CN219178512U - 同轴度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了同轴度检测装置，属于同轴度检测技术领域。同轴度检测装置包括：机台；测量组件，沿竖直方向滑动设置于机台上，测量组件包括图像采集件、激光器及棱镜，激光器位于图像采集件的下方，棱镜设置于激光器的出光端，且图像采集件的轴线、激光器的光轴、棱镜的光轴及管状件的轴线共线，棱镜和激光器位于管状件的内孔内且能够在内孔内沿管状件的长度方向移动，棱镜用于将激光器发射出的准直光线进行折射，以在管状件的内壁形成呈圆环形的光斑图像，图像采集件用于选择性地采集多个光斑图像。本实用新型的同轴度检测装置能够在零接触管状件的情况下检测出管状件的同轴度，检测精度较好且检测成本较低。

Description

同轴度检测装置

技术领域

本实用新型涉及同轴度检测技术领域，尤其涉及同轴度检测装置。

背景技术

目前，通常使用三坐标测量仪和测头探针对管状件的同轴度进行测量。然而，由于在实际的测量过程中，需要接触管状件进行测量，容易出现三坐标测量仪以及测头探针对管状件的探测误差、以及检测人员的人为检测差异性等会导致检测精度较差；并且，三坐标测量仪的价格较为昂贵，导致检测成本较高。

针对以上问题，亟需同轴度检测装置来解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种同轴度检测装置，能够在零接触管状件的情况下检测出管状件的同轴度，检测精度较好且检测成本较低。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

同轴度检测装置，用于检测管状件的同轴度，包括：

机台；

测量组件，沿竖直方向滑动设置于所述机台上，所述测量组件包括图像采集件、激光器及棱镜，所述激光器位于所述图像采集件的下方，所述棱镜设置于所述激光器的出光端，且所述图像采集件的轴线、所述激光器的光轴、所述棱镜的光轴及所述管状件的轴线共线，所述棱镜和所述激光器位于所述管状件的内孔内且能够在所述内孔内沿所述管状件的长度方向移动，所述棱镜用于将所述激光器发射出的准直光线进行折射，以在所述管状件的内壁形成呈圆环形的光斑图像，所述图像采集件用于选择性地采集多个所述光斑图像。

进一步地，所述同轴度检测装置还包括：

定位治具，设置于所述机台上，所述定位治具用于放置所述管状件，所述定位治具能够在所述机台上沿第一方向或者第二方向移动，所述第一方向与所述机台的长度方向相平行，所述第二方向与所述机台的宽度方向相平行。

进一步地，所述机台上竖直设置有支撑架，所述测量组件还包括：

L型连接板，所述L型连接板的一端沿竖直方向滑动连接至所述支撑架；

移动模块，所述移动模块的一端连接至所述L型连接板的另一端，所述移动模块的另一端与所述图像采集件驱动连接，所述移动模块用于带动所述图像采集件沿所述第一方向或者所述第二方向移动，以使所述图像采集件的轴线与所述激光器的光轴对齐；

激光器连接板，所述激光器连接板一端与所述激光器连接，另一端连接至所述L型连接板。

进一步地，所述支撑架与所述L型连接板两者中的其中一个上设置有滑轨，另一个上设置有滑块，所述滑块能够在所述滑轨上滑动，且所述滑轨沿竖直方向延伸。

进一步地，所述同轴度检测装置还包括：

第一驱动件，所述第一驱动件的固定端设置于所述支撑架上，所述第一驱动件的驱动端与所述L型连接板驱动连接，所述第一驱动件用于驱动所述L型连接板沿竖直方向移动。

进一步地，所述移动模块包括：

第二驱动件及中间板，所述中间板连接至所述L型连接板，所述图像采集件设置于所述中间板上，所述第二驱动件的固定端设置于所述中间板上，所述第二驱动件的驱动端与所述图像采集件驱动连接，所述第二驱动件能够驱动所述图像采集件相对于所述中间板沿所述第一方向移动。

进一步地，所述移动模块还包括：

第三驱动件，所述第三驱动件的固定端连接至所述L型连接板，所述第三驱动件的驱动端与所述中间板驱动连接，所述第三驱动件能够驱动所述中间板相对于所述L型连接板沿所述第二方向移动。

进一步地，所述测量组件还包括：

保护罩，所述保护罩的两端分别固定连接至所述L型连接板和所述激光器连接板，且所述保护罩罩设于所述图像采集件的外侧。

进一步地，所述图像采集件为CCD相机。

进一步地，所述棱镜为顶角呈90°的锥透镜。

本实用新型的有益效果为：

通过使激光器位于图像采集件的下方，将棱镜设置在激光器的出光端，并使图像采集件的轴线、激光器的光轴、棱镜的光轴及管状件的轴线共线，将棱镜和激光器位于管状件的内孔内；当激光器发射出准直光线时，棱镜能够将激光器发射出的准直光线进行折射，以在管状件的内壁形成呈圆环形的光斑图像；同时，使棱镜和激光器能够在内孔内沿管状件的长度方向移动，以能够在管状件长度方向上的各个位置处的内壁上均形成光斑图像，且使图像采集件能够选择性地采集多个光斑图像，再将光斑图像与预设的标准图像进行自动比对即可获得管状件的周长，从而根据周长公式计算获得管状件的直径；由于一个光斑图像对应于一个直径数值，对获得的多个直径数值进行比对，若各个直径数值之间的差值在预设范围内，则说明管状件上的各个部分的轴线相重合，即该管状件的同轴度较好，进而获得管状件的同轴度；上述方式采用激光器、棱镜以及相机即可检测出管状件的同轴度，整个过程不需要接触管状件，且直接将光斑图像与预设的标准图像进行自动比对以获得管状件的周长，避免了现有技术中由于接触管状件而产生的探测误差、以及检测人员的人为检测差异性而导致的检测精度较差的问题，使检测精度较好；同时不再需要使用价格昂贵的三坐标测量仪进行检测，使检测成本较低。

附图说明

图1是本实用新型提供的同轴度检测装置的正视图；

图2是本实用新型提供的同轴度检测装置的侧视图；

图3是本实用新型提供的测量组件的结构示意图；

图4是本实用新型提供的测量组件的侧视图。

附图标记说明：

1-机台；11-支撑架；

2-测量组件；21-图像采集件；22-激光器；23-L型连接板；24-激光器连接板；25-移动模块；26-保护罩；

3-定位治具；4-滑轨；5-滑块。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而己。在整个说明书中，同样的附图标记指示同样的元件。

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例中提出了一种同轴度检测装置，用于检测管状件的同轴度，检测精度和检测效率均较高，且检测成本较低。其中，检测管状件的同轴度具体指的是检测管状件各个部分上的轴线是否共线，若共线则说明该管状件的同轴度较好。其它实施例中，还可以对轴承的内圈和外圈之间或者两个管状件之间的同轴度进行检测。

具体地，如图1-图4所示，同轴度检测装置包括机台1以及测量组件2；其中，测量组件2沿竖直方向滑动设置在机台1上，即整个测量组件2能够相对于机台1在竖直方向上往复移动；测量组件2包括图像采集件21、激光器22及棱镜，激光器22位于图像采集件21的下方，棱镜固定设置在激光器22的出光端上，且图像采集件21的轴线、激光器22的光轴、棱镜的光轴及管状件的轴线共线，棱镜和激光器22位于管状件的内孔内且能够在内孔内沿管状件的长度方向移动，棱镜用于将激光器22发射出的准直光线进行折射，以在管状件的内壁形成呈圆环形的光斑图像，图像采集件21用于选择性地采集多个光斑图像。本实施例中，棱镜具体为顶角呈90°的锥透镜，由于棱镜的折射原理为现有技术中常见的光学原理，因此此处不再对棱镜的具体折射过程进行详细赘述。

通过使激光器22位于图像采集件21的下方，将棱镜设置在激光器22的出光端，并使图像采集件21的轴线、激光器22的光轴、棱镜的光轴及管状件的轴线共线，将棱镜和激光器22位于管状件的内孔内；当激光器22发射出准直光线时，棱镜能够将激光器22发射出的准直光线进行折射，以在管状件的内壁形成呈圆环形的光斑图像；同时，使棱镜和激光器22能够在内孔内沿管状件的长度方向移动，以能够在管状件长度方向上的各个位置处的内壁上均形成光斑图像，且使图像采集件21能够选择性地采集多个光斑图像，再将光斑图像与预设的标准图像进行自动比对即可获得管状件的周长，从而根据周长公式计算获得管状件的直径；由于一个光斑图像对应于一个直径数值，对获得的多个直径数值进行比对，若各个直径数值之间的差值在预设范围内，则说明管状件上的各个部分的轴线相重合，即该管状件的同轴度较好，进而获得管状件的同轴度；上述方式采用激光器22、棱镜以及相机即可检测出管状件的同轴度，整个过程不需要接触管状件，且直接将光斑图像与预设的标准图像进行自动比对以获得管状件的周长，避免了现有技术中由于接触管状件而产生的探测误差、以及检测人员的人为检测差异性而导致的检测精度较差的问题，使检测精度较好；同时不再需要使用价格昂贵的三坐标测量仪进行检测，使检测成本较低。本实施例中，图像采集件21具体为CCD相机。

值得说明的是，图像采集件21采集到的光斑图像需要再传递至图像处理模块，在图像处理模块内预设有标准图像，图像处理模块能够将光斑图像与标准图像进行自动比对处理，从而能够获得与该光斑图像相对应的周长。其中，通过采集到的光斑图像获得周长为现有技术中常见的图像处理手段，且图像处理模块也为现有技术中常见的结构，因此，此处不再对由光斑图像获得周长的具体过程进行详细赘述。

具体而言，将图像采集件21的轴线、激光器22的光轴、棱镜的光轴及管状件的轴线共线，以保证经过棱镜折射后的光斑图像能够为圆环形而非椭圆形，从而能够准确地获得管状件的周长，进而保证检测数据的准确性。其中，本实施例中管状件的周长具体指的是管状件内壁面的周长。

进一步地，如图1所示，同轴度检测装置还包括定位治具3，定位治具3设置在机台1上，定位治具3用于放置管状件，以便于测量组件2对管状件进行检测；且定位治具3能够在机台1上沿第一方向或者第二方向移动，以使定位治具3上的管状件能够移动至适宜测量组件2检测的位置。本实施例中的定位治具3的结构和尺寸分别与管状件的结构和尺寸相匹配即可，对于定位治具3的具体结构和尺寸不作限定。其中，第一方向与机台1的长度方向相平行，第二方向与机台1的宽度方向相平行，第一方向具体如图中的箭头A所示，第二方向具体如图中的箭头B所示。

具体地，如图2-图4所示，在机台1上竖直设置有支撑架11，测量组件2还包括L型连接板23、移动模块25以及激光器连接板24；其中，L型连接板23的一端沿竖直方向滑动连接在支撑架11上，移动模块25的一端连接至L型连接板23的另一端，移动模块25的另一端与图像采集件21驱动连接，移动模块25用于带动图像采集件21沿第一方向或者第二方向移动，以使图像采集件21的轴线能够与激光器22的光轴对齐；激光器连接板24的一端与激光器22连接，激光器连接板24的另一端连接至L型连接板23。

具体而言，如图2所示，在支撑架11与L型连接板23两者中的其中一个上设置有滑轨4，另一个上设置有滑块5，滑轨4沿竖直方向延伸，且滑块5能够在滑轨4上滑动，以使L型连接板23能够相对于支撑架11在竖直方向上移动。本实施例中，在支撑架11上设置有滑轨4，在L型连接板23上设置有滑块5。在其它实施例中，还可以在支撑架11上设置有滑块5，在L型连接板23上设置有滑轨4。

进一步地，同轴度检测装置还包括第一驱动件，第一驱动件的固定端设置在支撑架11上，第一驱动件的驱动端与L型连接板23驱动连接，第一驱动件用于驱动L型连接板23沿竖直方向移动，即此时L型连接板23上的滑块5能够在支撑架11上的滑轨4上滑动。本实施例中的第一驱动件具体可以为直线气缸。

具体地，移动模块25包括第二驱动件及中间板；其中，中间板连接至L型连接板23，图像采集件21设置在中间板上，第二驱动件的固定端设置在中间板上，第二驱动件的驱动端与图像采集件21驱动连接，第二驱动件能够驱动图像采集件21相对于中间板沿第一方向移动，以使图像采集件21能够在第一方向上进行移动。本实施例中的第二驱动件具体可以为直线气缸。

进一步地，移动模块25还包括第三驱动件，第三驱动件的固定端连接至L型连接板23，第三驱动件的驱动端与中间板驱动连接，第三驱动件能够驱动中间板及其上的图像采集件21相对于L型连接板23沿第二方向移动，以使图像采集件21能够在第二方向上进行移动。本实施例中的第三驱动件具体可以为直线气缸。

值得说明的是，移动模块25还可以采用步进电机和丝杆螺母的组合结构，在此对移动模块25的具体结构不作限定，只要能够通过移动模块25实现图像采集件21在第一方向和第二方向上的移动，从而保证图像采集件21的轴线与激光器22的光轴共线即可。

进一步地，如图3和图4所示，测量组件2还包括保护罩26，保护罩26的两端分别固定连接至L型连接板23和激光器连接板24，且保护罩26罩设在图像采集件21的外侧，以能够保护图像采集件21。其中，保护罩26可以通过连接块或者其它连接结构固定连接在L型连接板23上，只要保证移动模块25只能够带动保护罩26内的图像采集件21移动，而不会带动保护罩26和激光器22移动即可。

本实施例中的同轴度检测装置的具体检测过程如下：

首先，使定位治具3在机台1上沿第一方向或者第二方向移动，以使定位治具3上的管状件的轴线与激光器22的光轴共线；再使第二驱动件和第三驱动件运转，以能够带动图像采集件21分别在第一方向和第二方向上移动，从而使得图像采集件21的轴线与激光器22的光轴共线。

然后，使第一驱动件运转，以带动L型连接板23上的滑块5在支撑架11上的滑轨4上滑动，从而带动激光器22和棱镜移动至管状件的内孔内；同时使激光器22发射出准直光线时，棱镜能够将激光器22发射出的准直光线进行折射，以在管状件的内壁形成呈圆环形的光斑图像；再继续使棱镜和激光器22在内孔内沿管状件的长度方向移动，从而能够在管状件长度方向上的各个位置处的内壁上均形成光斑图像，即能够在移动的过程中形成多个光斑图像；同时，使图像采集件21在向下移动的过程中等间距或者不等间距地对光斑图像进行采集，以获得多个光斑图像，从而获得多个周长，进而能够获得多个直径，若各个直径之间的差值在预设范围内，则该管状件的同轴度较好。

举例说明，如管状件的长度为100cm，则可以将管状件分成五个等长段，图像采集件21从形成的第一个光斑图像开始进行拍照采集，当激光器22在管状件内向下移动20cm之后再对此时形成的光斑图像进行拍照采集，如此重复，直至激光器22在管状件的内孔内移动100cm即可，此时图像采集件21获得了五个光斑图像，每一个光斑图像对应五个等长段中的一段，再对五个光斑图像进行图像处理，从而能够获得五个周长数值，再根据圆的周长公式进行计算，进而能够获得五个直径数值，一个直径数值对应于一个等长段，若五个直径数值之间的差值在预设范围内，则说明管状件的五个等长段的轴线共线，管状件的同轴度好。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.同轴度检测装置，用于检测管状件的同轴度，其特征在于，包括：

机台(1)；

测量组件(2)，沿竖直方向滑动设置于所述机台(1)上，所述测量组件(2)包括图像采集件(21)、激光器(22)及棱镜，所述激光器(22)位于所述图像采集件(21)的下方，所述棱镜设置于所述激光器(22)的出光端，且所述图像采集件(21)的轴线、所述激光器(22)的光轴、所述棱镜的光轴及所述管状件的轴线共线，所述棱镜和所述激光器(22)位于所述管状件的内孔内且能够在所述内孔内沿所述管状件的长度方向移动，所述棱镜用于将所述激光器(22)发射出的准直光线进行折射，以在所述管状件的内壁形成呈圆环形的光斑图像，所述图像采集件(21)用于选择性地采集多个所述光斑图像。

2.如权利要求1所述的同轴度检测装置，其特征在于，所述同轴度检测装置还包括：

定位治具(3)，设置于所述机台(1)上，所述定位治具(3)用于放置所述管状件，所述定位治具(3)能够在所述机台(1)上沿第一方向或者第二方向移动，所述第一方向与所述机台(1)的长度方向相平行，所述第二方向与所述机台(1)的宽度方向相平行。

3.如权利要求2所述的同轴度检测装置，其特征在于，所述机台(1)上竖直设置有支撑架(11)，所述测量组件(2)还包括：

L型连接板(23)，所述L型连接板(23)的一端沿竖直方向滑动连接至所述支撑架(11)；

移动模块(25)，所述移动模块(25)的一端连接至所述L型连接板(23)的另一端，所述移动模块(25)的另一端与所述图像采集件(21)驱动连接，所述移动模块(25)用于带动所述图像采集件(21)沿所述第一方向或者所述第二方向移动，以使所述图像采集件(21)的轴线与所述激光器(22)的光轴对齐；

激光器连接板(24)，所述激光器连接板(24)一端与所述激光器(22)连接，另一端连接至所述L型连接板(23)。

4.如权利要求3所述的同轴度检测装置，其特征在于，所述支撑架(11)与所述L型连接板(23)两者中的其中一个上设置有滑轨(4)，另一个上设置有滑块(5)，所述滑块(5)能够在所述滑轨(4)上滑动，且所述滑轨(4)沿竖直方向延伸。

5.如权利要求3所述的同轴度检测装置，其特征在于，所述同轴度检测装置还包括：

第一驱动件，所述第一驱动件的固定端设置于所述支撑架(11)上，所述第一驱动件的驱动端与所述L型连接板(23)驱动连接，所述第一驱动件用于驱动所述L型连接板(23)沿竖直方向移动。

6.如权利要求3所述的同轴度检测装置，其特征在于，所述移动模块(25)包括：

第二驱动件及中间板，所述中间板连接至所述L型连接板(23)，所述图像采集件(21)设置于所述中间板上，所述第二驱动件的固定端设置于所述中间板上，所述第二驱动件的驱动端与所述图像采集件(21)驱动连接，所述第二驱动件能够驱动所述图像采集件(21)相对于所述中间板沿所述第一方向移动。

7.如权利要求6所述的同轴度检测装置，其特征在于，所述移动模块(25)还包括：

第三驱动件，所述第三驱动件的固定端连接至所述L型连接板(23)，所述第三驱动件的驱动端与所述中间板驱动连接，所述第三驱动件能够驱动所述中间板相对于所述L型连接板(23)沿所述第二方向移动。

8.如权利要求3所述的同轴度检测装置，其特征在于，所述测量组件(2)还包括：

保护罩(26)，所述保护罩(26)的两端分别固定连接至所述L型连接板(23)和所述激光器连接板(24)，且所述保护罩(26)罩设于所述图像采集件(21)的外侧。

9.如权利要求1-8中任一项所述的同轴度检测装置，其特征在于，所述图像采集件(21)为CCD相机。

10.如权利要求1-8中任一项所述的同轴度检测装置，其特征在于，所述棱镜为顶角呈90°的锥透镜。

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