特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置測頭的制作方法
【專利摘要】特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置測頭，包括定心裝置和與定心裝置一端鉸接的定心連接塊；所述定心裝置包括主體和設(shè)置在主體上的導(dǎo)向桿、兩個固定測頭、兩個動測頭以及反射鏡；本發(fā)明的特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置利用定心裝置自身中心軸線去反映特種細長管內(nèi)膛螺旋線中心軸線的實際走向，以完成對每根螺旋線中心軸線的直線度誤差檢測，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
【專利說明】特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置測頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及幾何量計量領(lǐng)域，特別涉及一種用于檢測特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差的檢測裝置的測頭。
【背景技術(shù)】
[0002]直線度測量是幾何量計量領(lǐng)域里一個最基本的項目，它是平面度、平行度、垂直度、同軸度等幾何測量的基礎(chǔ)。直線度在生產(chǎn)使用中受到高度重視，同時也是機械制造業(yè)中非常重要的內(nèi)容。
[0003]目前，國內(nèi)對特種細長管的螺旋線直線度誤差的檢測一直都是使用直線度量規(guī)進行檢測。按特種細長管內(nèi)膛的直徑公差范圍進行分組，制造不同的直徑的直線度量規(guī)，通過操作量規(guī)能或者不能通過特種細長管內(nèi)膛來判斷其直線度是否合格。這是一種定性檢測方式，不能以定量的方式給出特種細長管螺旋線的直線度誤差、螺旋線的實際輪廓等參數(shù)，對特種細長管的工藝制造與檢修造成了很大的困難。對于直線度量規(guī)能順利通過但實際精度依然很差的特種細長管更是無從分析其原因。
[0004]國外學(xué)者Mark Bundy等人利用激光源與光電二極管等器件完成了對口徑Φ20ι?πι的特種細長管直線度的檢測，但是他們是對特種細長管所有膛線所形成的圓柱體的中心軸線的直線度進行檢測，并沒有對單根內(nèi)膛螺旋線的直線度還是無法檢測，這種測量對指導(dǎo)特種細長管內(nèi)膛螺旋線的加工工藝并未起到定量描述的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中，利用激光源與光電二極管等器件只能對特種細長管所有膛線所形成的圓柱體的中心軸線的直線度進行檢測，不能對單根內(nèi)膛螺旋線的直線度進行檢測，并且對特種細長管內(nèi)膛螺旋線的加工工藝不能起到定量描述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于檢測特種細長管單根螺旋線直線度誤差的檢測裝置測頭，該檢測裝置測頭利用定心裝置自身中心軸線去反映特種細長管內(nèi)膛螺旋線中心軸線的實際走向，以完成對每根螺旋線中心軸線的直線度誤差檢測。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0007]特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置測頭，包括定心裝置和與定心裝置一端鉸接的定心連接塊；所述定心裝置包括主體和設(shè)置在主體上的導(dǎo)向桿、兩個固定測頭、兩個動測頭以及反射鏡；所述導(dǎo)向桿與特種細長管的螺旋線凹槽配合設(shè)置，防止固定測頭在運動過程中脫離螺旋線表面；所述兩個固定測頭在主體的軸線方向上間隔一定距離，并且具有一定的夾角；所述兩個動測頭設(shè)置在主體上與兩個固定測頭基本相對的位置；所述射鏡設(shè)置在主體的端面上；所述定心連接塊上設(shè)置有螺旋線，螺旋線的起始角度與導(dǎo)向桿對應(yīng)，以保證導(dǎo)向桿進入特種細長管的螺旋線凹槽后，定心連接塊能進入特種細長管的內(nèi)膛；螺旋線的寬度小于被測螺旋線凹槽的寬度。
[0008]優(yōu)選的，所述定心裝置通過定位銷與定心連接塊鉸接，主體能夠在垂直于定位銷的方向上自由轉(zhuǎn)動。
[0009]優(yōu)選的，所述主體上設(shè)置有兩個半球形凹槽，固定測頭通過強力膠水粘貼在半球形凹槽內(nèi)。
[0010]優(yōu)選的，所述主體上設(shè)置有兩個安裝孔，安裝孔內(nèi)設(shè)置有彈簧，動測頭通過止頭螺釘設(shè)置在安裝孔內(nèi)。
[0011]優(yōu)選的，所述兩個固定測頭在主體的軸線方向上間隔的距離L為10mm，被測螺旋線的導(dǎo)程為S，所述兩個固定測頭之間的夾角0=L/SX36O°。
[0012]優(yōu)選的，所述定心連接塊上螺旋線的寬度為被測螺旋線凹槽寬度的三分之二。
[0013]優(yōu)選的，所述定心連接塊的外徑尺寸與特種細長管的內(nèi)膛螺旋線的直徑尺寸一致。
[0014]優(yōu)選的，所述導(dǎo)向桿設(shè)置在主體的中間位置。
[0015]優(yōu)選的，所述反射鏡通過光學(xué)膠粘貼在主體的端面上。
[0016]優(yōu)選的，所述固定測頭為Φ2ι?πι的鋼球。
[0017]本發(fā)明的有益技術(shù)效果:
[0018]1.定心裝置能實時跟蹤特種細長管內(nèi)膛單根螺旋線，反映螺旋線中心軸線的走向。定心裝置在驅(qū)動力的作用下沿著螺旋線軌跡平穩(wěn)運動，其偏轉(zhuǎn)角度能實時地反映單根螺旋線中心軸線的走向。通過光電自準(zhǔn)直儀對安裝在定心裝置前端的反射鏡的兩個方向傾角的測量能夠計算出定心裝置中線軸線與測量光束的夾角。采用自準(zhǔn)直儀法獲取每個測量跨距內(nèi)定心裝置中心軸線與測量光束的夾角變化，計算出其中心軸線首尾兩點在垂直于測量光束方向上的距離，并通過測量點描繪出螺旋線中心的位置，以實現(xiàn)特種細長管單根螺旋線的直線度檢測以及定量描述。
[0019]2.定心連接塊具有導(dǎo)向功能，在定心連接塊的表面加工出螺旋線，使其與特種細長管內(nèi)膛螺旋線凹槽配合，使定心裝置的動測頭與定測頭更準(zhǔn)確地沿著特種細長管螺旋線運動，以避免動測頭與定測頭偏離螺旋線運動而造成定心裝置不能跟蹤螺旋線，并保證定心裝置的穩(wěn)定性與平穩(wěn)性。同時，定心連接塊與特種細長管內(nèi)膛配合能夠減小連桿自重產(chǎn)生的誤差影響。
[0020]3.根據(jù)不同口徑特種細長管內(nèi)膛的結(jié)構(gòu)，定心裝置上設(shè)計不同的導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿與螺旋線凹槽邊緣接觸能夠保證定心裝置的運動軌跡沿著螺旋線進行，并且固定測頭與動測頭都能沿著相應(yīng)的螺旋線軌跡移動。
[0021]4.定心裝置的動測頭采用了柔性設(shè)計，能適應(yīng)特種細長管內(nèi)膛直徑的公差范圍，為固定測頭提供預(yù)緊力使其始終與被測螺旋線緊密接觸。
[0022]5.定心裝置能夠有效的配合光軸法測量平面直線度的數(shù)學(xué)模型，當(dāng)定心裝置沿著細長管內(nèi)孔進行運動時，將會在兩個方向上進行傾斜，通過笛卡爾坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換計算出各個測點的坐標(biāo)值，通過合適的方法進行空間直線擬合，通過直線度誤差的評定算法能夠精確的評定出特種細長管的直線度誤差。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1定心裝置及其附件系統(tǒng)總體示意圖；
[0024]圖2為定心裝置主體示意圖；[0025]圖3為動測頭安裝示意圖；
[0026]圖4為動測頭的剖視圖。
[0027]附圖標(biāo)記
[0028]1.反射鏡；2.固定測頭；3.主體；4.動測頭；41.臺階；5.彈簧；6止頭螺釘；7定位銷；8.定心連接塊；9.導(dǎo)向桿；10.凹槽
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步詳細描述。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明的特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置測頭，包括定心裝置和與定心裝置的一端鉸接的定心連接塊8 ;在本實施例中，所述定心裝置通過定位銷7與定心連接塊8鉸接，主體3能夠在垂直于定位銷的方向上自由轉(zhuǎn)動。
[0031]如圖1所示，所述定心裝置包括主體3和設(shè)置在主體3上的導(dǎo)向桿9、兩個固定測頭2、兩個動測頭4以及反射鏡I ;所述導(dǎo)向桿9設(shè)置在主體3的中間位置，導(dǎo)向桿9與特種細長管的螺旋線凹槽配合設(shè)置，防止固定測頭2在運動過程中脫離螺旋線表面。
[0032]如圖1和圖2所示，所述主體3上設(shè)置有兩個半球形凹槽10，固定測頭2通過強力膠水粘貼在半球形凹槽10內(nèi)。
[0033]如圖1所示，所述兩個固定測頭2在主體3的軸線方向上間隔一定距離，并且具有一定的夾角；所述兩個固定測頭2在主體3的軸線方向上間隔的距離L為10mm，被測螺旋線的導(dǎo)程為S，所述兩個固定測頭2之間的夾角0=L/SX36O°。由于測量過程中固定測頭2所受摩擦力較大，固定測頭抗摩擦的能力應(yīng)該足夠強才能減小因磨損而造成的誤差，因此，在本實施例中，固定測頭選用Φ2πιπι的鋼球。
[0034]如圖1所示，所述兩個動測頭4設(shè)置在主體3上與兩個固定測頭2基本相對的位置；如圖1和圖3所示，所述主體3上設(shè)置有兩個安裝孔，安裝孔內(nèi)設(shè)置有彈簧，動測頭4通過止頭螺釘6設(shè)置在安裝孔內(nèi)。如圖4所示:動測頭上設(shè)置有臺階41，其與止頭螺釘6的側(cè)面接觸，這樣既能起到對動測頭4限位的作用，又使得動測頭的其他位置不會跟止頭螺釘?shù)亩嗣娼佑|，避免了干涉動測頭的上下移動。如圖3所示，動測頭4能夠在安裝孔中上下自由的移動，在止頭螺釘6的限位作用下，動測頭4不會在彈簧力的作用下脫落。
[0035]所述射鏡I設(shè)置在主體3的端面上，在本實施例中，所述反射鏡I通過光學(xué)膠粘貼在主體3的端面上。
[0036]如圖1所示，所述定心連接塊8上設(shè)置有螺旋線，螺旋線的起始角度與導(dǎo)向桿9對應(yīng)，以保證導(dǎo)向桿9進入特種細長管的螺旋線凹槽后，定心連接塊8能進入特種細長管的內(nèi)膛；螺旋線的寬度小于被測螺旋線凹槽的寬度。在本實施例中，所述定心連接塊8上螺旋線的寬度優(yōu)選為被測螺旋線凹槽寬度的三分之二，這樣既不會發(fā)生卡死又能減小晃動，減小測量誤差。所述定心連接塊8的外徑尺寸與特種細長管的內(nèi)膛螺旋線的直徑尺寸一致。但由于螺旋線直徑存在公差，應(yīng)對公差進行分組，根據(jù)公差的分組數(shù)值來確定定心連接塊8的外徑尺寸。
[0037]綜上所述，本發(fā)明的特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置測頭利用定心裝置自身中心軸線去反映特種細長管內(nèi)膛螺旋線中心軸線的實際走向，以完成對每根螺旋線中心軸線的直線度誤差檢測，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。[0038]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置測頭，其特征在于:包括定心裝置和與定心裝置一端鉸接的定心連接塊(8)； 所述定心裝置包括主體(3)和設(shè)置在主體(3)上的導(dǎo)向桿(9)、兩個固定測頭(2)、兩個動測頭(4)以及反射鏡(I); 所述導(dǎo)向桿(9)與特種細長管的螺旋線凹槽配合設(shè)置，防止固定測頭(2)在運動過程中脫離螺旋線表面； 所述兩個固定測頭(2)在主體(3)的軸線方向上間隔一定距離，并且具有一定的夾角； 所述兩個動測頭(4)設(shè)置在主體(3)上與兩個固定測頭(2)基本相對的位置； 所述射鏡(I)設(shè)置在主體(3)的端面上； 所述定心連接塊(8)上設(shè)置有螺旋線，螺旋線的起始角度與導(dǎo)向桿(9)對應(yīng)，以保證導(dǎo)向桿(9)進入特種細長管的螺旋線凹槽后，定心連接塊(8)能進入特種細長管的內(nèi)膛；螺旋線的寬度小于被測螺旋線凹槽的寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置測頭，其特征在于:所述定心裝置通過定位銷(7)與定心連接塊(8)鉸接，主體(3)能夠在垂直于定位銷(7)的方向上自由轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置測頭，其特征在于:所述主體(3)上設(shè)置有兩個半球形凹槽(10)，固定測頭(2)通過強力膠水粘貼在半球形凹槽(10)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置測頭，其特征在于:所述主體(3)上設(shè)置有兩個安裝孔，安裝孔內(nèi)設(shè)置有彈簧，動測頭(4)通過止頭螺釘(6)設(shè)置在安裝孔內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置測頭，其特征在于:所述兩個固定測頭(2)在主體(3)的軸線方向上間隔的距離L為10mm，被測螺旋線的導(dǎo)程為S，所述兩個固定測頭(2)之間的夾角0=L/SX36O°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置測頭，其特征在于:所述定心連接塊(8)上螺旋線的寬度為被測螺旋線凹槽寬度的三分之二。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置測頭，其特征在于:所述定心連接塊(8)的外徑尺寸與特種細長管的內(nèi)膛螺旋線的直徑尺寸一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置測頭，其特征在于:所述導(dǎo)向桿(9)設(shè)置在主體(3)的中間位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置測頭，其特征在于:所述反射鏡(I)通過光學(xué)膠粘貼在主體(3)的端面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種細長管內(nèi)膛螺旋線直線度誤差檢測裝置測頭，其特征在于:所述固定測頭(2)為Φ2πιπι的鋼球。
【文檔編號】G01B11/27GK103486983SQ201310331537
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月1日
【發(fā)明者】劉學(xué)明, 羅鈞, 張平, 付麗, 陳建端, 柳政, 王云 申請人:重慶建設(shè)工業(yè)(集團)有限責(zé)任公司