本發(fā)明涉及一種深孔直線度檢測裝置，具體地說涉及一種帶有防轉(zhuǎn)機構(gòu)的激光深孔直線度檢測裝置。

背景技術(shù)：

在深孔直線度檢測過程中，采用psd傳感器配合激光檢測可以較為準確地得到深孔的直線度誤差。然而在檢測過程中，如采用柔性的線繩牽拉測頭在深孔內(nèi)移動，測頭會在深孔中繞深孔軸線產(chǎn)生一定角度的旋轉(zhuǎn)，影響測量結(jié)果。而且，柔性線繩只能以拉力使測頭在深孔中沿一個方向移動，不方便測頭歸位進行多次測量，效率很低。在檢測過程中，線繩還會有較大的可能性發(fā)生斷裂，使檢測裝置的可靠性有所降低。線繩的彈性會使測頭在深孔內(nèi)間歇運動，而非理想的勻速直線運動，不僅可能由于振動影響檢測結(jié)果，還會使測頭的軸向定位變得困難。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：本發(fā)明旨在克服上述技術(shù)缺點，開發(fā)一種能夠防止測頭在深孔中旋轉(zhuǎn)的激光深孔直線度檢測裝置，提高深孔直線度誤差測量的精度。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：本發(fā)明包括一個檢測架，檢測架上放有兩個v形塊，將被測工件放置于兩個v形塊上。psd傳感器固定于測頭上，測頭位于被測工件深孔內(nèi)，激光從被測工件深孔外部射入深孔照射在psd傳感器上形成一個光斑，psd傳感器記錄下的光斑位置變化信息就是被測工件深孔的直線度誤差，通過天線傳送至深孔外部，避免屏蔽。

本發(fā)明采用剛性測桿牽引測頭在被測工件深孔內(nèi)移動，測桿橫截面不是圓形，且在所述的檢測架上具有一個可與測桿相配合的孔或槽，檢測時使測桿穿過該孔或槽牽引測頭移動，由于測桿在圓周方向被檢測架上所述的非圓孔所限制，測桿不會在被測工件深孔內(nèi)繞深孔軸線旋轉(zhuǎn)，可以利用測桿限制測頭在深孔內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。

由于深孔工件通常較長，本發(fā)明測桿以多段相同長度的短桿剛性連接的方式連接測頭，檢測時拉動測桿帶動測頭在深孔內(nèi)移動，移動一定長度后一節(jié)測桿露出深孔外，就可將這一節(jié)測桿卸下，從而可以減小檢測裝置的占地空間。

在檢測過程中，需要測頭隨深孔壁發(fā)生位置偏移，才能測得深孔直線度誤差，測頭和測桿之間如采用簡單的剛性連接，會導致測頭的自由度受到限制，影響測頭的測量。本發(fā)明采用一個萬向節(jié)連接測頭與測桿，在限制了測頭的三個旋轉(zhuǎn)自由度的同時不會限制測頭的移動自由度。

檢測之前需要進行調(diào)光，以保證激光光斑在整個檢測過程中都能落在psd傳感器上。調(diào)光方法如下：首先在被測工件深孔的兩端加兩個端蓋，端蓋中心有一個小孔；然后使激光發(fā)射器固定在深孔外部的激光調(diào)節(jié)架上，調(diào)節(jié)激光調(diào)節(jié)架的位置和角度使激光同時穿過兩個端蓋上的小孔；最后，卸下端蓋，完成調(diào)光。

總之，本發(fā)明具有以下特點：

1.檢測架1上放置有v形塊2，被測工件5置于v形塊2上，psd傳感器6固定在測頭7上，測頭7放置于深孔內(nèi)，測桿9與測頭7相連，激光發(fā)射器4固定于激光調(diào)節(jié)架3上，放置于被測工件5深孔外部，天線從深孔內(nèi)的psd傳感器6上引出到被測工件5深孔外部。

2.萬向節(jié)8一端連接測頭7，另一端連接測桿9。

3.測桿9的截面不為圓形，在檢測架1上具有可與測桿9相配合的孔或槽。

4.測桿9為剛性零件。

5.檢測前，在被測工件5深孔兩端加兩個端蓋，該端蓋中心有一個小孔，激光同時穿過兩個端蓋上的小孔。

6.測桿9為多節(jié)短桿相連。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用剛性測桿牽拉測頭，有效解決了測頭在深孔內(nèi)繞深孔軸線旋轉(zhuǎn)的問題。同時，在完成一次檢測后可以方便地利用測桿將測頭推回起點，而不需要將測頭取出再安裝，提高了多次檢測的效率。剛性的測桿在檢測過程中可以保證測頭最近似于勻速直線運動，使測頭可以準確地軸向定位。剛性測桿強度較線繩更高，使系統(tǒng)具有更高的可靠性。

利用檢測架上的方孔或方形槽限制測桿繞深孔軸線轉(zhuǎn)動，利用萬向節(jié)連接測頭與測桿。故測頭具有垂直于深孔軸線的兩個自由度，但不具有繞深孔軸線旋轉(zhuǎn)的自由度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是萬向節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖

圖3是測桿結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖

圖4是測桿結(jié)構(gòu)示意圖側(cè)視圖

圖中：1-檢測架，2-v形塊，3-激光調(diào)節(jié)架，4-激光發(fā)射器，5-被測工件，6-psd傳感器，7-測頭，8-萬向節(jié)，9-測桿，10-萬向節(jié)頭，11-十字塊。

具體實施方式

結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步描述，本實施方式是用來說明本發(fā)明的，而不是 對本發(fā)明做任何限制。

具體實施方式1：

檢測架1上放置有兩個v形塊2，被測工件5置于v形塊2上，psd傳感器6固定在測頭7上，測頭7放置于深孔內(nèi)，剛性的測桿9與測頭7相連，激光發(fā)射器4固定于激光調(diào)節(jié)架3上放置于被測工件5深孔外部，天線從深孔內(nèi)的psd傳感器6上引出到被測工件5深孔外部。

萬向節(jié)8一端連接測頭7，另一端連接測桿9，測桿9為多節(jié)相同長度的短桿相連，測桿9的截面為d形，在檢測架1上具有長方形的孔。

具體實施方式2：

檢測架1上放置有兩個v形塊2，被測工件5置于v形塊2上，psd傳感器6固定在測頭7上，測頭7放置于深孔內(nèi)，剛性的測桿9與測頭7相連，激光發(fā)射器4固定于激光調(diào)節(jié)架3上放置于被測工件5深孔外部，天線從深孔內(nèi)的psd傳感器6上引出到被測工件5深孔外部。

萬向節(jié)8一端連接測頭7，另一端連接測桿9，測桿9為多節(jié)相同長度的短桿相連，測桿9的截面為矩形，在檢測架1上具有矩形的槽。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種帶有防轉(zhuǎn)機構(gòu)的激光深孔直線度檢測裝置，采用激光準直原理與PSD傳感器測量深孔工件孔軸線的直線度誤差。將被測工件放置在V形塊上，V形塊固定于檢測架上。PSD傳感器固定在測頭上，利用測桿牽拉測頭使PSD傳感器從深孔一端移動到另一端。測桿為剛性零件，多段相接連接測頭。為防止測頭繞深孔軸線旋轉(zhuǎn)，測桿截面不為圓形，與檢測架上孔或槽配合。測桿通過一個萬向節(jié)與測頭相連，具有三個平移自由度，不具有旋轉(zhuǎn)自由度。檢測信息通過天線傳送至深孔外部，由計算機接收。本發(fā)明占地空間小，排除了測頭旋轉(zhuǎn)造成的檢測誤差，天線從孔內(nèi)伸出，避免了信號屏蔽，檢測精度高。

技術(shù)研發(fā)人員：于大國
受保護的技術(shù)使用者：中北大學
技術(shù)研發(fā)日：2016.03.26
技術(shù)公布日：2017.10.03