机的装配与使用性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种深孔检测系统，该深孔检测系统能够对零件的深孔进行有效检测，结构紧凑、使用方便。

本实用新型公开一种深孔检测系统，包括：

行走装置，用于在被检测深孔内行走，包括车体和行走单元，所述行走单元包括设置在所述车体上的驱动轮、弹性部和驱动部，所述弹性部连接在所述驱动轮和所述车体之间以向所述驱动轮提供弹力使所述驱动轮在检测所述深孔时支撑在所述深孔的孔壁上，所述驱动部用于在检测所述深孔时驱动所述驱动轮带动所述行走装置行走；

检测装置，包括发光单元和接收单元，所述发光单元设置在所述车体上，用于在检测所述深孔时向所述深孔的孔壁发射检测光线，所述接收单元用于接收所述孔壁反射的检测光线；

控制装置，与所述接收单元信号连接，被配置为根据所述接收单元的接收结果计算所述深孔的直线度、直径和/或圆度。

在一些实施例中，所述驱动轮沿一中心线的径向方向可移动地设置在所述车体上，所述中心线沿所述行走装置的行走方向设置，所述弹性部向所述驱动轮提供沿所述中心线的径向方向的弹力，以使所述驱动轮在检测所述深孔时支撑在所述深孔的孔壁上。

在一些实施例中，所述行走单元还包括用于在检测所述深孔时支撑所述孔壁的从动轮，所述从动轮与所述驱动轮围绕一沿所述行走装置的行走方向设置的中心线分布。

在一些实施例中，两个所述从动轮与所述驱动轮沿所述中心线的周向均匀分布。

在一些实施例中，所述行走单元包括驱动轮架，所述驱动轮可转动地连接在所述驱动轮架上，所述弹性部包括压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别与所述驱动轮架和所述车体连接。

在一些实施例中，所述驱动部包括第一驱动电机、与所述第一驱动电机同轴且固定连接的第一链轮、与所述驱动轮同轴且固定连接的第二链轮和与所述第一链轮和所述第二链轮啮合的链条。

在一些实施例中，行走装置包括多个行走单元，所述多个行走单元沿所述行走装置的行走方向分布。

在一些实施例中，所述行走装置还包括转轴和与所述转轴的一端固定连接的承载平台，所述转轴沿所述车体的行走方向设置，所述发光单元包括位于所述承载平台上的光源和反光镜，所述行走装置还包括与所述转轴的另一端连接的第二驱动电机，所述第二驱动电机用于驱动所述转轴转动。

在一些实施例中，所述控制装置与所述驱动部和所述第二驱动电机信号连接，所述控制装置被配置为信号控制所述驱动部和所述第二驱动电机。

在一些实施例中，所述接收单元为CCD摄像机。

在一些实施例中，所述驱动轮为塑性滚轮。

基于本实用新型提供的深孔检测系统，通过深孔的孔壁发射检测光线和接收孔壁的检测光线，利用控制装置根据接收的检测光线可以实现对深孔孔壁的圆度、直线度或直径等的有效检测，同时，通过在行走装置的车体上设置弹性连接在车体上的驱动轮、用于驱动驱动轮行走的驱动部以及弹性部，可以使行走装置适应沿深孔的轴向结构尺寸不同的孔壁稳定行走，有助于提高检测精度。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

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为本实用新型实施例的深孔检测系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例深孔检测系统的行走装置的结构示意图；

图3为图2所示的行走装置的部分结构示意图；

图4为图2所示的行走装置的部分结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

本实施例的深孔检测系统包括行走装置10、检测装置和控制装置2。

如图1至图4所示，行走装置10用于在被检测深孔9内行走。行走装置10包括车体14和行走单元，行走单元包括设置在车体14上的驱动轮13、弹性部和驱动部，弹性部连接在驱动轮13和车体14之间以向驱动轮13提供弹力，以使驱动轮13在检测深孔9时支撑在深孔9的孔壁上，驱动部用于在检测深孔9时驱动驱动轮13带动行走装置10沿车体14的中心线30的延伸方向行走。

检测装置包括发光单元和接收单元，发光单元设置在车体14上，用于在检测深孔9时向深孔9的孔壁发射检测光线，接收单元用于接收孔壁反射的检测光线；

控制装置2与接收单元信号连接，被配置为根据接收单元的接收结果计算深孔9的直线度、直径和/或圆度。

如图所示，本实施例的驱动轮13在弹性部的作用下，可以贴紧深孔9的孔壁，从而可以在驱动部的作用下带动行走装置10行走，由于驱动轮13通过弹性部弹性连接在车体14上，在孔壁的直径或者轮廓发生变化时，驱动轮13可以向靠近或远离车体14的方向微量移动，从而能够更好地适应和稳定行走。本实施例的发光单元可以如图所示包括光源6和反光镜7，光源6可以为激光发射器等，光源6发出检测光线通过反光镜7的垂直反射到深孔9的孔壁上，检测光线在深孔9的孔壁上形成反射再通过反光镜7的反射后经过滤光片5被接收单元接收。滤光片5可以过滤掉特定波长的光，避免外界光源的干扰，接收单元可以如图1所示包括安装在安装架3上的CCD(电荷耦合器件)摄像机4。控制装置通过采集CCD摄像机4接收检测光线后得到的图像，进行图像拼接、信号转换等处理后，通过计算和分析即可计算得到深孔9的直线度、直径和/或圆度等数据。(具体计算过程和原理可参考公开号为CN101571379A的中国专利申请)

本实施例提供的深孔检测系统，通过深孔9的孔壁发射检测光线和接收孔壁的检测光线，利用控制装置2根据接收的检测光线可以实现对深孔9孔壁的圆度、直线度或直径等的有效检测，同时，通过在行走装置10的车体14上设置弹性连接在车体14上的驱动轮13、用于驱动驱动轮13行走的驱动部以及弹性部，可以使行走装置10适应沿深孔9的轴向结构尺寸不同的孔壁稳定行走，有助于提高检测精度。同时，本实施例的行走装置通过自身驱动轮驱动，结构更加紧凑，有助于提高检测的简便和灵活性。

在一些实施例中，驱动轮13沿一中心线30的径向方向可移动地设置在车体14上，中心线30沿行走装置的行走方向设置，弹性部向驱动轮13提供沿中心线30的径向方向的弹力，以使驱动轮13在检测深孔时支撑在深孔的孔壁上。该设置有助于使车体14的行走方向与深孔9的轴线相靠近，提高检测精度。

在一些实施例中，如图1至图3所示，行走单元还包括用于在检测深孔9时支撑孔壁的从动轮，从动轮与驱动轮13围绕车体14的中心线30分布。设置从动轮可以使车体14的行走更加平稳。

在一些实施例中，如图3所示，两个从动轮与驱动轮13沿中心线30的周向均匀分布。两个从动轮和驱动轮13可以间隔120°设置，从而有利于车体的行走方向与被检测深孔9的轴线对齐，提高检测精度。

在一些实施例中，如图1至图4所示，行走单元包括驱动轮架16，驱动轮13可转动地连接在驱动轮架16上，弹性部包括压缩弹簧12，压缩弹簧12的两端分别与驱动轮13架和车体14连接。驱动轮架16还可以可移动地设置在与车体14固定连接的套筒15中，进一步提高驱动轮13沿车体14的中心线30的径向移动的平稳性。

在一些实施例中，驱动部包括第一驱动电机23、与第一驱动电机23同轴且固定连接的第一链轮24、与驱动轮13同轴且固定连接的第二链轮25和与第一链轮24和第二链轮25啮合的链条26。该设置可以使驱动部的布置更加灵活，方便，有助于提高行走装置的结构紧凑性。进一步地，可以将给第一驱动电机23供电的电源20设置在车体14上，从而进一步提高行走装置的结构紧凑性和灵活性。

在一些实施例中，如图1至图3所示，行走装置10包括多个行走单元，多个行走单元沿车体14的行走装置10的行走方向分布。设置多个行走单元，从而可以设置多个驱动轮13、多个从动轮和驱动部。如图所示，行走装置10设置了两个行走单元，驱动部还包括第三驱动电机21，电源20同时给第一驱动电机23和第三驱动电机21供电，第一驱动电机23和第三驱动电机21可以通过传动装置22分别对各自的驱动轮13进行驱动。

在一些实施例中，行走装置10还包括转轴11和与转轴11的一端固定连接的承载平台8，转轴11沿车体14的行走方向设置，发光单元包括位于承载平台8上的光源6和反光镜7，行走装置10还包括与转轴11的另一端连接的第二驱动电机19，第二驱动电机19用于驱动转轴11转动。转轴11转动，能够带动光源6和反光镜7进行360°转动，从而检测装置能够对在一个轴向位置上的深孔9的孔壁的整个圆周进行检测光线的发射和接收，进行数据采集。第二驱动电机19可以通过减速机构18和联轴器17与转轴11连接。

在一些实施例中，控制装置2与驱动部和第二驱动电机19信号连接，控制装置2被配置为信号控制驱动部和第二驱动电机19。该设置可以使深孔检测系统更加可控，有助于提高检测的便利性和准确性。

在一些实施例中，所述驱动轮13为塑性滚轮。塑性滚轮有助于减少对孔壁的磨损。

在一些实施例中，深孔检测系统设置于检测平台1上。

在一些实施例中，在上面所描述的控制装置2可以为用于执行本实用新型所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称：PLC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGate Array，简称：FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

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 (11)

1.一种深孔检测系统，其特征在于，包括：

行走装置(10)，用于在被检测深孔(9)内行走，包括车体(14)和行走单元，所述行走单元包括设置在所述车体(14)上的驱动轮(13)、弹性部和驱动部，所述弹性部连接在所述驱动轮(13)和所述车体(14)之间以向所述驱动轮(13)提供弹力使所述驱动轮(13)在检测所述深孔(9)时支撑在所述深孔(9)的孔壁上，所述驱动部用于在检测所述深孔(9)时驱动所述驱动轮(13)带动所述行走装置(10)行走；

检测装置，包括发光单元和接收单元，所述发光单元设置在所述车体(14)上，用于在检测所述深孔(9)时向所述深孔(9)的孔壁发射检测光线，所述接收单元用于接收所述孔壁反射的检测光线；

控制装置(2)，与所述接收单元信号连接，被配置为根据所述接收单元的接收结果计算所述深孔(9)的直线度、直径和/或圆度。

2.如权利要求1所述的深孔检测系统，其特征在于，所述驱动轮(13)沿一中心线(30)的径向方向可移动地设置在所述车体(14)上，所述中心线(30)沿所述行走装置的行走方向设置，所述弹性部向所述驱动轮(13)提供沿所述中心线(30)的径向方向的弹力，以使所述驱动轮(13)在检测所述深孔(9)时支撑在所述深孔(9)的孔壁上。

3.如权利要求1所述的深孔检测系统，其特征在于，所述行走单元还包括用于在检测所述深孔(9)时支撑所述孔壁的从动轮，所述从动轮与所述驱动轮(13)围绕一沿所述行走装置(10)的行走方向设置的中心线(30)分布。

4.如权利要求3所述的深孔检测系统，其特征在于，两个所述从动轮与所述驱动轮(13)沿所述中心线(30)的周向均匀分布。

5.如权利要求1所述的深孔检测系统，其特征在于，所述行走单元包括驱动轮架(16)，所述驱动轮(13)可转动地连接在所述驱动轮架(16)上，所述弹性部包括压缩弹簧(12)，所述压缩弹簧(12) 的两端分别与所述驱动轮架(16)和所述车体(14)连接。

6.如权利要求1所述的深孔检测系统，其特征在于，所述驱动部包括第一驱动电机(23)、与所述第一驱动电机(23)同轴且固定连接的第一链轮(24)、与所述驱动轮(13)同轴且固定连接的第二链轮(25)和与所述第一链轮(24)和所述第二链轮(25)啮合的链条(26)。

7.如权利要求1至6中任一项所述的深孔检测系统，其特征在于，行走装置(10)包括多个行走单元，所述多个行走单元沿所述行走装置的行走方向分布。

8.如权利要求1所述的深孔检测系统，其特征在于，所述行走装置(10)还包括转轴(11)和与所述转轴(11)的一端固定连接的承载平台(8)，所述转轴(11)沿所述车体(14)的行走方向设置，所述发光单元包括位于所述承载平台(8)上的光源(6)和反光镜(7)，所述行走装置(10)还包括与所述转轴(11)的另一端连接的第二驱动电机(19)，所述第二驱动电机用于驱动所述转轴(11)转动。

9.如权利要求8所述的深孔检测系统，其特征在于，所述控制装置(2)与所述驱动部和所述第二驱动电机(19)信号连接，所述控制装置(2)被配置为信号控制所述驱动部和所述第二驱动电机(19)。

10.如权利要求1所述的深孔检测系统，其特征在于，所述接收单元为CCD摄像机(4)。

11.如权利要求1至6、权利要求8至10任一所述的深孔检测系统，其特征在于，所述驱动轮(13)为塑性滚轮。

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