可攜式轉子測量儀的製作方法

2023-05-17 18:24:31

本實用新型涉及尺寸測量設備領域，尤其是涉及一種可攜式測量裝置。

背景技術：

螺杆轉子的型線精度直接影響著我國螺旋機械的製造水平，關係著我國國民經濟的發展程度，因此對螺杆轉子的測量顯得愈發重要。傳統的測量方法有接觸式測量和非接觸式測量兩種，三坐標測量機是接觸式測量的典型代表，雷射位移傳感器是非接觸式測量的代表，依據這兩種原理，誕生出了很多複雜曲面測量裝置。但是，這些螺杆轉子測量裝置多為固定式的，一般都比較沉重，測量時需要將被測工件移動到測量平臺上才可以進行測量，浪費了大量時間在測量前的準備階段，效率很低，不適用於件件必檢的場合。

技術實現要素：

發明目的：

本實用新型提供一種可攜式轉子測量儀，其目的是解決現有螺杆轉子測量裝置比較沉重，測量時需要移動被測工件到測量平臺，耗時且效率低的問題。

技術方案：

一種可攜式轉子測量儀，其特徵在於：該測量儀包括測頭支撐架和雷射位移傳感器，所述測頭支撐架包括卡爪操縱機構、機架基體、卡爪固定機構、卡爪、旋轉編碼器、小同步帶輪、大同步帶輪、測頭保護殼和同步齒形帶；其中，所述卡爪操縱機構與機架基體通過螺紋進行連接；卡爪通過鉸鏈及活動杆與卡爪固定機構連接；所述旋轉編碼器固定在機架基體外側伸出部分，旋轉編碼器輸出端與小同步帶輪連接；大同步帶輪通過軸套套在機架基體外圍的指定位置上；大同步帶輪通過同步齒形帶連接小同步帶輪，測頭保護殼設置在機架基體的一端並與大同步帶輪固定連接，測頭保護殼使用時與大同步帶輪共同轉動，測頭保護殼使用時隨著大同步帶輪的轉動而轉動；雷射位移傳感器設置在測頭保護殼內，卡爪設置在機架基體內，卡爪通過鉸鏈連接至卡爪操縱機構，通過卡爪操縱機構的動作實現卡爪對被測轉子的夾緊和鬆開。

卡爪操縱機構包括滑塊、調整螺母、牽引塊、固定螺母和固定塊五個部分，固定塊固定在機架基體上，固定螺母和固定塊連接，鉸鏈的後端通過旋轉軸連接在固定塊上，鉸鏈的前端穿過機架基體後通過轉軸與卡爪連接；牽引塊連接滑塊，滑塊連接旋轉螺母，通過旋轉螺母的旋轉移動，進而使得牽引塊在機架基體上沿軸向移動，滑塊通過活動杆連接卡爪, 活動杆與滑塊和卡爪均通過轉軸活動連接，在機架基體上設置有前後兩個限位滑孔，活動杆穿過前面的限位滑孔, 鉸鏈穿過後面的限位滑孔。

該測量儀還包括張緊輪，小同步帶輪、張緊輪和大同步帶輪之間通過同步齒形帶連接並聯動。

測頭保護殼內設置有調整螺杆，調整螺杆沿測頭保護殼徑向設置，雷射位移傳感器與調整螺杆螺紋配合，使用時通過旋轉調整螺杆，調整雷射位移傳感器與被測轉子軸心的距離。

卡爪和鉸鏈是能拆裝的結構，以滿足不同型號轉子的測量問題。

卡爪為三個，三個卡爪沿被測轉子的周向均勻設置。

優點效果：

本實用新型提供一種可攜式轉子測量儀，其優點如下：首先，本實用新型結構簡單，通過卡爪操縱機構來控制卡爪的運動，實現對被測工件的夾緊和放鬆；利用同步齒形帶來保證雷射位移傳感器測頭周轉的穩定性。其次，本實用新型採用了不同於以往的運動形式，測量時，工件固定不動，只需控制雷射位移傳感器繞轉子做周轉運動即可，針對超細長螺杆轉子測量，人為轉動不但費力而且無法保證被測轉子軸心是否會發生偏移，造成不必要的人為誤差。

附圖說明：

圖1為本實用新型正剖視圖；

圖2為圖1的局部視圖；

圖3為本實用新型軸截面上的剖視圖；

附圖標記列表：

1-卡爪操縱機構、2-鉸鏈、3-機架基體、4-卡爪固定機構、5-卡爪、6-旋轉編碼器、7-小同步帶輪、8-張緊輪、9-大同步帶輪、10-測頭保護殼體、11-同步齒形帶、12-雷射位移傳感器。

具體實施方式：

如圖1和2所示，一種可攜式轉子測量儀，該測量儀包括測頭支撐架和雷射位移傳感器，所述測頭支撐架包括卡爪操縱機構1、機架基體3、卡爪固定機構4、卡爪5、旋轉編碼器6、小同步帶輪7、大同步帶輪9、測頭保護殼10和同步齒形帶11；其中，所述卡爪操縱機構1與機架基體3通過螺紋進行連接；卡爪5通過鉸鏈2及活動杆18與卡爪固定機構4連接；所述旋轉編碼器6固定在機架基體3外側伸出部分，旋轉編碼器6輸出端與小同步帶輪7以鍵的形式連接；大同步帶輪9通過軸套套在機架基體3外圍的指定位置上；大同步帶輪9通過同步齒形帶11連接小同步帶輪7，測頭保護殼10設置在機架基體3的一端並與大同步帶輪9固定連接，測頭保護殼10使用時與大同步帶輪9共同轉動，測頭保護殼10使用時隨著大同步帶輪9的轉動而轉動；雷射位移傳感器設置在測頭保護殼10內，卡爪5設置在機架基體3內，卡爪5通過鉸鏈2連接至卡爪操縱機構1，通過卡爪操縱機構1的動作實現卡爪5對被測轉子的夾緊和鬆開。在對被測轉子進行夾緊、定位後，通過手動轉動固定在機架基體上的旋轉編碼器，力和力矩就可以傳遞給小同步帶輪，進而通過同步齒形帶傳遞給大同步帶輪，從而控制固定在大同步帶輪上的測頭保護殼做周轉運動，使測量得到的數據更加精確。

卡爪操縱機構1包括滑塊13、調整螺母14、牽引塊15、固定螺母16和固定塊17五個部分，固定塊17固定在機架基體3上，固定螺母16和固定塊17連接，鉸鏈2的後端通過旋轉軸連接在固定塊17上，鉸鏈2的前端穿過機架基體3後通過轉軸與卡爪5連接；牽引塊15連接滑塊13，滑塊13連接旋轉螺母14，通過旋轉螺母14的旋轉使旋轉螺母14在機架基體3上左右移動，進而使得牽引塊15在機架基體3上沿軸向左右移動，進而帶動滑塊13移動，滑塊13通過活動杆18連接卡爪5, 活動杆18與滑塊13和卡爪5均通過轉軸活動連接，在機架基體3上設置有前後兩個限位滑孔12，活動杆18穿過前面的限位滑孔12, 鉸鏈2穿過後面的限位滑孔12。當活動杆18移動至限位滑孔12的前端面時，通過滑塊13的繼續向前移動，活動杆18的下端逐漸的向上升起，如圖2的虛線位置，進而實現卡爪5的放鬆，當需要夾緊時，則反向移動滑塊13即可。而活動杆18設置在滑塊13的側面。

該測量儀還包括張緊輪8，小同步帶輪7、張緊輪8和大同步帶輪9之間通過同步齒形帶11連接並聯動。由於張緊輪的存在，可以有效的調節大同步帶輪與小同步帶輪上同步齒形帶的張緊程度，從而保證運動的平穩性，使得測量得到的數據更精確。

測頭保護殼10內設置有調整螺杆，調整螺杆沿測頭保護殼10徑向設置，雷射位移傳感器與調整螺杆螺紋配合，使用時通過旋轉調整螺杆，調整雷射位移傳感器與被測轉子軸心的距離。也就是說可以通過旋轉螺杆來控制雷射位移傳感器與被測轉子軸心的距離，使測頭處於最佳測量位置。

所述卡爪5和鉸鏈2是可以拆裝的，可以根據被測轉子型號來選擇卡爪和鉸鏈的型號，可以滿足不同型號轉子的測量問題，有效地提高了可攜式轉子測量儀的測量範圍。

卡爪5為三個，三個卡爪5沿被測轉子的周向均勻設置，所謂均勻設置就是如圖2所示，三個卡爪5與被測轉子軸心連線形成三條線，三條線之間的夾角相同。

所述機架基體、卡爪、測頭保護殼等結構均採用鋁合金材料，極大的減少了可攜式轉子測量儀的自身重量，便於攜帶和測量，提高了測量效率，大大的節約了成本。

實驗時，根據被測轉子的具體型號選擇與之相對應的卡爪5和鉸鏈2，並正確安裝在開有孔的機架基體3上。順時針旋轉卡爪操縱機構1，通過鉸鏈2把運動傳遞給卡爪5，使卡爪5處於放鬆狀態；將可攜式轉子測量儀套在被測轉子的一個指定測量位置，逆時針旋轉卡爪操縱機構1，使卡爪5夾緊被測轉子，利用了三爪定心的原理，使可攜式測量儀的中心與被測轉子的軸心在同一條直線上。

通過張緊輪8來調節大同步帶輪9、小同步帶輪7上的同步齒形帶11的張緊程度，使大同步帶輪9和小同步帶輪7保持相同的線速度，提高測量精度。

調節測頭保護殼10中雷射位移傳感器與被測轉子的距離，儘量保證雷射位移傳感器處於其最佳測量距離處，並且保證雷射位移傳感器所發射的雷射的中心經過被測轉子的軸心。

當一切準備就緒，即可勻速轉動旋轉編碼器6的尾部，這時力和力矩就會通過旋轉編碼器的輸出端傳遞給小同步帶輪7，再經過同步齒形帶11將力和力矩傳遞給大同步帶輪9，進而帶動測頭保護殼10圍繞被測轉子進行周轉運動，雷射位移傳感器就會將測得的光信號通過後續處理電路轉化為數位訊號，完成該位置被測轉子廓形的數據採集。

然後我們再調節雷射位移傳感器測頭與被測轉子的距離，順時針旋轉卡爪操縱機構1，使卡爪5鬆開被測轉子，移動可攜式轉子測量儀到下一個預計測量位置並重複上面的操作，即可完成同一轉子，不同位置的數據採集工作。

採用上述技術方案的可攜式轉子測量儀，通過構件材料的選擇以及運動形式的確定等技術使得測量裝置更為便攜，有效的改善了傳統測量裝置比較沉重，測量時需要把被測件搬運到測量平臺上，耗時費力的測量方式，使測量變得更簡單、高效，具有廣闊的市場前景。