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，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，對于大型工件的尺寸測量，例如汽輪機、發(fā)電機機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)式坐標機等等。以上測量多為測量外尺寸，對工件的內(nèi)尺寸進行測量極為不便。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)達到了很高的相對精度，但針對在機測量需求，還不便采用。

實用新型內(nèi)容
本實用新型提供了一種雙傳感器組合定值比較測頭，實現(xiàn)了非接觸式和在機測量，并對工件的內(nèi)尺寸進行了測量；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個第一調(diào)節(jié)鍵，另一側(cè)設(shè)置有2個第一調(diào)節(jié)鍵；所述U型槽上還設(shè)置有18個第一螺絲，其中6個所述第一螺絲與6個所述第一調(diào)節(jié)鍵相互配合，用于調(diào)節(jié)兩個激光位移傳感器出射線的左右方向的位姿 ’另12個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個第二調(diào)節(jié)鍵和4個第二螺絲；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個第四調(diào)節(jié)鍵和2個第四螺絲，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?；诩す馕灰苽鞲衅鞯碾p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)與某個標準量進行比較，可以實現(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床上，通過無線收發(fā)模塊將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C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)尺寸測量和兩個平面間距測量，通過設(shè)計激光位移傳感器位置調(diào)節(jié)裝置可以實現(xiàn)不同孔徑和不同平面間距的測量。
5)機械結(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。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。為了實現(xiàn)非接觸式和在機測量，并對工件的內(nèi)尺寸進行測量，本實用新型實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個第一調(diào)節(jié)鍵12，另一側(cè)設(shè)置有2個第一調(diào)節(jié)鍵12 ；U型槽11上還設(shè)置有18個第一螺絲13，其中6個第一螺絲13與6個第一調(diào)節(jié)鍵12相互配合，用于調(diào)節(jié)兩個激光位移傳感器31出射線的左右方向的位姿；另12個第一螺絲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個第二調(diào)節(jié)鍵14和4個第二螺絲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個第四調(diào)節(jié)鍵45和2個第四螺絲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。實際應(yīng)用時，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，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，同時在手動測量時，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(通過與標準長度比較所得)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)，能夠方便安裝在機床上實現(xiàn)動態(tài)測量。其中，外部控制裝置根據(jù)實際應(yīng)用中的需要進行選擇，具體實現(xiàn)時，本實用新型實施例對此不做限制。該測頭的工作原理是:本實用新型采用激光位移傳感器31進行非接觸測量。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床的主軸上，能夠同時實現(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優(yōu)選實施例的示意圖，上述本實用新型實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(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個第一調(diào)節(jié)鍵，另一側(cè)設(shè)置有2個第一調(diào)節(jié)鍵；所述U型槽上還設(shè)置有18個第一螺絲，其中6個所述第一螺絲與6個所述第一調(diào)節(jié)鍵相互配合，用于調(diào)節(jié)兩個激光位移傳感器出射線的左右方向的位姿 ’另12個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個第二調(diào)節(jié)鍵和4個第二螺絲； 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個第四調(diào)節(jié)鍵和2個第四螺絲，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，實現(xiàn)了非接觸式和在機測量。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床的主軸上，能夠同時實現(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 申請人:天津大學(xué)