非接触式快速测径装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010427152.5 (22)申请日 2020.05.19 (71)申请人 福建工程学院 地址 350000 福建省福州市大学新区学府 南路33号 (72)发明人 林志熙张伟才周景亮张水金 王愉灵杨江 (74)专利代理机构 福州君诚知识产权代理有限 公司 35211 代理人 戴雨君 (51)Int.Cl. G01B 7/12(2006.01) B25B 11/00(2006.01) B65G 47/82(2006.01) (54)发明名称 一种非接触式快速测径装置 (57。

2、)摘要 本发明公开了一种非接触式快速测径装置， 用于轴类零件的测径， 包括： 机台， 上端面设有V 形下凹结构的安装槽； V型块， 固定安装在机台的 安装槽中； 上料仓， 竖直设置在机台上端面对应V 型块一端部的一侧， 下部接近V型块的一侧设有 用于输出待测径轴类零件的出料口； 收料仓， 用 于承接测径后的轴类零件； 第一驱动机构， 设置 在机台上端面且位于上料仓远离V型块的一侧， 其驱动端由上料仓下部远离出料口的一侧穿入 到上料仓内； 第二驱动机构， 其驱动端朝向V型 块； 测径支架， 设置在机台上端面对应V型块另一 端部的一侧； 测径单元， 与测径支架连接且其探 测端朝向V型块上的待测径轴。

3、类零件； 接收终端， 用于接收测径单元的测径数据， 该方案实施可 靠。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 111397500 A 2020.07.10 CN 111397500 A 1.一种非接触式快速测径装置， 用于轴类零件的测径， 其特征在于： 其包括： 机台， 其上端面的一侧中部设有V形下凹结构的安装槽， 安装槽沿远离机台中部的一侧 形成敞开结构； V型块， 呈V型结构且下部固定安装在机台的安装槽中， V型块的上端面与机台上端面相 平， 所述的V型块用于约束放置待测径的轴类零件； 上料仓， 为矩形管状结构， 竖直设置在机台上端面对应V型块一端部的一侧， 其内部形 成用于平放堆叠。

4、待测径轴类零件的容置腔， 其下部接近V型块的一侧设有用于输出待测径 轴类零件的出料口； 收料仓， 固定在安装槽形成敞开结构的机台侧面上且用于承接测径后的轴类零件； 第一驱动机构， 设置在机台上端面且位于上料仓远离V型块的一侧， 其驱动端可水平滑 动地由上料仓下部远离出料口的一侧穿入到上料仓内， 且用于将落入上料仓底部的待测径 轴类零件推入到V型块中； 第二驱动机构， 设置在机台上端面且位于安装槽远离其敞开结构的一侧， 其驱动端朝 向V型块且用于将V型块上的已测径轴类零件推入到收料仓中； 测径支架， 设置在机台上端面对应V型块另一端部的一侧； 测径单元， 与测径支架连接且其探测端朝向V型块上的待。

5、测径轴类零件， 所述测径单元 的探测端与待测径轴类零件的径向中心形成的连接虚拟线垂直于待测轴类零件的虚拟轴 线； 接收终端， 与测径单元连接且用于接收测径单元的测径数据。 2.根据权利要求1所述的一种非接触式快速测径装置， 其特征在于： 所述的测径支架为 倾斜设置在机台上端面对应V型块另一端部的一侧， 其接近安装槽的端面上还设置有连接 板， 连接板上设置有第一腰型孔， 所述测径单元的中部滑动穿置在第一腰型孔中且其上下 两端通过连接件将测径单元可拆卸固定在第一腰型孔上。 3.根据权利要求1所述的一种非接触式快速测径装置， 其特征在于： 所述的第一驱动机 构包括： 第一支座， 固定在机台上端面且位。

6、于上料仓远离V型块的侧面一侧； 第一推杆， 其主体与第一支座固定连接， 其驱动端连接有第一驱动杆， 第一驱动杆远离 第一推杆主体的端部可水平滑动地由上料仓下部远离出料口的一侧穿入到上料仓内； 第一推板， 与第一驱动杆连接， 且由第一驱动杆驱动第一推板可水平滑动地由上料仓 下部远离出料口的一侧穿入到上料仓内， 使上料仓下部的待测径轴类零件被推入到V型块 中； 所述的上料仓对应第一驱动杆和第一推板设有供第一驱动杆和第一推板滑动的避让 缺口。 4.根据权利要求1所述的一种非接触式快速测径装置， 其特征在于： 所述待测径的轴类 零件置于V型块内时， 其上部高出V型块的上端面； 所述的第二驱动机构包括：。

7、 第二支座， 固定在机台上端面且位于安装槽远离其敞开结构的侧面一侧； 第二推杆， 其主体与第二支座固定连接， 其驱动端连接有第二驱动杆， 第二驱动杆远离 第二推杆主体的端部朝向V型块； 权利要求书 1/2 页 2 CN 111397500 A 2 第二推板， 与第二驱动杆连接， 且由第二驱动杆驱动第二推板伸缩， 将V型块中的已测 径轴类零件推入到收料仓中。 5.根据权利要求1所述的一种非接触式快速测径装置， 其特征在于： 其还包括第三驱动 机构， 所述的第三驱动机构固定在机台上， 其驱动端可升降地延伸至V型块上方且用于压紧 固定V型块内的待测径轴类零件。 6.根据权利要求5所述的一种非接触式快。

8、速测径装置， 其特征在于： 所述的第三驱动机 构包括： 固定座， 为板状结构， 其固定设置在机台上端面且位于测径支架远离V型块的侧面一 侧； 支撑杆， 下端与固定座上端面固定连接； 安装架， 一端可上下滑动地套设在支撑杆上， 且通过锁止机构与支撑杆锁止固定， 另一 端沿V型块正上方延伸； 第三推杆， 其主体与安装架另一端的下端面固定连接， 其驱动端连接有第三驱动杆， 所 述的第三驱动杆竖直向下朝向V型块上放置的待测径轴类零件； 压板， 为与待测径的轴类零件外周侧相适应的弧形结构且与第三驱动杆固定连接， 由 第三驱动杆的伸缩带动压板将待测径的轴类零件抵压固定在V型块内或解除抵压。 7.根据权利要。

9、求6所述的一种非接触式快速测径装置， 其特征在于： 所述安装架的一端 设有与支撑杆上下滑动配合的配合通槽， 所述的锁止机构为紧固螺栓， 紧固螺栓的螺杆端 由安装架一侧穿入到配合通槽内并与支撑杆侧面相抵， 令安装架锁附于支撑杆上。 8.根据权利要求6所述的一种非接触式快速测径装置， 其特征在于： 所述固定座的上端 面沿其长度方向延伸有一对滑座， 所述滑座的侧面设有贯穿其两端面的第二腰型孔， 所述 支撑杆的下端滑动连接在一对滑座之间且其底部穿置有连接螺杆， 连接螺杆的两端分别穿 入到一对滑座的第二腰型孔中并通过螺母约束锁附。 9.根据权利要求6所述的一种非接触式快速测径装置， 其特征在于： 所述的。

10、第三推杆通 过螺栓与安装架的另一端锁附固定连接。 10.根据权利要求1所述的一种非接触式快速测径装置， 其特征在于： 所述收料仓远离 机台的侧面上转动连接有可启闭的仓门， 仓门上连接有把手。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111397500 A 3 一种非接触式快速测径装置 技术领域 0001 本发明涉及轴类零件检测装置领域， 尤其是一种非接触式快速测径装置。 背景技术 0002 随着制造业的自动化程度的逐步提高， 纯手工装夹检测零件精度显然已不符合当 今自动化进程趋势。 然而， 目前的检测装置存在加紧力度不一、 定位误差较大、 操作复杂等 缺陷， 且检测轴类零件的外径加工精度通常是纯手工。

11、装夹， 其工作量繁重、 重复压紧力度不 一、 定位误差较大等缺陷。 发明内容 0003 针对现有技术的情况， 本发明的目的在于提供一种检测效率高、 速度快、 操作简 单、 精度好和节省人力的非接触式快速测径装置。 0004 为了实现上述的技术目的， 本发明所采用的技术方案为： 一种非接触式快速测径装置， 用于轴类零件的测径， 其包括： 机台， 其上端面的一侧中部设有V形下凹结构的安装槽， 安装槽沿远离机台中部的一侧 形成敞开结构； V型块， 呈V型结构且下部固定安装在机台的安装槽中， V型块的上端面与机台上端面相 平， 所述的V型块用于约束放置待测径的轴类零件； 上料仓， 为矩形管状结构， 竖。

12、直设置在机台上端面对应V型块一端部的一侧， 其内部形 成用于平放堆叠待测径轴类零件的容置腔， 其下部接近V型块的一侧设有用于输出待测径 轴类零件的出料口； 收料仓， 固定在安装槽形成敞开结构的机台侧面上且用于承接测径后的轴类零件； 第一驱动机构， 设置在机台上端面且位于上料仓远离V型块的一侧， 其驱动端可水平滑 动地由上料仓下部远离出料口的一侧穿入到上料仓内， 且用于将落入上料仓底部的待测径 轴类零件推入到V型块中； 第二驱动机构， 设置在机台上端面且位于安装槽远离其敞开结构的一侧， 其驱动端朝 向V型块且用于将V型块上的已测径轴类零件推入到收料仓中； 测径支架， 设置在机台上端面对应V型块另。

13、一端部的一侧； 测径单元， 与测径支架连接且其探测端朝向V型块上的待测径轴类零件， 所述测径单元 的探测端与待测径轴类零件的径向中心形成的连接虚拟线垂直于待测轴类零件的虚拟轴 线； 接收终端， 与测径单元连接且用于接收测径单元的测径数据。 0005 作为一种可能的实施方式， 进一步， 所述的测径支架为倾斜设置在机台上端面对 应V型块另一端部的一侧， 其接近安装槽的端面上还设置有连接板， 连接板上设置有第一腰 型孔， 所述测径单元的中部滑动穿置在第一腰型孔中且其上下两端通过连接件将测径单元 可拆卸固定在第一腰型孔上。 说明书 1/6 页 4 CN 111397500 A 4 0006 作为一种可。

14、能的实施方式， 进一步， 所述的第一驱动机构包括： 第一支座， 固定在机台上端面且位于上料仓远离V型块的侧面一侧； 第一推杆， 其主体与第一支座固定连接， 其驱动端连接有第一驱动杆， 第一驱动杆远离 第一推杆主体的端部可水平滑动地由上料仓下部远离出料口的一侧穿入到上料仓内； 第一推板， 与第一驱动杆连接， 且由第一驱动杆驱动第一推板可水平滑动地由上料仓 下部远离出料口的一侧穿入到上料仓内， 使上料仓下部的待测径轴类零件被推入到V型块 中； 所述的上料仓对应第一驱动杆和第一推板设有供第一驱动杆和第一推板滑动的避让 缺口。 0007 作为一种可能的实施方式， 进一步， 所述待测径的轴类零件置于V型。

15、块内时， 其上 部高出V型块的上端面； 所述的第二驱动机构包括： 第二支座， 固定在机台上端面且位于安装槽远离其敞开结构的侧面一侧； 第二推杆， 其主体与第二支座固定连接， 其驱动端连接有第二驱动杆， 第二驱动杆远离 第二推杆主体的端部朝向V型块； 第二推板， 与第二驱动杆连接， 且由第二驱动杆驱动第二推板伸缩， 将V型块中的已测 径轴类零件推入到收料仓中。 0008 作为一种可能的实施方式， 进一步， 其还包括第三驱动机构， 所述的第三驱动机构 固定在机台上， 其驱动端可升降地延伸至V型块上方且用于压紧固定V型块内的待测径轴类 零件。 0009 作为一种较优的选择实施方式， 优选的， 所述的。

16、第三驱动机构包括： 固定座， 为板状结构， 其固定设置在机台上端面且位于测径支架远离V型块的侧面一 侧； 支撑杆， 下端与固定座上端面固定连接； 安装架， 一端可上下滑动地套设在支撑杆上， 且通过锁止机构与支撑杆锁止固定， 另一 端沿V型块正上方延伸； 第三推杆， 其主体与安装架另一端的下端面固定连接， 其驱动端连接有第三驱动杆， 所 述的第三驱动杆竖直向下朝向V型块上放置的待测径轴类零件； 压板， 为与待测径的轴类零件外周侧相适应的弧形结构且与第三驱动杆固定连接， 由 第三驱动杆的伸缩带动压板将待测径的轴类零件抵压固定在V型块内或解除抵压。 0010 作为一种较优的选择实施方式， 优选的， 。

17、所述安装架的一端设有与支撑杆上下滑 动配合的配合通槽， 所述的锁止机构为紧固螺栓， 紧固螺栓的螺杆端由安装架一侧穿入到 配合通槽内并与支撑杆侧面相抵， 令安装架锁附于支撑杆上。 0011 作为一种较优的选择实施方式， 优选的， 所述固定座的上端面沿其长度方向延伸 有一对滑座， 所述滑座的侧面设有贯穿其两端面的第二腰型孔， 所述支撑杆的下端滑动连 接在一对滑座之间且其底部穿置有连接螺杆， 连接螺杆的两端分别穿入到一对滑座的第二 腰型孔中并通过螺母约束锁附。 0012 作为一种较优的选择实施方式， 优选的， 所述的第三推杆通过螺栓与安装架的另 一端锁附固定连接。 说明书 2/6 页 5 CN 11。

18、1397500 A 5 0013 作为一种可能的实施方式， 进一步， 所述收料仓远离机台的侧面上转动连接有可 启闭的仓门， 仓门上连接有把手。 0014 采用上述的技术方案， 本发明与现有技术相比， 其具有的有益效果为： 本方案可以 实现待测径的轴类零件自动上下料 （即受第一驱动机构进行自动推入到V型块内， 由测径单 元进行测径， 测径后， 由第二驱动机构进行推出实现出料） ， 而轴类零件的在外径检测时， 所 受到的第三驱动机构的装夹力度能够保持一致， 且还兼具检测速度快、 操作简单方便等优 点； 相对于传统方案， 本方案能够提高检测的效率， 同时还能降低检测的误差， 提高检测精 度。 附图说。

19、明 0015 下面结合附图和具体实施方式对本发明方案做进一步的阐述： 图1为本发明方案的简要实施结构三维视角示意图之一； 图2为本发明方案的简要实施结构三维视角示意图之二； 图3为本发明方案的简要实施结构二维视角示意图之一； 图4为本发明方案的简要实施结构二维视角示意图之二； 图5为本发明方案的简要实施结构二维视角示意图之三； 图6为本发明方案的简要实施结构二维视角示意图之四。 具体实施方式 0016 如图1至图6之一所示， 本发明非接触式快速测径装置， 用于轴类零件的测径， 其包 括： 机台1， 其上端面的一侧中部设有V形下凹结构的安装槽11， 安装槽11沿远离机台1中部 的一侧形成敞开结构。

20、； V型块2， 呈V型结构且下部固定安装在机台1的安装槽11中， V型块2的上端面与机台1上 端面相平， 所述的V型块2用于约束放置待测径的轴类零件； 上料仓3， 为矩形管状结构， 竖直设置在机台1上端面对应V型块2一端部的一侧， 其内部 形成用于平放堆叠待测径轴类零件的容置腔， 其下部接近V型块2的一侧设有用于输出待测 径轴类零件的出料口32； 收料仓8， 固定在安装槽11形成敞开结构的机台1侧面上且用于承接测径后的轴类零 件； 第一驱动机构4， 设置在机台1上端面且位于上料仓3远离V型块2的一侧， 其驱动端可水 平滑动地由上料仓3下部远离出料口32的一侧穿入到上料仓3内， 且用于将落入上料。

21、仓3底 部的待测径轴类零件推入到V型块2中； 第二驱动机构5， 设置在机台1上端面且位于安装槽11远离其敞开结构的一侧， 其驱动 端朝向V型块2且用于将V型块2上的已测径轴类零件推入到收料仓8中； 测径机构7， 其包括： 测径支架71， 设置在机台1上端面对应V型块2另一端部的一侧； 测径单元73， 与测径支架71连接且其探测端朝向V型块2上的待测径轴类零件， 所述测 径单元73的探测端与待测径轴类零件的径向中心形成的连接虚拟线垂直于待测轴类零件 说明书 3/6 页 6 CN 111397500 A 6 的虚拟轴线， 测径单元73可以是电涡流位移传感器， 也可以是红外测距仪或者是其他形式 的现。

22、有技术测径装置， 结合预先测量好的V型块2与测径单元73的间距作为计算参数之一， 再结合测径单元73所测获得的数据， 实现换算获得轴类零件的直径； 接收终端， 与测径单元73连接且用于接收测径单元73的测径数据， 其可以是移动终端 或固定终端， 移动终端可以是笔记本电脑、 手机、 平板或PAD， 固定终端可以是电脑， 而测径 单元73与接收终端通讯录连接， 而通讯连接的形式可以是无线通讯、 也可以是有线通讯， 该 通讯形式由于是现有非常之常规技术， 因此不再拓展引申赘述。 0017 作为一种可能的实施方式， 进一步， 所述的测径支架71为倾斜设置在机台1上端面 对应V型块2另一端部的一侧， 其。

23、接近安装槽11的端面上还设置有连接板72， 连接板上设置 有第一腰型孔721， 所述测径单元73的中部滑动穿置在第一腰型孔721中且其上下两端通过 连接件74将测径单元73可拆卸固定在第一腰型孔721上， 测径单元73可以是在外周侧设置 螺纹， 然后通过一对螺母进行螺纹夹紧在第一腰型孔721上。 0018 其中， 作为一种可能的实施方式， 进一步， 所述的第一驱动机构4包括： 第一支座42， 固定在机台1上端面且位于上料仓3远离V型块2的侧面一侧； 第一推杆41， 其主体与第一支座42固定连接， 其驱动端连接有第一驱动杆411， 第一驱 动杆411远离第一推杆41主体的端部可水平滑动地由上料仓。

24、3下部远离出料口32的一侧穿 入到上料仓3内； 第一推板43， 与第一驱动杆411连接， 且由第一驱动杆411驱动第一推板43可水平滑动 地由上料仓3下部远离出料口32的一侧穿入到上料仓3内， 使上料仓3下部的待测径轴类零 件被推入到V型块2中； 所述的上料仓3对应第一驱动杆411和第一推板43设有供第一驱动杆411和第一推板43 滑动的避让缺口。 0019 另外， 作为一种可能的实施方式， 进一步， 所述待测径的轴类零件置于V型块2内 时， 其上部高出V型块2的上端面； 所述的第二驱动机构5包括： 第二支座52， 固定在机台1上端面且位于安装槽11远离其敞开结构的侧面一侧； 第二推杆51， 。

25、其主体与第二支座52固定连接， 其驱动端连接有第二驱动杆511， 第二驱 动杆511远离第二推杆51主体的端部朝向V型块2； 第二推板53， 与第二驱动杆511连接， 且由第二驱动杆511驱动第二推板53伸缩， 将V型 块2中的已测径轴类零件推入到收料仓8中。 0020 再者， 作为一种可能的实施方式， 进一步， 其还包括第三驱动机构6， 所述的第三驱 动机构6固定在机台1上， 其驱动端可升降地延伸至V型块2上方且用于压紧固定V型块2内的 待测径轴类零件； 作为一种较优的选择实施方式， 优选的， 所述的第三驱动机构6包括： 固定座61， 为板状结构， 其固定设置在机台1上端面且位于测径支架71。

26、远离V型块2的侧 面一侧； 支撑杆62， 下端与固定座61上端面固定连接； 安装架631， 一端可上下滑动地套设在支撑杆62上， 且通过锁止机构6311与支撑杆62锁 止固定， 另一端沿V型块2正上方延伸； 第三推杆64， 其主体与安装架631另一端的下端面固定连接， 其驱动端连接有第三驱动 说明书 4/6 页 7 CN 111397500 A 7 杆642， 所述的第三驱动杆642竖直向下朝向V型块2上放置的待测径轴类零件； 压板641， 为与待测径的轴类零件外周侧相适应的弧形结构且与第三驱动杆642固定连 接， 由第三驱动杆642的伸缩带动压板641将待测径的轴类零件抵压固定在V型块2内或。

27、解除 抵压； 作为一种较优的选择实施方式， 优选的， 所述安装架631的一端设有与支撑杆62上下 滑动配合的配合通槽6313， 所述的锁止机构6311为紧固螺栓， 紧固螺栓的螺杆端由安装架 631一侧穿入到配合通槽内并与支撑杆62侧面相抵， 令安装架631锁附于支撑杆62上； 作为 一种较优的选择实施方式， 优选的， 所述固定座61的上端面沿其长度方向延伸有一对滑座 611， 所述滑座611的侧面设有贯穿其两端面的第二腰型孔612， 所述支撑杆62的下端滑动连 接在一对滑座611之间且其底部穿置有连接螺杆613， 连接螺杆613的两端分别穿入到一对 滑座611的第二腰型孔612中并通过螺母61。

28、4约束锁附。 0021 作为一种较优的选择实施方式， 优选的， 所述的第三推杆64通过螺栓与安装架631 的另一端锁附固定连接。 0022 作为一种可能的实施方式， 进一步， 所述收料仓8远离机台1的侧面上转动连接有 可启闭的仓门81， 仓门81上连接有把手82。 0023 本方案通过电涡流位移传感器作为测径单元进行检测待测径的轴类零件的外径， 并辅以第一推杆41和第二推杆51进行上料仓3的上下料控制， 使得装置具有完善的自动检 测元件精度的新型检测装置， 加上第三驱动机构6进行测径时的压紧固定， 令测径过程更加 精准。 0024 其运行步骤简要如下： 待测径的轴类零件 （下简称工件） 置于上。

29、料仓3呈垂直放置， 当第一推杆51推出待测径 轴类零件至V型块2中时， 叠置至上的轴类零件由自由落体运动往下传递， 上料仓3的进料口 31由左手工学放置， 方便工人添加工件。 0025 当工件由进料推头推出进入V型块2时， V型块2正上方的第三推杆64带动压板641 压紧工件， 旁侧的电涡流位移传感器 （测径单元73） 检测元件， 并获得采集的数据反馈至接 收终端， 操作人员可以在接收终端上预置的MTALAB软件通过制作的GUI和数据采集工具进 行工件尺寸的自动测量、 计算、 绘制图像， 完成加工误差统计分析中的大量数据。 0026 当工件检测完成时， 第三推杆64松开工件， 另一侧的第一推杆。

30、41带动第一推板43， 将工件推下机台1并进入V型块2， 且工件为轴类元件， 由上料仓3堆叠的工件因自重而下落 并自律排放。 0027 而作为一种可能的形式举例， 检测过程时， 可以通过感测第三驱动机构6的第三推 杆64往下压紧工件到达一定压紧力时， 从而带动传感器检测工件外径并通过数据采集装置 将数据写入计算机， 并通过matlab软件制作的gui对工件尺寸的自动测量、 计算、 绘制图像， 完成加工误差统计分析中的大量数据。 当数据读取完成时， 压紧推杆松开工件复位后， 下料 推杆推下工件即完成单个工件的检测流程。 0028 为保证检测与上下料推送的协调， 装置在参数设置和控制上应保证电推杆。

31、的动作 频率与测量系统的采样频率保持一致， 使得上下料与数据采集实现同步， 并在相应测量时 长后将自动复位并重新触发检测与推送， 用以消除累积误差。 通过上述机构间的配合来实 现新型检测装置的快速检测。 0029 以上所述为本发明实施例， 对于本领域的普通技术人员而言， 根据本发明的教导， 说明书 5/6 页 8 CN 111397500 A 8 在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、 修改、 替换和变型， 皆应属本发明的涵盖范围。 说明书 6/6 页 9 CN 111397500 A 9 图1 说明书附图 1/5 页 10 CN 111397500 A 10 图2 说明书附图 2/5 页 11 CN 111397500 A 11 图3 说明书附图 3/5 页 12 CN 111397500 A 12 图4 说明书附图 4/5 页 13 CN 111397500 A 13 图5 图6 说明书附图 5/5 页 14 CN 111397500 A 14 。