CN110763145A - 一种用于缸体的可变径内壁扫查仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于缸体的可变径内壁扫查仪，包括支撑盘、设于支撑盘上的电动转台、电动转台上设有测距传感器和摄像仪，支撑盘沿其径向设置有至少三个可伸缩的、用于将支撑盘卡紧于缸体内壁的支撑杆，电动转台的旋转平台、测距传感器的检测方向以及摄像仪的拍摄方向均平行于支撑杆的伸缩方向。支撑盘上的支撑杆可伸出并支撑在待测缸体内壁上，提供检测的基准，并使支撑盘平行与缸体的径向，以使激光测距传感器正对对准缸体内壁实现直接测量；摄像仪可以同步观测缸体内壁的图像，从而可以实现测距和图像获取的同步检测，摄像仪采用正对内壁的安装方式，图像畸变小；可以实现不同直径规格缸体的测量，测量范围调整方便。

Description

一种用于缸体的可变径内壁扫查仪

技术领域

本发明涉及内壁检查技术领域，更具体地说，涉及一种用于缸体的可变径内壁扫查仪。

背景技术

在液压装置中，液压缸体是一种重载低速部件，存在工作状况恶劣，容易磨损，并且难于维护。随着装备大型化的发展，直径较大的缸体应用越来越多，而相应的检测检查装备相对比较单一，无法满足工业现场的需求。

大型的机械式的内径千分尺十分笨重，难于使用，而且缸径较多时，往往需要全系列的内径千分尺，甚至达到10把以上，购买、使用、维护的成本都非常高昂。具有较高测量精度的三坐标测量机，设备庞大，无法进行工业检修维护现场的使用。

目前，矿业、油田行业的液压***中液压缸体普遍使用，直径从100mm到800mm，长度最长可达6m，价格昂贵，由于检测技术手段效率低、不方便，造成检修不足，提前报废造成了极大的浪费，而带疾作业则易于造成安全事故。

因此，如何解决缸体内径检查不便且成本高的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于缸体的可变径内壁扫查仪，可以实现不同直径规格缸体的内径测量，测量范围调整方便，成本低，并且不丧失测量精度。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于缸体的可变径内壁扫查仪，包括支撑盘、设于所述支撑盘上的电动转台、所述电动转台上设有测距传感器和摄像仪，所述支撑盘沿其径向设置有至少三个可伸缩的、用于将所述支撑盘卡紧于缸体内壁的支撑杆，所述电动转台的旋转平台、所述测距传感器的检测方向以及所述摄像仪的拍摄方向均平行于所述支撑杆的伸缩方向。

优选的，所述测距传感器为激光测距传感器。

优选的，所述激光测距传感器的激光射出点位于所述电动转台的旋转中心。

优选的，所述支撑盘上固定有转台安装架，所述电动转台安装于所述转台安装架，所述电动转台的旋转平台上固定有与其平行的安装板，所述测距传感器与所述摄像仪安装于所述安装板上。

优选的，所述电动转台为光学蜗轮蜗杆转台。

优选的，所述支撑杆包括沿所述支撑盘的径向设置的的丝杆、设于所述丝杆上的螺母、通过联轴器连接于所述丝杆以用于驱动所述丝杆转动的驱动电机、以及连接于所述螺母的移动杆。

优选的，所述支撑盘上设有沿其径向贯穿的导向槽，所述移动杆可滑动的设于所述导向槽内。

优选的，至少两个所述支撑杆的外端设有与所述支撑盘的轴向平行的定位杆，其余所述支撑杆的端部为圆弧面。

优选的，所述支撑杆的个数为三个，三个所述支撑杆的夹角互为120°。

本发明所提供的用于缸体的可变径内壁扫查仪，支撑盘上的支撑杆可伸出并支撑在待测缸体内壁上，提供检测的基准，即通过支撑杆将支撑盘卡紧固定在缸体内部，并使支撑盘平行与缸体的径向，以使激光测距传感器正对对准缸体内壁实现直接测量；另外，摄像仪可以同步观测缸体内壁的图像，从而可以实现测距和图像获取的同步检测，而且，摄像仪采用正对内壁的安装方式，图像畸变小，易于观察；通过支撑杆的伸缩长度，可以实现不同直径规格缸体的测量，测量范围调整方便，成本低，并且不丧失测量精度；还具有结构紧凑，简便易行的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供用于缸体的可变径内壁扫查仪具体实施例的示意图；

图2为支撑盘及其上的支撑杆的正面示意图；

图3为支撑盘及其上的支撑杆的背面示意图；

图4为图1的***示意图；

图5为电动转台以及转台安装架的示意图。

其中，1-支撑盘、11-支撑杆、12-后支撑座、13-丝杆、14-螺母、15-后支撑座、16-联轴器、17-电机支撑座、18-驱动电机、19-移动杆、20-上固定架、21-下固定架、22-定位杆、23-前挡块、24-后挡块、2-转台安装架、3-电动转台、31-转台电机、32-转台电机支撑座、33-电机齿轮、34-转台齿轮35-旋转平台、4-安装板、5-激光测距传感器、6-摄像仪。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种用于缸体的可变径内壁扫查仪，可以实现不同直径规格缸体的内径测量，测量范围调整方便，成本低，并且不丧失测量精度。

请参考图1至图5，图1为本发明所提供用于缸体的可变径内壁扫查仪具体实施例的示意图；图2为支撑盘及其上的支撑杆的正面示意图；图3为支撑盘及其上的支撑杆的背面示意图；图4为图1的***示意图；图5为电动转台以及转台安装架的示意图。

本发明所提供的用于缸体的可变径内壁扫查仪，包括支撑盘1、设于支撑盘1上的电动转台3、电动转台3上设有测距传感器和摄像仪6，支撑盘1沿其径向设置有至少三个可伸缩的、用于将支撑盘1卡紧于缸体内壁的支撑杆11，电动转台3的旋转平台35、测距传感器的检测方向以及摄像仪6的拍摄方向均平行于支撑杆11的伸缩方向。

其中，支撑盘1为圆盘型结构，支撑盘1为整个装置的载体，支撑盘1上设有电动转台3，电动转台3上有可以旋转的旋转平台35，旋转平台35上设有测距传感器与摄像仪6，支撑盘1沿其径向上还设有至少三个可伸缩的支撑杆11，以便通过支撑杆11将支撑盘1卡紧于缸体的内壁；支撑盘1的上的支撑杆11从盘中伸出，支撑在缸体内壁上，提供检测的基准；电动转台3固定在支撑盘1上，产生轴向扫描运动；测距传感器和摄像仪6固定在电动转台3的旋转平台35上，测距传感器用于测量缸体内径，而摄像仪6用于拍摄内壁的图像。

由于电动转台3的旋转平台35、测距传感器的检测方向以及摄像仪6的拍摄方向均平行于支撑杆11的伸缩方向，因此，在将支撑盘1固定在缸体内部的过程中，需要将支撑盘1的调整至与缸体的径向平行，从而在电动转台3带动测距传感器与摄像仪6旋转时，测距传感器在旋转的过程中，可对缸体的内径进行测量检查，同时，摄像仪6可以同步获取缸体内壁的图像，以便检查人员总和排查缸体的磨损情况。

因此，本发明所提供的用于缸体的可变径内壁扫查仪，支撑盘1上的支撑杆11可伸出并支撑在待测缸体内壁上，提供检测的基准，即通过支撑杆11将支撑盘1卡紧固定在缸体内部，并使支撑盘1平行与缸体的径向，以使激光测距传感器5正对对准缸体内壁实现直接测量；另外，摄像仪6可以同步观测缸体内壁的图像，从而可以实现测距和图像获取的同步检测，而且，摄像仪6采用正对内壁的安装方式，图像畸变小，易于观察；通过支撑杆11的伸缩长度，可以实现不同直径规格缸体的测量，测量范围调整方便，成本低，并且不丧失测量精度；还具有结构紧凑，简便易行的特点。

在上述实施例的基础之上，优选的，测距传感器为激光测距传感器5。具体的，激光测距传感器5的激光射出点位于电动转台3的旋转中心，以使得激光测距传感器5所测量到的距离或者经过计算得到的为缸体半径，优化测距方案。

在上述实施例的基础之上，优选的，支撑盘1上固定有转台安装架2，电动转台3安装于转台安装架2，电动转台3的旋转平台35上固定有与其平行的安装板4，测距传感器与摄像仪6安装于安装板4上。电动转台3通过转台安装架2固定在支撑盘1上，测距传感器和摄像仪6通过安装板4固定在电动转台3的旋转平台35上，以便于配合安装。另外，电动转台3可为光学蜗轮蜗杆转台。电动转台3由转台电机31、一级传动齿轮、光学涡轮蜗杆驱动的旋转平台35组成，以实现精准平稳的扫描转动。光学涡轮蜗杆转台具有较大的减速比，可以实现对转台电机31、一级传动齿轮等驱动传动机构的振动滤除。

支撑盘1与转台安装架2的底面接触，采用螺栓进行连接，采用定位销钉进行定位，保证安装在转台安装架2上的电动转台3的旋转平台35与支撑盘1的盘面平行且轴心同心。安装盘与电动转台3的旋转平台35采用螺栓连接，采用定位销钉进行定位，保证安装在安装盘上的激光测距传感器5的激光出射光轴中心沿着支撑盘1直径方向，并与安装盘的盘面平行。以上安装关系保障了激光测距传感器5所测量到的距离或者经过计算得到的为缸体半径。

转台电机31通过转台电机支撑座32安装在转台安装架2上，一级传动齿轮包括配合安装在转台电机31输出轴上电机齿轮33以及安装在旋转平台35的输入轴上的转台齿轮34，电机齿轮33与转台齿轮34啮合驱动，以转动的旋转平台35。

在上述实施例的基础之上，考虑到支撑杆11的具体设置方式，优选的，支撑杆11包括沿支撑盘1的径向设置的、且可转动的设于支撑盘1上的丝杆13、设于丝杆13上的螺母14、通过联轴器16连接于丝杆13以用于驱动丝杆13转动的驱动电机18、以及连接于螺母14的移动杆19。以通过驱动电机18的正反转带动移动杆19相对支撑盘1前后移动，以适应不同内径的缸体，此外，还可在支撑盘1上设有沿其径向贯穿的导向槽，移动杆19可滑动的设于导向槽。以起到导向作用，保证移动杆19移动平稳性，将导向槽设置为贯穿支撑盘1的结构，可提高移动杆19的调节范围。

请参考图2与图3，支撑杆11具体包括：设置在支撑盘1上的后支撑座12和前支撑座15，转动设于后支撑座12与前支撑座15上的丝杆13，设于丝杆13一端并通过联轴器16连接于丝杆13的驱动电机18，用于支撑固定电机的驱动电机支撑座17，设于丝杆13下方的、将支撑盘1贯穿的导向槽，导向槽与丝杆13均沿支撑杆11的径向设置，移动杆19可滑动的插装在导向槽内，且移动杆19在螺母14的两侧设有前挡块23与后挡块24，前挡块23与后挡块24卡紧于螺母14，以使螺母14推动移动杆19沿导向槽前后移动，

前支撑座12与后支撑座15共同支撑丝杆13，前支撑座12与后支撑座15可使用螺栓固定在支撑盘1上，螺母14旋和在丝杆13上被前挡块23与后档块钳住，后档块和前挡块23可使用螺栓固定安装在移动杆19上，螺母14推动移动杆19在支撑盘1的导向中滑动，驱动电机18安装支撑在驱动电机支撑座17，驱动电机支撑座17通过螺栓固定安装在支撑盘1上，联轴器16连接驱动电机18的输出轴与丝杆13一端，驱动电机18正反转时，推拉移动杆19，以适应不同内径的缸体。

在上述任意实施例的基础之上，至少两个支撑杆11的外端沿支撑盘1的轴向设有与支撑杆11垂直的定位杆22，其余支撑杆11的端部为圆弧面。具体的，定位杆22可通过设置在移动上下两侧的上固定架21与下固定架21安装固定在支撑杆11的端部，当然，定位杆22还可以与移动杆19为一体结构，便于加工。

如图3所示，定位杆22通过上固定架21和下固定架21安装在移动杆19的末端，定位杆22沿支撑盘1的轴向与移动杆19垂直，从而当定位杆22与缸体的侧壁贴合时，可以保证支撑盘1的盘面与缸体刚体的轴心线垂直。且由于其余的支撑杆11的的顶部是圆弧面，具体的，该圆弧面可为半球面，且端部为圆弧面的移动杆19与缸体内壁为点接触，当定位杆22以及移动杆19的圆弧部均与缸体内壁接触时，移动杆19的圆弧部可以在缸体内壁滑动，从而保证定位与缸体内壁完整的线接触，进而保证支撑盘1的盘面与缸体刚体的轴心线垂直。

考虑到支撑杆11的具体的数量设置，优选的，支撑杆11的个数为三个，且三个支撑杆11的夹角互为120°。具体的，三个移动杆19的三个导向槽在沿轴线方向前后错开，通过加工精度保证导向槽的分布的精准，，提高导向和定位精准性；导向槽贯穿支撑盘1直径方向，增加可以调节的支撑范围。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供用于缸体的可变径内壁扫查仪进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于缸体的可变径内壁扫查仪，其特征在于，包括支撑盘(1)、设于所述支撑盘(1)上的电动转台(3)、所述电动转台(3)上设有测距传感器和摄像仪(6)，所述支撑盘(1)沿其径向设置有至少三个可伸缩的、用于将所述支撑盘(1)卡紧于缸体内壁的支撑杆(11)，所述电动转台(3)的旋转平台(35)、所述测距传感器的检测方向以及所述摄像仪(6)的拍摄方向均平行于所述支撑杆(11)的伸缩方向。

2.根据权利要求1所述的用于缸体的可变径内壁扫查仪，其特征在于，所述测距传感器为激光测距传感器(5)。

3.根据权利要求2所述的用于缸体的可变径内壁扫查仪，其特征在于，所述激光测距传感器(5)的激光射出点位于所述电动转台(3)的旋转中心。

4.根据权利要求1所述的用于缸体的可变径内壁扫查仪，其特征在于，所述支撑盘(1)上固定有转台安装架(2)，所述电动转台(3)安装于所述转台安装架(2)，所述电动转台(3)的旋转平台(35)上固定有与其平行的安装板(4)，所述测距传感器与所述摄像仪(6)安装于所述安装板(4)上。

5.根据权利要求4所述的用于缸体的可变径内壁扫查仪，其特征在于，所述电动转台(3)为光学蜗轮蜗杆转台。

6.根据权利要求1所述的用于缸体的可变径内壁扫查仪，其特征在于，所述支撑杆(11)包括沿所述支撑盘(1)的径向设置的丝杆(13)、设于所述丝杆(13)上的螺母(14)、通过联轴器(16)连接于所述丝杆(13)以用于驱动所述丝杆(13)转动的驱动电机(18)、以及连接于所述螺母(14)的移动杆(19)。

7.根据权利要求6所述的用于缸体的可变径内壁扫查仪，其特征在于，所述支撑盘(1)上设有沿其径向贯穿的导向槽，所述移动杆(19)可滑动的设于所述导向槽内。

8.根据权利要求1至7任一项所述的用于缸体的可变径内壁扫查仪，其特征在于，至少两个所述支撑杆(11)的外端设有与所述支撑盘(1)的轴向平行的定位杆(22)，其余所述支撑杆(11)的端部为圆弧面。

9.根据权利要求8所述的用于缸体的可变径内壁扫查仪，其特征在于，所述支撑杆(11)的个数为三个，三个所述支撑杆(11)的夹角互为120°。

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