CN208026612U - 一种小孔内表面在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小孔内表面在线检测装置，包括检测装置主体、下连接板、水平运动装置、竖直运动装置、旋转运动装置、测头组件和上连接板，检测装置主体的内部顶端设置有水平运动装置，所述丝杆螺母下方外壁焊接有连接架，所述连接架的上方设置有竖直运动装置，所述连接架的下方内部设置有旋转运动装置；本小孔内表面在线检测装置采用非接触式测量方法，操作简便，功能齐全，测量精度高，自动化程度好，且实现了细孔类零件的在线测量，实用性强，具有良好的应用前景，小孔内表面在线检测装置，除了对细长孔内壁疵病的检测，并实现了对内壁疵病的精确定位。

Description

一种小孔内表面在线检测装置

技术领域

本实用新型涉及孔内表面检测装置技术领域，具体为一种小孔内表面在线检测装置。

背景技术

孔内表面检测装置用于对孔的内表面进行检测分析判断管孔内部的缺陷信息，目前对孔型特征或微细管道内表面的检测手段主要有非视觉和视觉两种方法，非视觉的检测方法有射线法、涡流法、超声波法、漏磁法、散射光法等，视觉检测的方法主要有内窥镜法、机器视觉法、激光反射法等。

目前市场上的孔内表面检测1、非视觉的小孔缺陷检测方法通常利用电磁特性、射线声波特性和光学特性，其方法只适合于大尺寸管道检测，对探测器构造和精度要求过高，对检测空间要求比较大，均不适合微细孔壁和小特征内孔孔壁的检测；2、基于视觉的内窥镜法小孔内表面检测技术只能定性判断管孔内部缺陷信息，且需要过多的人工辅助干预；3、基于机器视觉的孔内表面检测技术在测量过程中往往需要借助机械回转和步进机器人等装置，检测过程复杂，效率不高；激光反射法孔内表面检测技术受激光调制装置尺寸的限制，不适用于较小孔内表面的检测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种小孔内表面在线检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种小孔内表面在线检测装置，包括检测装置主体、下连接板、水平运动装置、竖直运动装置、旋转运动装置、测头组件和上连接板，所述检测装置主体的内部顶端设置有水平运动装置；

所述水平运动装置包括水平导轨、第一光栅尺、第一电机、轴承、水平旋转丝杆、丝杆螺母和连接架，所述检测装置主体的一侧外壁上螺栓固定有第一电机，且第一电机的输出轴连接有水平旋转丝杆，所述水平旋转丝杆穿过丝杆螺母与检测装置主体两侧设置的轴承套接，且水平旋转丝杆与丝杆螺母为配合构件，所述丝杆螺母的外侧设置有第一光栅尺，且第一光栅尺与检测装置主体的顶端内壁上设置的水平导轨配合连接，所述丝杆螺母下方外壁焊接有连接架，所述连接架的上方设置有竖直运动装置；

所述竖直运动装置包括竖直导轨、第二光栅尺、竖直旋转丝杆和上连接板，所述连接架的两侧内壁设置有竖直导轨，所述上连接板通过第二光栅尺与两竖直导轨配合连接，所述连接架一侧设置有竖直旋转丝杆，且竖直旋转丝杆与上连接板内的螺纹连接，所述连接架的下方内部设置有旋转运动装置；

所述旋转运动装置包括旋转台、第三电机、卡具、角度传感器、第二电机、槽轮组件、主动轮、从动轮和支撑台，所述检测装置主体的下方设置有有支撑台，所述支撑台的底部内壁螺栓固定有第二电机，且第二电机通过槽轮组件连接有旋转台，所述槽轮组件通过主动轮与从动轮配合连接构成，所述旋转台的底部内壁螺栓固定有第三电机，所述支撑台的上方通过下连接板设置有卡具，且卡具与第三电机转动连接，所述卡具的下方设置有角度传感器，所述上连接板的底端中心处连接有测头组件；

所述测头组件包括激光发射器、分光镜、CCD接收器、光学成像器、内窥镜物镜光学器和直角棱镜，所述测头组件的一侧顶端设置有激光发射器，所述测头组件的内部位于激光发射器的下方设置有分光镜，所述分光镜的一侧位于测头组件的内壁设置有CCD接收器，且分光镜的另一侧设置有光学成像器，所述光学成像器的一侧设置有内窥镜物镜光学器，且内窥镜物镜光学器的一侧设置有直角棱镜。

进一步的，所述水平运动装置、竖直运动装置、旋转运动装置、测头组件和角度传感器均与计算机电性连接。

进一步的，所述卡具(53)为三爪卡盘。

进一步的，所述卡具(53)的个数为3个。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：该一种小孔内表面在线检测装置，本小孔内表面在线检测装置采用非接触式测量方法，操作简便，功能齐全，测量精度高，自动化程度好，且实现了细孔类零件的在线测量，实用性强，具有良好的应用前景；小孔内表面在线检测装置，除了对细长孔内壁疵病的检测，并实现了对内壁疵病的精确定位。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型水平运动装置的结构示意图；

图3是本实用新型竖直运动装置的结构示意图；

图4是本实用新型旋转运动装置的结构示意图；

图5是本实用新型槽轮组件的结构示意图；

图6是本实用新型测头组件的结构示意图；

图中：1、检测装置主体；2、下连接板；3、水平运动装置；4、竖直运动装置；5、旋转运动装置；6、测头组件；31、水平导轨；32、第一光栅尺；33、第一电机；34、轴承；35、水平旋转丝杆；36、丝杆螺母；37、连接架；41、竖直导轨；42、第二光栅尺；43、竖直旋转丝杆；44、上连接板；51、旋转台；52、第三电机；53、卡具；54、角度传感器；55、第二电机；56、槽轮组件；561、主动轮；562、从动轮；57、支撑台；61、激光发射器；62、分光镜；63、CCD接收器；64、光学成像器；65、内窥镜物镜光学器；66、直角棱镜。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种小孔内表面在线检测装置，包括检测装置主体1、下连接板2、水平运动装置3、竖直运动装置4、旋转运动装置5和测头组件6，检测装置主体1的内部顶端设置有水平运动装置3；

水平运动装置3包括水平导轨31、第一光栅尺32、第一电机33、轴承34、水平旋转丝杆35、丝杆螺母36和连接架37，检测装置主体1的一侧外壁上螺栓固定有第一电机33，且第一电机33的输出轴连接有水平旋转丝杆35，水平旋转丝杆35穿过丝杆螺母36与检测装置主体1两侧设置的轴承34套接，且水平旋转丝杆35与丝杆螺母36为配合构件，丝杆螺母36的外侧设置有第一光栅尺32，且第一光栅尺32与检测装置主体1的顶端内壁上设置的水平导轨31配合连接，丝杆螺母36下方外壁焊接有连接架37，连接架37的上方设置有竖直运动装置4；

竖直运动装置4包括竖直导轨41、第二光栅尺42、竖直旋转丝杆43和上连接板44，连接架37的两侧内壁设置有竖直导轨41，上连接板44通过第二光栅尺42与两竖直导轨41配合连接，连接架37一侧设置有竖直旋转丝杆43，且竖直旋转丝杆43与上连接板44内的螺纹连接，连接架37的下方内部设置有旋转运动装置5；

旋转运动装置5包括旋转台51、第三电机52、卡具53、角度传感器54、第二电机55、槽轮组件56、主动轮561、从动轮562和支撑台57，检测装置主体1的下方设置有支撑台57，支撑台57的底部内壁螺栓固定有第二电机55，且第二电机55通过槽轮组件56连接有旋转台51，槽轮组件56通过主动轮561与从动轮562配合连接构成，旋转台51的底部内壁螺栓固定有第三电机52，支撑台57的上方通过下连接板2设置有卡具53，且卡具53与第三电机52转动连接，卡具53的下方设置有角度传感器54，上连接板44的底端中心处连接有测头组件6；

测头组件6包括激光发射器61、分光镜62、CCD接收器63、光学成像器64、内窥镜物镜光学器65和直角棱镜66，测头组件6的一侧顶端设置有激光发射器61，测头组件6的内部位于激光发射器61的下方设置有分光镜62，分光镜62的一侧位于测头组件6的内壁设置有CCD接收器63，且分光镜62的另一侧设置有光学成像器64，光学成像器64的一侧设置有内窥镜物镜光学器65，且内窥镜物镜光学器65的一侧设置有直角棱镜66。

进一步的，水平运动装置3、竖直运动装置4、旋转运动装置5、测头组件6和角度传感器54均与计算机电性连接，通过计算机控制水平运动装置3、竖直运动装置4、旋转运动装置5、测头组件6和角度传感器54工作。

进一步的，卡具53为三爪卡盘，便于固定检测零件小孔。

进一步的，卡具53的个数为3个，通过旋转台51进行间歇运动，可以进行多个零件逐一检测。

工作原理：水平运动装置3、竖直运动装置4安装在连接架37上；旋转运动装置5安装在连接架37的下连接板2上；测头组件6固定在连接架37的上连接板44上，上连接板44安装在竖直运动装置4的导轨上。检测时，首先需将检测零件安装在旋转运动装置5的卡具53上，计算机控制***驱动水平运动装置3第一电机33旋转，通过水平旋转丝杆35和水平导轨31，将测头组件6运动到待检测零件小孔中心上方，水平运动装置3第一电机33停止旋转，然后计算机控制***驱动竖直运动装置4电机旋转，通过竖直旋转丝杆43和竖直导轨41，将测头组件6运动到检测零件小孔中心内壁，与此同时，计算机控制***驱动旋转运动装置5第三电机52旋转，在第三电机52的带动下，安装在下连接板2卡具53上的检测零件进行自转，测头组件6继续向下运动，测头组件6的激光发射器61发射激光，对小孔内壁进行照明，被照明的小孔内壁反射的光通过直角棱镜66折转，由CCD接收器63接收小孔内壁图像光信号，CCD接收器63接收光信号并转换为电信号，通过A/D转换器转换成数字信号，对转换成数字化的图像进行预处理，就得到了小孔内壁的二值图像，最后，MATLAB软件对二值图像进行特征提取，就得到了小孔内表面的检测图像。检测时，由于水平运动装置3和竖直运动装置4中加有第一光栅尺32和第二光栅尺42，旋转运动装置5中加有角度传感器54，可实时记录小孔内疵病的具***置，因此，测头可以对小孔内壁进行全方位检测，水平运动装置3、竖直运动装置4和旋转运动装置5的设置便于调整测头组件6，使测头组件6与被测量零件小孔对中，实现在线测量；本小孔内表面在线检测装置采用非接触式测量方法，操作简便，功能齐全，测量精度高，自动化程度好，且实现了细孔类零件的在线测量，实用性强，具有良好的应用前景；小孔内表面在线检测装置，除了对细长孔内壁疵病的检测，并实现了对内壁疵病的精确定位。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种小孔内表面在线检测装置，包括检测装置主体(1)、下连接板(2)、水平运动装置(3)、竖直运动装置(4)、旋转运动装置(5)和测头组件(6)，其特征在于：所述检测装置主体(1)的内部顶端设置有水平运动装置(3)；

所述水平运动装置(3)包括水平导轨(31)、第一光栅尺(32)、第一电机(33)、轴承(34)、水平旋转丝杆(35)、丝杆螺母(36)和连接架(37)，所述检测装置主体(1)的一侧外壁上螺栓固定有第一电机(33)，且第一电机(33)的输出轴连接有水平旋转丝杆(35)，所述水平旋转丝杆(35)穿过丝杆螺母(36)与检测装置主体(1)两侧设置的轴承(34)套接，且水平旋转丝杆(35)与丝杆螺母(36)为配合构件，所述丝杆螺母(36)的外侧设置有第一光栅尺(32)，且第一光栅尺(32)与检测装置主体(1)的顶端内壁上设置的水平导轨(31)配合连接，所述丝杆螺母(36)下方外壁焊接有连接架(37)，所述连接架(37)的上方设置有竖直运动装置(4)；

所述竖直运动装置(4)包括竖直导轨(41)、第二光栅尺(42)、竖直旋转丝杆(43)和上连接板(44)，所述连接架(37)的两侧内壁设置有竖直导轨(41)，所述上连接板(44)通过第二光栅尺(42)与两竖直导轨(41)配合连接，所述连接架(37)一侧设置有竖直旋转丝杆(43)，且竖直旋转丝杆(43)与上连接板(44)内的螺纹连接，所述连接架(37)的下方内部设置有旋转运动装置(5)；

所述旋转运动装置(5)包括旋转台(51)、第三电机(52)、卡具(53)、角度传感器(54)、第二电机(55)、槽轮组件(56)、主动轮(561)、从动轮(562)和支撑台(57)，所述检测装置主体(1)的下方设置有支撑台(57)，所述支撑台(57)的底部内壁螺栓固定有第二电机(55)，且第二电机(55)通过槽轮组件(56)连接有旋转台(51)，所述槽轮组件(56)通过主动轮(561)与从动轮(562)配合连接构成，所述旋转台(51)的底部内壁螺栓固定有第三电机(52)，所述支撑台(57)的上方通过下连接板(2)设置有卡具(53)，且卡具(53)与第三电机(52)转动连接，所述卡具(53)的下方设置有角度传感器(54)，所述上连接板(44)的底端中心处连接有测头组件(6)；

所述测头组件(6)包括激光发射器(61)、分光镜(62)、CCD接收器(63)、光学成像器(64)、内窥镜物镜光学器(65)和直角棱镜(66)，所述测头组件(6)的一侧顶端设置有激光发射器(61)，所述测头组件(6)的内部位于激光发射器(61)的下方设置有分光镜(62)，所述分光镜(62)的一侧位于测头组件(6)的内壁设置有CCD接收器(63)，且分光镜(62)的另一侧设置有光学成像器(64)，所述光学成像器(64)的一侧设置有内窥镜物镜光学器(65)，且内窥镜物镜光学器(65)的一侧设置有直角棱镜(66)。

2.根据权利要求1所述的一种小孔内表面在线检测装置，其特征在于：所述水平运动装置(3)、竖直运动装置(4)、旋转运动装置(5)、测头组件(6)和角度传感器(54)均与计算机电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种小孔内表面在线检测装置，其特征在于：所述卡具(53)为三爪卡盘。

4.根据权利要求1所述的一种小孔内表面在线检测装置，其特征在于：所述卡具(53)的个数为3个。