專利名稱：一種雙傳感器組合定值比較測頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及大型工件內(nèi)尺寸測量裝置，尤其涉及一種雙傳感器組合定值比較測頭。
背景技術(shù)：
隨著大型裝備制造業(yè)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造技術(shù)不斷革新，工業(yè)現(xiàn)場大型工件尺寸測量逐漸呈現(xiàn)出測量環(huán)境復(fù)雜、測量對象多樣、測量過程自動化和測量功能綜合化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的測量系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足日益增長的工業(yè)現(xiàn)場大型工件尺寸測量的要求。同時(shí)，對于大型工件的尺寸測量，例如汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)機(jī)組中的方槽和大孔等內(nèi)尺寸測量的要求也越來越高。對于大型工件的精密測量主要有以下的儀器:I)比較典型的有經(jīng)緯儀測量、雙頻激光干涉儀測量、跟蹤儀測量和關(guān)節(jié)式坐標(biāo)機(jī)等等。以上測量多為測量外尺寸，對工件的內(nèi)尺寸進(jìn)行測量極為不便。2)還有一些小型的測量工具，例如:百分表測量、內(nèi)徑千分尺測量和游標(biāo)卡尺等的測量，這些都屬于接觸式測量，不僅對工件表面和測量工具有損傷，而且需要人為引導(dǎo)，受人為經(jīng)驗(yàn)和情緒等主觀因素影響較大。3)還有一些大尺寸內(nèi)徑測量系統(tǒng)達(dá)到了很高的相對精度，但針對在機(jī)測量需求，還不便采用。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型提供了一種雙傳感器組合定值比較測頭，實(shí)現(xiàn)了非接觸式和在機(jī)測量，并對工件的內(nèi)尺寸進(jìn)行了測量；詳見下文描述:一種雙傳感器組合定值比較測頭，包括:測頭架，所述測頭架上設(shè)置有移動架、測量裝置和連接部件，其特征在于，所述測頭架包括:U型槽，所述U型槽的一側(cè)設(shè)置有4個(gè)第一調(diào)節(jié)鍵，另一側(cè)設(shè)置有2個(gè)第一調(diào)節(jié)鍵；所述U型槽上還設(shè)置有18個(gè)第一螺絲，其中6個(gè)所述第一螺絲與6個(gè)所述第一調(diào)節(jié)鍵相互配合，用于調(diào)節(jié)兩個(gè)激光位移傳感器出射線的左右方向的位姿 ’另12個(gè)所述第一螺絲用于固定所述移動架；所述U型槽的底面設(shè)置有相互配合的4個(gè)第二調(diào)節(jié)鍵和4個(gè)第二螺絲；所述連接部件包括:與所述測頭架固定連接的倒U型槽；所述倒U型槽通過圓柱棒連接有連接件，所述連接件上設(shè)置有調(diào)節(jié)所述連接件與所述倒U型槽之間夾角的第三螺絲，所述圓柱棒作為所述夾角調(diào)節(jié)的中心軸；所述倒U型槽上還設(shè)置有相互配合的2個(gè)第四調(diào)節(jié)鍵和2個(gè)第四螺絲，所述第二調(diào)節(jié)鍵、所述第二螺絲、所述第四調(diào)節(jié)鍵和所述第四螺絲用于調(diào)節(jié)所述兩個(gè)激光位移傳感器出射線的上下方向的位姿；所述測量裝置包括:設(shè)置在所述移動架上的所述兩個(gè)激光位移傳感器，設(shè)置在所述測頭架上的數(shù)據(jù)處理及顯示模塊，所述激光位移傳感器采集位移數(shù)據(jù)，并傳輸至數(shù)據(jù)處理及顯示模塊，所述數(shù)據(jù)處理及顯示模塊對所述位移數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理后的數(shù)據(jù)傳輸并顯示。所述測量裝置還包括:設(shè)置在所述測頭架上的電池。所述電池為鋰電池。所述數(shù)據(jù)處理及顯示模塊還包括:無線收發(fā)模塊，所述無線收發(fā)模塊將所述位移數(shù)據(jù)傳輸至外部控制裝置。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案的有益效果是:I)安全性高:接觸測量一般要求操作人員要位于測量要素附近操作、讀數(shù)或引導(dǎo)，這就限制了自動測量的可能性。基于激光位移傳感器的雙傳感器組合定值比較測頭采用的是非接觸定值比較測量，非接觸測頭遠(yuǎn)離被測表面，因此該自動或半自動過程具有足夠安全性。2)檢測精度高:該測頭采用高精度激光位移傳感器，能夠快速精確的測量出被測物到傳感器的距離，采用比較測量法，通過被測參數(shù)與某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，可以實(shí)現(xiàn)大尺寸的高精度測量。3)動態(tài)自動測量和手動測量共存:測量部分由高精度的激光位移傳感器、無線收發(fā)模塊、電池和數(shù)據(jù)處理及顯示模塊組成，不僅可以手動測量，直接觀察數(shù)據(jù)處理及顯示模塊得出的測量結(jié)果，而且可以將測頭安裝在機(jī)床上，通過無線收發(fā)模塊將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，完成動態(tài)自動測量。4)適用范圍廣:該測頭不僅能夠完成軸孔類工件軸孔的內(nèi)尺寸測量和兩個(gè)平面間距測量，通過設(shè)計(jì)激光位移傳感器位置調(diào)節(jié)裝置可以實(shí)現(xiàn)不同孔徑和不同平面間距的測量。
5)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單:該測頭僅通過結(jié)構(gòu)簡單的測頭架將激光位移傳感器、電池、數(shù)據(jù)處理及顯示模塊等部件組合到一起，使用方便、簡單。

圖1為定值比較測頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為定值比較測頭的內(nèi)部示意圖；圖3連接部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4a為定值比較測頭主視圖；圖4b為定值比較測頭左視半剖圖。附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下:1:測頭架；2:移動架；3:測量裝置；4:連接部件；11:U型槽；12:第一調(diào)節(jié)鍵；13:第一螺絲；14:第二調(diào)節(jié)鍵；15:第二螺絲；31:激光位移傳感器；32:數(shù)據(jù)處理及顯示模塊； 33:電池；34:無線收發(fā)模塊；41:倒U型槽；42:圓柱棒；43:連接件；44:第三螺絲；45:第四調(diào)節(jié)鍵；[0035]46:第四螺絲。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。為了實(shí)現(xiàn)非接觸式和在機(jī)測量，并對工件的內(nèi)尺寸進(jìn)行測量，本實(shí)用新型實(shí)施例提出了一種雙傳感器組合定值比較測頭，參見圖1、圖2、圖3、圖4a和圖4b，該雙傳感器組合定值比較測頭包括:測頭架1，測頭架I上設(shè)置有移動架2、測量裝置3和連接部件4，測頭架I包括:U型槽11，U型槽11的一側(cè)設(shè)置有4個(gè)第一調(diào)節(jié)鍵12，另一側(cè)設(shè)置有2個(gè)第一調(diào)節(jié)鍵12 ；U型槽11上還設(shè)置有18個(gè)第一螺絲13，其中6個(gè)第一螺絲13與6個(gè)第一調(diào)節(jié)鍵12相互配合，用于調(diào)節(jié)兩個(gè)激光位移傳感器31出射線的左右方向的位姿；另12個(gè)第一螺絲13用于固定移動架2 ;U型槽11的底面設(shè)置有相互配合的4個(gè)第二調(diào)節(jié)鍵14和4個(gè)第二螺絲15 ；連接部件4包括:與測頭架I固定連接的倒U型槽41 ;倒U型槽41通過圓柱棒42連接有連接件43，連接件43上設(shè)置有調(diào)節(jié)連接件43與倒U型槽41之間夾角的第三螺絲44，圓柱棒42作為夾角調(diào)節(jié)的中心軸；倒U型槽41上還設(shè)置有相互配合的2個(gè)第四調(diào)節(jié)鍵45和2個(gè)第四螺絲46，第二調(diào)節(jié)鍵14、第二螺絲15、第四調(diào)節(jié)鍵45和第四螺絲46用于調(diào)節(jié)兩個(gè)激光位移傳感器31出射線的上下方向的位姿；測量裝置3包括:設(shè)置在移動架2上的兩個(gè)激光位移傳感器31，設(shè)置在測頭架I上的數(shù)據(jù)處理及顯示模塊32，激光位移傳感器31采集位移數(shù)據(jù)，并傳輸至數(shù)據(jù)處理及顯示模塊32，數(shù)據(jù)處理及顯示模塊32對位移數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理后的數(shù)據(jù)傳輸并顯示。通過上述測頭中器件間的相互配合共同作用完成大型工件內(nèi)尺寸的測量。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通過調(diào)整移動架2在測頭架I上的位置可以測量不同尺寸的工件的內(nèi)尺寸測量。為了方便激光位移傳感器31和數(shù)據(jù)處理及顯示模塊32的供電，該測量裝置還包括:設(shè)置在測頭架I上的電池33，優(yōu)選為鋰電池。為了方便數(shù)據(jù)處理及顯示模塊32的數(shù)據(jù)傳輸，該數(shù)據(jù)處理及顯示模塊32還包括:無線收發(fā)模塊34。在動態(tài)自動測量時(shí)，數(shù)據(jù)處理及顯示模塊32采集激光位移傳感器31的位移數(shù)據(jù)，并通過無線收發(fā)模塊34傳送至外部控制裝置，同時(shí)在手動測量時(shí)，數(shù)據(jù)處理及顯示模塊32能直接處理傳感器的數(shù)據(jù)，通過與初始量(通過與標(biāo)準(zhǔn)長度比較所得)相加，得到測量結(jié)果，并顯示測量結(jié)果。激光位移傳感器31、電池33和無線收發(fā)模塊34組成一套無線系統(tǒng)，能夠方便安裝在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)動態(tài)測量。其中，外部控制裝置根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的需要進(jìn)行選擇，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本實(shí)用新型實(shí)施例對此不做限制。該測頭的工作原理是:本實(shí)用新型采用激光位移傳感器31進(jìn)行非接觸測量。相對于傳統(tǒng)的內(nèi)徑百分表測量，該測頭不需人為進(jìn)行引導(dǎo)，通過數(shù)據(jù)處理及顯示模塊32能夠直接知道待測工件的內(nèi)徑。該測頭僅通過結(jié)構(gòu)簡單的測頭架I將激光位移傳感器31、數(shù)據(jù)處理及顯示模塊32以及電源33等部件組合到一起，使用方便、簡單。激光位移傳感器31的固定部件即為移動架2，調(diào)節(jié)移動架2在測頭架I上的位置能夠測量不同尺寸的工件的內(nèi)尺寸。測頭采用數(shù)據(jù)處理及顯示模塊32以及電池33供電，能夠方便的將測頭安裝在機(jī)床的主軸上，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)動態(tài)自動測量和手動測量。通過測頭與比較測量方法結(jié)合，能夠快速實(shí)現(xiàn)內(nèi)尺寸的測量。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，上述本實(shí)用新型實(shí)施例序號僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種雙傳感器組合定值比較測頭，包括:測頭架，所述測頭架上設(shè)置有移動架、測量裝置和連接部件，其特征在于， 所述測頭架包括:u型槽，所述U型槽的一側(cè)設(shè)置有4個(gè)第一調(diào)節(jié)鍵，另一側(cè)設(shè)置有2個(gè)第一調(diào)節(jié)鍵；所述U型槽上還設(shè)置有18個(gè)第一螺絲，其中6個(gè)所述第一螺絲與6個(gè)所述第一調(diào)節(jié)鍵相互配合，用于調(diào)節(jié)兩個(gè)激光位移傳感器出射線的左右方向的位姿 ’另12個(gè)所述第一螺絲用于固定所述移動架；所述U型槽的底面設(shè)置有相互配合的4個(gè)第二調(diào)節(jié)鍵和4個(gè)第二螺絲； 所述連接部件包括:與所述測頭架固定連接的倒U型槽；所述倒U型槽通過圓柱棒連接有連接件，所述連接件上設(shè)置有調(diào)節(jié)所述連接件與所述倒U型槽之間夾角的第三螺絲，所述圓柱棒作為所述夾角調(diào)節(jié)的中心軸；所述倒U型槽上還設(shè)置有相互配合的2個(gè)第四調(diào)節(jié)鍵和2個(gè)第四螺絲，所述第二調(diào)節(jié)鍵、所述第二螺絲、所述第四調(diào)節(jié)鍵和所述第四螺絲用于調(diào)節(jié)所述兩個(gè)激光位移傳感器出射線的上下方向的位姿； 所述測量裝置包括:設(shè)置在所述移動架上的所述兩個(gè)激光位移傳感器，設(shè)置在所述測頭架上的數(shù)據(jù)處理及顯示模塊，所述激光位移傳感器采集位移數(shù)據(jù)，并傳輸至所述數(shù)據(jù)處理及顯示模塊，所述數(shù)據(jù)處理及顯示模塊對所述位移數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理后的位移數(shù)據(jù)傳輸并顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙傳感器組合定值比較測頭，其特征在于，所述測量裝置還包括:設(shè)置在所述測頭架上的電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙傳感器組合定值比較測頭，其特征在于，所述電池為鋰電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙傳感器組合定值比較測頭，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理及顯示模塊還包括:無線收發(fā)模塊 ； 所述無線收發(fā)模塊將所述位移數(shù)據(jù)傳輸至外部控制裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙傳感器組合定值比較測頭，包括測頭架，測頭架上設(shè)置移動架、測量裝置和連接部件，第一螺絲與第一調(diào)節(jié)鍵相互配合，用于調(diào)節(jié)兩個(gè)激光位移傳感器出射線的左右方向的位姿；第二調(diào)節(jié)鍵、第二螺絲、第四調(diào)節(jié)鍵和第四螺絲用于調(diào)節(jié)兩個(gè)激光位移傳感器出射線的上下方向的位姿；調(diào)節(jié)移動架在測頭架上的位置能夠測量不同尺寸的工件的內(nèi)尺寸，實(shí)現(xiàn)了非接觸式和在機(jī)測量。測頭采用數(shù)據(jù)處理及顯示模塊以及電池供電，能夠方便的將測頭安裝在機(jī)床的主軸上，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)動態(tài)自動測量和手動測量。
文檔編號G01B11/00GK202938788SQ201220652718
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者劉新波, 王仲, 蘇野, 劉紅光, 陳浩, 李興強(qiáng) 申請人:天津大學(xué)