CN216308918U - 一种辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置。属于三维扫描技术领域，可解决现有技术中大尺寸、薄壁圆筒内、外型面扫描数据拼接在同一坐标系下较为困难、扫描数据量大造成后续数据拼接耗时、传统的连续覆盖式拼接精度低等问题，可辅助实现扫描点云数据实时数据拼合。本实用新型的辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置支撑在被测件内壁的端口，包括主支架体、调位体、支撑体，均可用于黏贴辅助标记点，便于扫描内、外型面时同时捕捉。本实用新型装置安装简单，使用方便，能显著提高点云数据拼接精度和速度，可广泛适用于大型薄壁回转件内外型面扫描测量和在线检测中，特别适用于大尺寸圆筒件点云扫描测量。

Description

一种辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置

技术领域

本实用新型涉及光学测量技术领域，尤其涉及一种辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置。

背景技术

目前较为成熟的测量装置分为接触式与非接触式。接触式测量精度较高，但测量效率低；小视场、高精度的非接触式测量技术较为成熟，但欠缺一种高精度、大视场的测量技术。针对上述需求，目前提出了一种基于轨道的三维重建测量方法。但是轨道式三维重建测量方法需要铺设轨道、占地面积较大、成本较高并且测量精度严重依赖于轨道的精度。工业设计和检测技术领域越来越多的要利用使用测量范围较大的光学扫描，解决了现有技术中接触测量和轨道式费接触测量的很多技术壁垒。

随着航空航天、大型舰船、高速运输装备等事业的高速发展，对高精度、高效率、高灵活度的扫描测量装置的需求显著提升，涉及到大尺寸产品或过程产品的在线监测，以增加设计、功能鉴定的可靠性，以及指导维护、维修等。大尺寸的数据采集技术越来越成为工业领域重要的研究方向之一。

大尺寸的测量，尤其是薄壁回转零件内、外型的测量从来都是技术难点所在。目前常见的薄壁回转零件测量通常采用光学扫描技术进行边界的识别、曲面形状的点云抓取。特别是对大尺寸圆筒零件内、外形状的扫描需求越来越普遍。

对大尺寸圆筒内、外形状的扫描需不同于只需要扫描的零件的外轮廓度。将内、外型面的测量点完成过渡、拼合，需要在测量工作的准备过程中增设辅助测量标识点，即在内、外型面同一帧的扫描视场中需要贴敷大量的辅助测量标识点。目前的常用做法是：利用扫描仪设备自带的贴敷块体、在被测件上装夹能贴敷辅助测量点的简单辅具，还有就是在被测件之外设置一些临时的辅助块，上边贴辅助测量标识点。这些方法和简单辅具对一般零件的测量有一定的帮助，但是，对大尺寸、薄壁回转件、需要内、外尺寸整体输出的零件检测，随着内径尺寸的增大、内外径差变小、内孔深度的增加，实用的可靠性会锐减。这些简单辅具会使诸如扫描测量的光学测量状态稳定性差，精度不可靠，冗错概率大，很难确认扫描数据是否反映了真实的零件形状。特别是薄壁回转件端面有效面积小、为非圆截面时，测量难度加大，内层和外层的扫描数据拼合误差大，甚至无法拼合，且数据量大，后期数据处理困难。

需要有一个稳定的能够辅助拼接内外型面数据的方法。

业内急需要一种可以稳定辅助拼接大尺寸圆筒零件内、外型面扫描数据的辅具。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置，用以解决大型薄壁回转件内外型面扫描数据拼接困难、拼接精度低、测量数据量大、后续数据处理浪费时间甚至出错无法拼接等问题。

本实用新型通过如下技术方案实现：

一种辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置，用于贴敷辅助测量标识点，包括主支架体、调位体和支撑体；所述主支架体为方形框架结构，所述主支架体包括边框；所述调位体以所述主支架体为中心辐射状垂直布设于所述边框，并在调位体第一端处可调整地固定在主支架体上；所述调位体的第二端顶固所述支撑体；所述支撑体包括顶板；所述顶板为与被测大尺寸圆筒内径相符的弧形钢板，外弧面顶固在所述大尺寸圆筒的内壁端口。

进一步的，所述支撑体还固连在所述顶板内弧面的连接体。

进一步的，所述连接体第一端面上设置有第一连接体接口，承接调整杆顶紧部，第二端面与顶板表面赋型、固接。

进一步的，所述第一连接体接口为带有锥端的盲孔。

进一步的，所述支撑体为配做件，其中顶板的弧形钢板适配不同直径的被测大尺寸圆筒。

进一步的，所述主支架体的边框设置有支架安装单元。

进一步的，所述调位体包括调整杆和螺接在调整杆上的紧固螺母。

进一步的，所述调整杆为阶梯轴，大径部分作为调整杆锁紧部设置有螺纹，用于和所述支架安装单元和紧固螺母配合；小径部分作为调整杆顶紧部，用于顶固所述支撑体。

进一步的，所述调整杆上设置多组平台作为工具安装接口。

进一步的，所述主支架体、调位体和支撑体的上面和侧面粘贴辅助测量标识点。

与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：

1、本实用新型辅具可实现对不同尺寸的薄壁回转件内外型面扫描；通过对称支点的设计，最大限度地减小了辅具安装、拆卸对大型薄壁回转件可能造成的变形影响；

2、本实用新型辅具贴敷多个辅助测量标识点，实现了相邻帧薄壁回转件内、外型面过渡处的扫描数据同时包含多个相同的辅助测量标识点，提高了扫描数据拼接精度；

3、本实用新型辅具进而可以辅助数据处理软件实现薄壁回转件内、外型面过渡处扫描数据即时的拼接，有效降低了后期数据处理的工作量。

本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型装置俯视示意图；

图2为图1的A-A剖面示意图；

图3为本实用新型调整杆结构示意图；

图4为本实用新型支撑体轴侧示意图；

图5为本实用新型支撑体正视示意图；

图6为图5指定位置剖切示意图。

附图标记：

1.主支架体；11.边框；111.支架安装单元；2.调位体；21.调整杆；211. 调整杆锁紧部；212.调整杆顶紧部；213.工具安装接口；22.紧固螺母；3. 支撑体；31.连接体；311.第一连接体接口；32.顶板；4.大尺寸圆筒；5. 辅助测量标识点。

具体实施方式

以下为具体描述的本实用新型的优选实施例。其中，附图构成本实用新型一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

下面结合图1～4，更具体地描述本实用新型的技术方案：

一种辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置包括主支架体1、调位体2和支撑体3。

优选的，主支架体1为有带有端边框11的方形框架结构，每个边框 11的中部各向心设置有1个螺纹孔作为支架安装单元111。其中，上端面和侧壁的宽度足够贴敷辅助测量标识点5，如图1～3所示。

优选的，调位体2包括调整杆21，和紧固螺母22。

调整杆21为阶梯轴，阶梯轴的大径上设置有螺纹，小径为圆柱体。大径靠近阶梯轴的部分，安装紧固螺母，必要时，在面向支撑体的方向放置开口弹性垫圈；大径靠近端头的部分用于和主支架体1的边框11连接。调整杆21在边框上的支架安装单元111的螺纹处旋进旋出，可以调整调位体2与大尺寸圆筒4内壁的距离。在调整杆21的大径处还加工出多组相对的平台，以供使用扳手等工具对调整杆21实施旋进旋出的操作。此处执行的是大进给量的位移调整。

优选的，调整杆21上设置的支架安装单元111为圆柱通孔；紧固螺母预先旋入在大径杆部的阶梯处；

优选的，调整杆21的小径端头设置成球面状，以便于稳固顶撑住支撑体3。

如图4～6所示，优选的，支撑体3为连接体31和弧形顶板32焊接在一起的组合构件，属于配做件，需要按照大尺寸圆筒4内壁的尺寸定做弧形的顶板32，再配做连接体31，使得二者有相赋型的接触面，最后将连接体31周边焊于顶板32的内弧中部。或者，连接体31设计成通配件，顶板32和连接体31之间设计标准接口，比如螺栓螺孔匹配接口。

连接体31为在弧形面的相对端面上，设置有连接体接口311，具体为带有底锥的盲孔。该盲孔的孔径略大于调整杆21小径杆部的直径，使得即使调整杆21小径杆部和连接体接口311的盲孔直径匹配关系发生变化(比如大于间隙配合)，调整杆21小径杆部都能可靠抵住连接体接口 311的底锥，形成稳定的顶紧结构。这样可以降低配合两端零件的加工精度要求。

紧固螺母22设置在调整杆21的轴台处，用于在调位体2处于工作安装状态时，进一步推动顶板32贴合大尺寸圆筒4内型面，并锁紧辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置的整体结构，使其处于工作状态。此处执行微量位移的调整。

根据扫描仪的技术参数，设计辅助测量标识点5的贴点密度，在辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置上端面和可以使用的侧面上贴敷辅助测量标识点5。准备开始测量。

需要说明的是，附图中只示意性地标记了辅助测量标识点5。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭示的技术范围内可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置，用于贴敷辅助测量标识点(5)；其特征在于，包括主支架体(1)、调位体(2)和支撑体(3)；

所述主支架体(1)为方形框架结构，所述主支架体(1)包括边框(11)；

所述调位体(2)以所述主支架体(1)为中心辐射状垂直布设于所述边框(11)，并在调位体第一端处可调整地固定在主支架体(1)上；

所述调位体(2)的第二端顶固所述支撑体(3)；

所述支撑体(3)包括顶板(32)；

所述顶板(32)为与被测大尺寸圆筒(4)内径相符的弧形钢板，外弧面顶固在所述大尺寸圆筒(4)的内壁端口。

2.根据权利要求1所述的辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置，其特征在于，所述支撑体(3)还包括连接在所述顶板(32)内弧面中部的连接体(31)。

3.根据权利要求2所述的辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置，其特征在于，所述连接体(31)第一端面上设置有第一连接体接口(311)，承接调整杆顶紧部(212)，第二端面与顶板(32)表面赋型、固接。

4.根据权利要求3所述的辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置，其特征在于，所述第一连接体接口(311)为带有锥端的盲孔。

5.根据权利要求4所述的辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置，其特征在于，所述支撑体(3)为配做件，其中顶板(32)的弧形钢板适配不同直径的被测大尺寸圆筒(4)。

6.根据权利要求1～5任一所述的辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置，其特征在于，所述主支架体(1)的边框(11)设置有支架安装单元(111)。

7.根据权利要求6所述的辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置，其特征在于，所述调位体(2)包括调整杆(21)和螺接在调整杆(21)上的紧固螺母(22)。

8.根据权利要求7所述的辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置，其特征在于，所述调整杆(21)为阶梯轴，大径部分作为调整杆锁紧部(211)设置有螺纹，用于和所述支架安装单元(111)和紧固螺母(22)配合；小径部分作为调整杆顶紧部(212)，用于顶固所述支撑体(3)。

9.根据权利要求8所述的辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置，其特征在于，所述调整杆(21)上设置多组平台作为工具安装接口(213)。

10.根据权利要求1～5、7～9任一所述的辅助大尺寸圆筒内外型面扫描数据拼接的装置，其特征在于，所述主支架体(1)、调位体(2)和支撑体(3)的上面和侧面粘贴所述辅助测量标识点(5)。

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