[发明专利]一种基于PSD的深孔直线度测量机器人

权利要求书

1.一种基于PSD的深孔直线度测量机器人，其特征在于：包括行进机构（1）、深孔自定心机构（2）、激光测量头（3）、光电处理系统（4）以及PSD位置调节机构（5）；深孔自定心机构（2）包括套筒（13）、端盖（14）、六根支撑测量杆、两个锥形圆台（18）、压簧（22）以及定心轴（21）；端盖（14）封盖在套筒（13）的端口处；定心轴（21）沿套筒（13）的轴向贯穿套筒（13）和端盖（14）；两个锥形圆台（18）通过中心处的安装孔套设在定心轴（21）上，并在安装孔内设有定心滚珠（23）；两个锥形圆台（18）的锥底相对，压簧（22）套设在定心轴（21）上且支撑于两个锥形圆台（18）的锥底之间；在两个锥形圆台（18）的锥面上均设有三条滑轨（19）；六根支撑测量杆的一端分别滑动式安装在六条滑轨（19）上，另一端沿套筒（13）的径向伸出套筒（13）外；在定心轴（21）上且位于套筒（13）内底部和端盖（14）内侧面处均设有限位凸圈；行进机构（1）与定心轴（21）的一端对接，用于推动深孔自定心机构（2）沿深孔行进；激光测量头（3）安装定心轴（21）的另一端上；光电处理系统（4）安装在PSD位置调节机构（5）上，光电处理系统（4）用于采集激光测量头（3）的激光信号，PSD位置调节机构（5）用于调节光电处理系统（4）的受光位置；

行进机构（1）包括旋转头和驱动体；旋转头由旋转筒（7）以及设置在旋转筒（7）外圆周上用于在深孔内壁上螺旋行走的行走驱动滚轮（6）组成；驱动体由外壳、步进电机（8）、电机驱动模块（12）、电源（10）以及设置在外壳外圆周上用于沿深孔轴向直线行走的导向轮（9）；步进电机（8）、电机驱动模块（12）以及电源（10）均设置于外壳内；步进电机（8）的输出轴伸出外壳外安装在旋转筒（7）的轴心处；电源（10）分别为步进电机（8）以及电机驱动模块（12）供电；电机驱动模块（12）驱动步进电机（8）转动；锥形圆台（18）锥面上的三条滑轨（19）呈120度间隔分布。

2.根据权利要求1所述的基于PSD的深孔直线度测量机器人，其特征在于：支撑测量杆由支撑端头（15）、固定连杆（20）、三角支撑块（16）以及滑块（17）组成；滑块（17）扣于滑轨（19）上，并可沿滑轨（19）来回滑动；固定连杆（20）固定设置在三角支撑块（16）上，三角支撑块（16）固定设置在滑块（17）上；支撑端头（15）的一端螺纹安装在固定连杆（20）的端部上，另一端设有行进滚珠。

3.根据权利要求1所述的基于PSD的深孔直线度测量机器人，其特征在于：激光测量头（3）包括安装柱头（24）和激光发射器（26）；安装柱头（24）的一端旋合在定心轴（21）上，另一端设有安装插孔；激光发射器（26）插装在安装插孔上。

4.根据权利要求1所述的基于PSD的深孔直线度测量机器人，其特征在于：PSD位置调节机构（5）包括底板（36）、平移板（27）、L形板（28）、背板（29）、X向调节螺栓（31）、Y向调节螺栓（30）以及Z向调节螺栓（32）；在平移板（27）的底部设有X向滑槽；在底板（36）上设有嵌于X向滑槽内的X向固定块；X向调节螺栓（31）沿X向滑槽旋合在平移板（27）上，且端部转动式安装在X向固定块上；在L形板（28）的水平板底部设有Y向滑槽，在平移板（27）上设有嵌于Y向滑槽内的Y向固定块；Y向调节螺栓（30）沿Y向滑槽旋合在L形板（28）的水平板上，且端部转动式安装在Y向固定块上；在背板（29）的背面设有Z向滑槽；在L形板（28）的竖向板上设有嵌于Z向滑槽内的Z向固定块；Z向调节螺栓（32）沿Z向滑槽旋合在背板（29）上，且端部转动式安装在Z向固定块上；背板（29）用于安装光电处理系统（4）的四象限光电探测器（33）。

5.根据权利要求1所述的基于PSD的深孔直线度测量机器人，其特征在于：光电处理系统（4）包括四象限光电探测器（33）、数据采集器（34）以及计算机（35）；数据采集器（34）连接在四象限光电探测器（33）与计算机（35）之间，将四象限光电探测器（33）的光电信号采集传输至计算机（35）；四象限光电探测器（33）安装在PSD位置调节机构（5）上。