CN215893574U - 一种具有精准旋转功能的同轴度测量设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有精准旋转功能的同轴度测量设备，属于同轴度测量技术领域，该设备包括定位座、轴套、旋转盘、移动连杆、测量头和传感器，其中，定位座由定位盘和膨胀管组成，轴套由拧转盘、螺纹管和膨胀头组成，膨胀头设置在螺纹管的内端、且用于驱动膨胀套外扩，膨胀头的末端设置有驱动斜面；移动连杆的一端设置在中孔内，移动连杆的另一端安装有测量头，测量头上安装有多个传感器。与现有技术相比，本实用新型利用旋转盘的分度齿轮和轴套的分度齿盘，实现待测腔体内传感器的准确旋转，同时，利用限位螺丝、弹簧和限位椎体实现了移动连杆的灵活定位功能，有效避免了检测过程中定位不准确、测量头易移动的技术问题，提升了测量精度。

Description

一种具有精准旋转功能的同轴度测量设备

技术领域

本实用新型属于同轴度测量技术领域，尤其涉及一种具有精准旋转功能的同轴度测量设备。

背景技术

同轴度测量系统用于测量孔内圆杆外壁面与筒的同轴度、并给出偏差大小及方向。目前，市场上有多种同轴度同心度测量仪器，例如：光合JHL-WDL03E 型同心度测量仪、伊莱科A-10型同心度测量仪等，其结构和功能相似，仪器多为手动测控，需要人工读取数据，无法做到向计算机传输数据。同时，在面对高精度测量需求时，无法满足要求。特别是，部分仪器中传感器或测量头无法精准的调整位置，例如，向管内移动50mm、并在50mm处采集相隔60°的尺寸数据，因此，如何可靠固定测量设备、且实现测量设备的精准移动和旋转成为了新的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种具有精准旋转功能的同轴度测量设备，利用旋转盘的分度齿轮和轴套的分度齿盘，实现待测腔体内传感器的准确旋转，同时，利用限位螺丝、弹簧和限位椎体实现了移动连杆的灵活定位功能，有效避免了检测过程中定位不准确、测量头易移动的技术问题，提升了测量精度。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

一种具有精准旋转功能的同轴度测量设备，包括定位座、轴套、旋转盘、移动连杆、测量头和传感器，其中：所述定位座由定位盘和膨胀管组成，所述定位盘的外侧设置有接触待测腔端口用的环槽，定位盘的内部设置有安装轴套用的螺纹孔，所述膨胀管的末端设置有接触待测腔内壁用的接触环台，膨胀管上对称开设有多个变形槽；所述轴套由拧转盘、螺纹管和膨胀头组成，轴套的中部设置有通孔，所述螺纹管安装在定位盘的螺纹孔，拧转盘设置在螺纹管的外端，拧转盘的圆周上设置有角度线，拧转盘的通孔处安装有分度齿盘，膨胀头设置在螺纹管的内端、且用于驱动膨胀管外扩，膨胀头的末端设置有驱动斜面；所述旋转盘设置有相互垂直的中孔和侧孔，所述侧孔的外端设置有安装孔，所述中孔用于安装移动连杆，所述侧孔用于安装限位螺丝，所述限位螺丝的盖体与安装孔之间设置有弹簧，限位螺丝的底部安装有螺帽，所述限位螺丝用于可移动、非转动的连接移动连杆，旋转盘的中孔处安装有分度齿轮，所述分度齿轮与分度齿盘配合工作实现旋转盘相对轴套精准的转动；所述移动连杆的一端可移动的安装在通孔和中孔内，移动连杆的另一端安装有所述测量头，所述测量头上对称安装有多个传感器，所述传感器通过有线或无线的方式连接上位机。

优选的，所述移动连杆的外端设置有限位头，移动连杆上设置有刻度线和限位通槽。

优选的，所述限位螺丝的底部设置有限位椎体，所述限位椎体安装在限位通槽的底部。

优选的，所述测量头的中心位置设置有连杆锁紧孔，所述连杆锁紧孔通过两侧固定螺丝固定所述移动连杆，所述测量头的周边水平开设有多个安装传感器用的测量孔，测量孔上设置有拆装螺丝。

优选的，所述测量头的四周设置有两排支撑头，每排支撑头之间的夹角为 90°，支撑头用于接触待测腔的内壁，支撑头的末端为弹性半球结构或弹性柱体结构。

优选的，所述传感器为光谱共焦位移传感器，光谱共焦位移传感器用于测量传感器到待测腔内壁的距离、以及测量传感器到待测圆杆外壁的距离。

本实用新型的一种具有精准旋转功能的同轴度测量设备具有以下有益效果：

该同轴度测量设备能够利用旋转盘的分度齿轮和轴套的分度齿盘，实现待测腔体内传感器的准确旋转，同时，利用限位螺丝、弹簧和限位椎体实现了移动连杆的灵活定位功能，有效避免了检测过程中定位不准确、测量头易移动的技术问题，提升了测量精度。此外，定位座可以通过膨胀管和膨胀头的相互作用，实现仪器的中心定位，其中，拧转盘的精准旋转能够带动膨胀头精准前后位移、以实现膨胀管的预期的膨胀效果，避免膨胀管过度开合。传感器的移动距离精确可控，通过移动刻度线能够直观的控制探头的前后移动距离，通过旋转盘可以带动传感器旋转，采集不同角度的数据。实现如下工作过程，向管内移动50mm、并在50mm处采集相隔60°的尺寸数据。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的内部结构示意图；

图3是本实用新型的定位座结构示意图；

图4是本实用新型的轴套与旋转盘配合示意图；

图5是本实用新型的分度齿轮结构示意图；

图6是本实用新型的移动连杆结构示意图。

图7是本实用新型的限位椎体结构示意图；

图8是本实用新型的测量头测量示意图；

图9是本实用新型的测量头内部结构示意图。

图中，1-定位座、101-定位盘、102-膨胀管、103-接触环台、104-变形槽、 2-轴套、201-拧转盘、202-螺纹管、203-膨胀头、204-通孔、205-角度线、206- 分度齿盘、3-旋转盘、301-中孔、302-侧孔、303-安装孔、304-限位螺丝、305- 弹簧、306-螺帽、307-分度齿轮、308-限位椎体、4-移动连杆、401-限位头、402- 刻度线、403-限位通槽、5-测量头、501-连杆锁紧孔、502-测量孔、503-固定螺丝、504-拆装螺丝、505-支撑头、6-传感器、7-待测腔、8-待测圆杆。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1至图9所示，该具有精准旋转功能的同轴度测量设备包括定位座1、轴套2、旋转盘3、移动连杆4、测量头5和传感器6，定位座1安装在待测腔7 的端口处，轴套2通过螺纹安装在定位座1中央，旋转盘3通过分度齿轮307 与轴套2的分度齿盘206可拆卸的连接，移动连杆4一端穿过轴套2和旋转盘3 的中央，另一端连接测量头5，通过移动连杆4可带动测量头5移动，测量头5 上设置有一个或多个传感器6，传感器6为光谱共焦位移传感器，光谱共焦位移传感器用于测量传感器6到待测腔7内壁的距离、以及测量传感器6到待测圆杆8外壁的距离，该技术方案非常适合测量阴极对心度的测量，即测量待测圆杆8与待测腔7之间的位置关系。

图中，定位座1由定位盘101和膨胀管102组成，定位盘101的外侧设置有接触待测腔7端口用的环槽，环槽可以卡在待测腔7的端口，限制设备进一步深入。定位盘101的内部设置有安装轴套2用的螺纹孔，膨胀管102的末端设置有接触待测腔7内壁用的接触环台103，膨胀管102上对称开设有多个变形槽104。轴套2由拧转盘201、螺纹管202和膨胀头203组成，轴套2的中部设置有通孔204，螺纹管202安装在定位盘101的螺纹孔，拧转盘201设置在螺纹管202的外端，拧转盘201的圆周上设置有角度线205，拧转盘201的通孔204 处安装有分度齿盘206，膨胀头203设置在螺纹管202的内端、且用于驱动膨胀管102外扩，膨胀头203的末端设置有驱动斜面，驱动斜面的水平夹角小于30°，膨胀管102的末端也可以设置对应的斜面，要避免摩擦力锁死现象。具体的，拧转盘的精准旋转能够带动膨胀头精准向外位移、以实现膨胀管的预期的膨胀效果，避免膨胀管过度开合。

图中，旋转盘3设置有相互垂直的中孔301和侧孔302，侧孔302的外端设置有安装孔303，中孔301用于安装移动连杆4，侧孔302用于安装限位螺丝304，限位螺丝304的盖体与安装孔303之间设置有弹簧305，限位螺丝304的底部安装有螺帽306，限位螺丝304用于可移动、非转动的连接移动连杆4，旋转盘3 的中孔301处安装有分度齿轮307，分度齿轮307与分度齿盘206配合工作实现旋转盘3相对轴套2精准的转动，具体的，分度齿轮307的每个齿相距2-5°，本实施例中每个齿相距5°，通过拔出分度齿轮307、旋转分度齿轮307到特定角度、再将分度齿轮307推入分度齿盘206的过程，实现精准的旋转角度控制，旋转盘3上设置有箭头，拧转盘201的圆周上设置有角度线205。

图中，移动连杆4的一端可移动的安装在通孔204和中孔301内，移动连杆4的另一端安装有测量头5，测量头5上对称安装有多个传感器6，传感器6 通过有线或无线的方式连接上位机。具体的，移动连杆4的外端设置有限位头 401，移动连杆4上设置有刻度线402和限位通槽403。限位螺丝304的底部设置有限位椎体308，限位椎体308安装在限位通槽403的底部。

需要说明的是，在没有外力摁压限位螺丝304的情况下，弹簧305会作用限位椎体308向上移动直到限位椎体308完全接触移动连杆4的限位通槽403，限位椎体308采用摩擦力较大的弹性材料，例如：刹车橡胶等。此时，移动连杆4卡住、无法移动。在外力摁压限位螺丝304的情况下，克服了弹簧305作用力，此时，限位椎体308远离限位通槽403，移动连杆4可以自由移动。此外，由于限位螺丝304的作用，使得移动连杆4和测量头5以及旋转盘3同步转动。

图中，测量头5的中心位置设置有连杆锁紧孔501，连杆锁紧孔501通过两侧固定螺丝503固定移动连杆4，测量头5的周边水平开设有多个安装传感器6 用的测量孔502，测量孔502上设置有拆装螺丝504。测量头5的四周设置有两排支撑头505，每排支撑头505之间的夹角为90°，支撑头505用于接触待测腔7的内壁，支撑头505的末端为弹性半球结构或弹性柱体结构，弹性支撑头 407作为弹性支点，进一步提升了方案的适应性。本实用新型能够利用膨胀结构能够快速、稳固的定位在待测腔的中心位置，避免测量过程中出现晃动，显著提升了测量精度。

实际测量过中，采用的是现有测量算法，其基本原理是：测量两个不同截面圆心位置，确定轴线偏移的角度和大小。1以孔内壁为基准，分别从垂直方向和水平方向测量被测杆外壁母线与孔内壁母线的平行度2在目前测量系统中，通过精确控制测点进深，进行三点标定，测量母线的倾斜角度3经过多次测量，完成母线平行度校正后，再进行轴心偏移校正。

最后应说明的是：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；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种具有精准旋转功能的同轴度测量设备，其特征在于，包括定位座(1)、轴套(2)、旋转盘(3)、移动连杆(4)、测量头(5)和传感器(6)，其中：

所述定位座(1)由定位盘(101)和膨胀管(102)组成，所述定位盘(101)的外侧设置有接触待测腔(7)端口用的环槽，定位盘(101)的内部设置有安装轴套(2)用的螺纹孔，所述膨胀管(102)的末端设置有接触待测腔(7)内壁用的接触环台(103)，膨胀管(102)上对称开设有多个变形槽(104)；

所述轴套(2)由拧转盘(201)、螺纹管(202)和膨胀头(203)组成，轴套(2)的中部设置有通孔(204)，所述螺纹管(202)安装在定位盘(101)的螺纹孔，拧转盘(201)设置在螺纹管(202)的外端，拧转盘(201)的圆周上设置有角度线(205)，拧转盘(201)的通孔(204)处安装有分度齿盘(206)，膨胀头(203)设置在螺纹管(202)的内端、且用于驱动膨胀管(102)外扩，膨胀头(203)的末端设置有驱动斜面；

所述旋转盘(3)设置有相互垂直的中孔(301)和侧孔(302)，所述侧孔(302)的外端设置有安装孔(303)，所述中孔(301)用于安装移动连杆(4)，所述侧孔(302)用于安装限位螺丝(304)，所述限位螺丝(304)的盖体与安装孔(303)之间设置有弹簧(305)，限位螺丝(304)的底部安装有螺帽(306)，所述限位螺丝(304)用于可移动、非转动的连接移动连杆(4)，旋转盘(3)的中孔(301)处安装有分度齿轮(307)，所述分度齿轮(307)与分度齿盘(206)配合工作实现旋转盘(3)相对轴套(2)精准的转动；

所述移动连杆(4)的一端可移动的安装在通孔(204)和中孔(301)内，移动连杆(4)的另一端安装有所述测量头(5)，所述测量头(5)上对称安装有多个传感器(6)，所述传感器(6)通过有线或无线的方式连接上位机。

2.如权利要求1所述的具有精准旋转功能的同轴度测量设备，其特征在于，所述移动连杆(4)的外端设置有限位头(401)，移动连杆(4)上设置有刻度线(402)和限位通槽(403)。

3.如权利要求2所述的具有精准旋转功能的同轴度测量设备，其特征在于，所述限位螺丝(304)的底部设置有限位椎体(308)，所述限位椎体(308)安装在限位通槽(403)的底部。

4.如权利要求3所述的具有精准旋转功能的同轴度测量设备，其特征在于，所述测量头(5)的中心位置设置有连杆锁紧孔(501)，所述连杆锁紧孔(501)通过两侧固定螺丝(503)固定所述移动连杆(4)，所述测量头(5)的周边水平开设有多个安装传感器(6)用的测量孔(502)，测量孔(502)上设置有拆装螺丝(504)。

5.如权利要求4所述的具有精准旋转功能的同轴度测量设备，其特征在于，所述测量头(5)的四周设置有两排支撑头(505)，每排支撑头(505)之间的夹角为90°，支撑头(505)用于接触待测腔(7)的内壁，支撑头(505)的末端为弹性半球结构或弹性柱体结构。

6.如权利要求5所述的具有精准旋转功能的同轴度测量设备，其特征在于，所述传感器(6)为光谱共焦位移传感器，光谱共焦位移传感器用于测量传感器(6)到待测腔(7)内壁的距离、以及测量传感器(6)到待测圆杆(8)外壁的距离。

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