[发明专利]一种非接触气压浮动式测量装置

说明书

本发明公开了一种非接触气压浮动式测量装置，涉及精密测量技术领域，由喷嘴组件、活塞组件、弹性组件和电磁感应组件构成。喷嘴组件由气压腔、进气孔和U型卡钳组成，测量时对不同被测表面形成不同的气压大小；活塞组件由活塞、单头螺杆和垫圈组成，气压腔前端气压发生变化，通过此部分反馈为位移变化；弹性组件是由三条弹性支链构成，弹性支链绕圆周等角度分布，通过此部位对前段反馈的位移变化量进行放大后传递到后端电磁感应组件；电磁感应组件由圆柱形铁芯、塑料轴承套、初级线圈和次级线圈构成，此部分组件对前段传递的位移变化量转化为电信号量输出。通过本发明可实现对轴类零部件圆度、圆柱度的高精度测量。

技术领域

本发明涉及精密测量技术领域，尤其涉及一种非接触气压浮动式测量装置。

背景技术

随着智能化、自动化生产技术的发展，精密测量在生产中的作用越来越重要，智能制造已经开始慢慢向生产导入。智能制造的核心之一就是智能感知，根据智能感知的结果反馈调节生产，从而提高生产效率，提升产品质量。

在汽车发动机及航空零部件领域，其生产零部件质量的控制，主要依赖于各种感知元器件对待测零部件进行物理量和几何量的精密测量，然后反馈给生产设备，动态纠正生产误差，从而避免批量性生产质量事故。因此，精密测量在生产中的地位越来越重要，而精密测量的重要核心就是精密测头。现有的精密测头有接触式和非接触式两种形式。接触式测头主要以柔性和弹性元件为主要代表，通过弹性变形，产生位移，从而检测出待测件的物理量和几何量。非接触式测头主要以激光和视觉测量为代表，通过激光反射产生位移增量或视觉图像处理技术来检测待测件的物理量和几何量。激光测头及相关配套设备成本较高，视觉测量受环境影响因素较多，所以都不能大范围广泛应用。所以，目前还是以接触式测头应用居多。

然而，非接触式测头由于不损伤待测工件表面，具有接触式测头不能替代的优越性。然而非接触式测头具有成本高和应用环境的限制。

综上，现有技术缺乏成本低，对环境要求不高的非接触式测头。

发明内容

本发明提供一种非接触气压浮动式测量装置，具有非接触式测头不损失待测工件表面的优势。与视觉测头(摄像头)相比，本发明不受光照环境影响，不需要光源，应用环境比视觉测头广泛；与激光测头相比，本发明不存在昂贵和庞大的附加设备，安装空间较小，成本较低。通过与目前主流的非接触式测量方式对比，本发明可适应更广泛的环境应用场合。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种非接触气压浮动式测量装置，包括：气压腔、进气孔、U型卡规、活塞、单头螺杆、刚性平台、柔性铰链、圆柱形铁芯、第一次级线圈、初级线圈、第二次级线圈、塑料轴承套。

气压腔用于容纳气体，气压腔为圆锥形，因此对活塞起到限位作用，气压腔的顶角处开口，并且和U型卡规固定连接，气压腔的顶角出气孔正对安装在U型卡规内的待测物品。

气压腔的外壁上沿着同一圆周均匀设置若干进气孔，进气孔可以设置为4个以上，其数量可据开孔处的圆截面半径而定，若圆截面半径大，则多开孔；若圆截面半径较小，则少开孔。进气孔的位置关系必须沿圆截面等角度开设，以便进气时，气压腔内进气均衡有序，不会出现脉冲或紊乱气流现象。

U型卡规的直径比待测物体的直径大，因此待测物体卡入U型卡规时仍然留有间隙，从而实现非接触式的测量。

活塞连接气压腔的底面，当恒压气体经进气孔冲入气压腔时，气压腔内的气流一方面喷射至待测物体表面，另一方面推动活塞滑动。