专利名称：一种非接触式显示钢球粗糙度的激光检测仪的制作方法
技术领域：
本发明属于测量技术领域，特别涉及到一种非接触式显示钢球粗糙度的激 光检测仪。
背景技术：
目前市场上存在的钢球粗糙度仪在机械机构上存在着如下缺陷1、 钢球调整装置和摆动调整装置都采用涡轮蜗杆结构，占用空间较大，成 本较高，结构臃肿，并且噪声也较大；2、 激光管裸露在外部，激光光源损失较多，影响光电传感器有效感光，调 整结构过于简单，调整困难，而且影响整台检测装置的外观；3、 限位装置只是简单的一个摆杆，不能调整高低，且间隙较大，不能真正 起到限位的作用；4、 摆动接收装置直接套在摆杆上，移动时只能用手推动，移动困难且调整 精度很差。5、 为了在传感器能有效感光，为了形成一个暗室而将整套检测装置固定在 仪器外壳内部，使得调整接收距离时，光线较暗，调整很不方便。这些缺陷和特征导致了本来应该具有良好前景的仪器销路一直不畅。改善 仪器的结构成为一种市场需要。发明内容为解决现有技术的不足之处，本实用新型提供了一种非接触式显示钢球粗 糙度的激光检测仪，该检测仪利用激光散斑原理研制而出，测量钢球粗糙度采用非接触式，具有很快的测量速度和不损伤被测钢球，检测仪结构简化，降低 成本，改善外观，而且操作更为简便、检测可靠性更强。 为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案所述的非接触式显示钢球粗糙度的激光检测仪主要由底座、钢球调整装置、 摆动调整装置、测量芯轴、限位装置、光电传感器、摆动接收装置、激光管及 调整装置、外壳构成，其中钢球调整装置、摆动调整装置、激光管及调整装置 固定在底座上，钢球调整装置固定在底座中间，测量芯轴安装在钢球调整装置 中的升降轴上，被测钢球放在测量芯轴的锥窝里，通过转动钢球调整装置中的 手轮可以调整被测钢球的高低，高低位置可以通过限位装置进行限位；激光管 及调整装置位亍钢球调整装置的左侧，激光光源的入射光线可以正好作用于被 测钢球的顶点上，摆动调整装置位于钢球调整装置的后方，摆动接收装置安装 在摆动调整装置的传感器摆动轴上，传感器摆动轴的中心与钢球调整装置的升 降轴处于同一个平面上，光电传感器固定在摆动接受装置上，可以沿摆杆移动 位置，以调节光电传感器与被测钢球之间的位置，进而调节光电传感器的接收 距离；整套机械装置封装在外壳中，形成一个暗室。所述的非接触式显示钢球粗糙度的激光检测仪，其钢球调整装置主要是由 升降座、限位螺钉、轴承、升降套、升降轴、大锥齿轮、小锥齿轮、钢球调整 轴、钢球调整座、钢球调整手轮构成，其中轴承固定在升降座里，升降套与轴 承内圈固定，可绕升降轴中心转动，升降轴与升降套之间有定心导向面，并通 过细牙螺纹联接，在升降轴下端，开有上下直槽，限位螺钉从槽中穿过，并固 定在升降座上，大锥齿轮与升降套固定，小锥齿轮与钢球调整轴固定，大锥齿 轮与小锥齿轮啮合，钢球调整轴可在钢球调整座中转动，钢球调整手轮固定在 钢球调整轴另一端。所述的非接触式显示钢球粗糙度的激光检测仪，其摆动调整装置主要是由 摆动调整手轮、摆动调整轴、轴承、摆动调整座、调整螺母、连杆、摇杆、传 感器摆动座、传感器摆动轴构成，其中调整螺母、连杆、摇杆组成连杆机构，带动传感器摆动轴在传感器摆动座中转动，摆动调整轴与调整螺母通过T型螺 纹联接，摆动调整轴通过轴承可在摆动调整座中转动，摆动调整手轮固定在摆 动调整轴另一端。所述的非接触式显示钢球粗糙度的激光检测仪，其限位装置主要是由限位 座、轴承、限位轴、升降调整螺母、锁紧螺母、限位杆、铜片构成，其中轴承 固定在限位座里，限位轴与轴承内圈固定，升降调整螺母与限位轴通过正螺纹 联接，锁紧螺母与限位轴通过逆螺纹联接，限位杆套在限位轴上，并位于升降 调整螺母与锁紧螺母之间，铜片镶嵌在限位杆的前端，并用一根导线联接铜片 和底座的限位灯即发光二极管。所述的非接触式显示钢球粗糙度的激光检测仪，其摆动接收装置主要是由滑动套、锁紧螺钉、调整转轴、压块、o形圈、摆杆、压紧螺钉构成，其中，滑动套、调整转轴、压块、O形圈组成的移动装置套在摆杆外部，可沿摆杆移 动，两个O形圈为橡胶圈，套在调整转轴上，滑动套与压块在和调整转轴接触 的地方各开有一个半圆孔，调整转轴可在滑动套与压块组成的孔中转动，压紧 螺钉与压块通过螺纹联接，滑动套与压块联接处开有一个沉孔，中间放置压縮 弹簧，滑动套与压块之间有一定间隙，旋紧压紧螺钉，可调整间隙的大小，并 可将调整转轴通过0形圈压紧在与摆杆的接触面上，滑动套上与摆杆接触的前 方制作成游标，可以指示镶嵌在摆杆上的标尺刻度。所述的非接触式显示钢球粗糙度的激光检测仪，其激光管及调整装置主要 是由管架、锁紧螺钉、升降螺母、升降轴、管嘴、衬套、激光管、调整板、调 整螺钉、管套、管帽构成，其中升降轴插入管架的定位孔中，与升降螺母之间 采用螺纹联接，升降螺母旋转时可以调整升降轴的高低，锁紧螺钉用于固定管 架和升降轴，光学型的玻璃激光管通过衬套固定在由管嘴、管套、管帽组成的 封闭式套筒中，管嘴中心开有小孔，激光管发射的激光可以通过管嘴中心的小 孔发射出来，调整螺钉可以微调激光光线的入射角度，管套与升降轴之间通过 调整板联接，调整板与管套或升降轴的联接处开有通槽，调整板分别与管套、升降轴用螺钉固定，可以通过移动螺钉在调整板通槽中的位置调整激光管的前 后和左右位置。所述的非接触式显示钢球粗糙度的激光检测仪，其外壳将底座、钢球调整 装置、摆动调整装置、激光管及调整装置封闭起来，形成一个暗室，而测量芯 轴、限位装置、光电传感器、摆动接收装置位于可开合的直角型的仪器门中， 在仪器门打开后，测量芯轴、限位装置、光电传感器、摆动接收装置完全裸露， 便于调整传感器接收距离、更换被测钢球或测量芯轴以及对钢球高低进行限位。由于采用了如上所述技术方案，本发明具有如下优越性1、 钢球调整装置采用锥齿轮啮合和细牙螺纹升降，摆动调整装置采用T型 螺纹啮合和连杆机构传动调整摆杆摆动角度，不仅移动精度高、成本低、体积 小，而且移动灵活、噪声小；2、 激光管封闭，激光光源损失较小，增加了光电传感器有效感光能力，调 整结构可以进行激光管的前后、左右和高低调整，调整方便，而且改善了整台 检测装置的外观；3、 限位装置不仅可以调整限位杆的高低，而且限位杆转动灵活、无间隙；4、 摆动接收装置移动时通过调整转轴灵活地调整游标在摆杆上的位置，松 开后游标自动固定在摆杆上，并可以通过锁紧螺钉进行更牢固地固定；5、 打开仪器门后，传感器接收装置、测量芯轴、被测钢球和限位装置完全 裸露，可以很方便地调整传感器接收距离、更换被测钢球或测量芯轴以及对钢 球高低进行限位，合上仪器门后，所有机械装置封闭在外壳中，形成一个暗室。
图1是本发明的检测仪结构示意图。 图2是图1的右视图。 图3是钢球调整装置的结构示意图。 图4是摆动调整装置的结构示意图。图5是限位装置的结构示意图。图6是摆动接收装置的结构示意图。图7是激光管及调整装置的结构示意图。上述图中1—底座；2—钢球调整装置；3—摆动调整装置；4—测量芯轴； 5—被测钢球；6—限位装置；7—光电传感器；8—摆动接收装置；9一激光管及 调整装置；IO—外壳；11—升降座；12—限位螺钉；13—轴承；14—升降套； 15—升降轴；16—大锥齿轮；17—小锥齿轮；18—钢球调整轴；19—钢球调整 座；20—钢球调整手轮；21—摆动调整手轮；22—摆动调整轴；23—轴承；24一摆动调整座；25—调整螺母；26—连杆；27—摇杆；28—传感器摆动座；29 一传感器摆动轴；30—限位座；31—轴承；32—限位轴；33—升降调整螺母； 34—锁紧螺母；35—限位杆；36—铜片；37—滑动套；38—锁紧螺钉；39—调 整转轴；40—压块；41一0形圈；42—摆杆；43—压紧螺钉；44一管架；45— 锁紧螺钉；46—升降螺母；47—升降轴；48—管嘴；49一衬套；50—激光管； 51—调整板；52—调整螺钉；53—管套；54—管帽。
具体实施方式
本发明的检测仪在测量原理上采用激光散斑原理，检测仪机械结构的关键 是将激光管的入射光斑、钢球的最顶端以及传感器调整装置的回转中心调整到 一点上即三点同一线，同时反射光斑刚好落在光核传感器的正中心，以及整个 光路受到良好的暗室保护，在这种情况下才能将误差縮到最小，达到测量标准。如图l、 2所示钢球调整装置(2)、摆动调整装置(3)、激光管及调整装 置(9)固定在底座(1)上，钢球调整装置(2)固定在底座(1)中间，测量 芯轴(4)安装在钢球调整装置(2)中的升降轴(15)上，被测钢球(5)放在 测量芯轴(4)的锥窝里，通过转动钢球调整装置(2)中的手轮(20)可以调 整被测钢球(5)的高低，高低位置可以通过限位装置(6)进行限位，激光管 及调整装置(9)固定在钢球调整装置(2)的左侧，调整激光管及调整装置(9)，可以使激光光源的入射光斑可以正好作用于被测钢球(5)的顶点上，摆动调整装置(8)固定在钢球调整装置(2)的后方，摆动接收装置(8)安装在摆动调 整装置(3)的传感器摆动轴(29)上，通过转动摆动调整装置(3)中的手轮(21)可以调整摆动接收装置(8)中摆杆(42)的转动角度，将光电传感器(7) 固定在摆动接收装置(8)上，并根据光电传感器(7)的接收距离沿摆杆移动 到一定的位置。调整钢球调整装置(2)，将被测钢球(5)的顶点调整到传光电 感器(7)接收装置的摆动中心，调整激光管及调整装置(9)，激光光源的入射 光斑可以正好作用于被测钢球(5)的顶点上，整套机械装置封装在外壳(10) 中，形成一个暗室，调整时可以将检测仪门打开。如图3所示将轴承(13)固定在升降座(11)里，升降套(14)与轴承(13)的内圈固定，升降轴(15)旋入升降套(14)的细牙螺纹中，限位螺钉(12)从升降轴(15)下端槽中穿过，并固定在升降座(11)上，大锥齿轮(16) 与升降套(14)固定，小锥齿轮(17)与钢球调整轴(18)固定，调整钢球调 整座(19)的左右位置，将大锥齿轮(16)与小锥齿轮(17)啮合良好，钢球 调整轴(18)安装在钢球调整座(19)中，并可以转动，钢球调整手轮(20) 固定在钢球调整轴(18)另一端，转动钢球调整手轮(20)，可以调整被测钢球(5)的高低位置。如图4所示将调整螺母(25)、连杆(26)、摇杆(27)通过铜套组成连 杆机构，摆动调整轴(22)通过轴承(23)安装在摆动调整座(24)中，调整 螺母(25)安装在摆动调整轴(22)的T型螺纹上，传感器摆动轴(29)安装 在传感器摆动座(28)中，摇杆(27)与传感器摆动轴(29)通过铜套联接， 可以相互转动，摆动调整手轮(21)固定在摆动调整轴(22)另一端。转动摆 动调整手轮(21)，带动传感器摆动轴(22)在传感器摆动座(28)中转动，进 而带动摆杆(42)转动。如图5所示将轴承(31)固定在限位座(30)里，限位轴(32)与轴承 (31)的内圈固定，升降调整螺母(33)旋入限位轴(32)的螺纹中，限位杆(35)套在限位轴上，锁紧螺母(34)旋入限位轴(32)端部的逆螺纹中，将 限位杆(35)固定紧，通过升降调整螺母(33)可以调整限位杆(35)的高低 位置，铜片(36)镶嵌在限位杆(35)的前端，并用一根导线联接铜片和底座 的限位灯即发光二极管，在被测钢球(5)与铜片(36)接触后，限位灯亮。如图6所示将两个0形圈(41)套入调整转轴(39)上，滑动套(37) 套在摆杆(42)外部，在滑动套(37)与压块(40)联接的沉孔中放入压縮弹 簧，调整转轴(39)安装在滑动套(37)的半圆孔中，再用压块(40)压紧， 将压紧螺钉(43)穿过滑动套(37)旋入压块(40)、调整压紧螺钉(43)的旋 入深度，使滑动套(37)在摆杆(42)上移动时松紧适当，根据不同的被测钢 球(5)选择相应的传感器接收距离，移动滑动套(37)在摆杆(42)上的位置, 并用锁紧螺钉(38)固定紧。如图7所示升降螺母(46)与升降轴(47)联接后插入管架(44)的定 位孔中，激光管(50)通过衬套(49)固定在由管嘴(48、管套(53)、管帽(54) 组成的封闭式套筒中，管套(53)与升降轴(47)之间通过调整板(51)联接， 调整板(51)与管套(53)或升降轴(47)的联接处开有通槽，调整板(51) 分别与管套(53)、升降轴(47)用螺钉固定，观察被测钢球(5)上的激光入 射光斑，通过移动螺钉在调整板通槽中的位置调整激光管(50)在前后和左右 到合适的位置，旋紧锁紧螺钉(45)，再用调整螺钉(52)对激光光线的入射角 度进行微调。综上所述，外壳(10)将底座(1)、钢球调整装置(2)、摆动调整装 置(3)、激光管及调整装置(9)封闭起来，形成一个暗室，而测量芯轴(4)、 限位装置(6)、光电传感器(7)、摆动接收装置(8)位于可开合的直角型 的仪器门中，在仪器门打开后，测量芯轴(4)、限位装置(6)、光电传感 器(7)、摆动接收装置(8)完全裸露，便于调整传感器接收距离、更换被 测钢球(5)或测量芯轴(4)以及对被测钢球(5)高低进行限位。
权利要求
1、一种非接触式显示钢球粗糙度的激光检测仪，其特征在于该检测仪主要由底座(1)、钢球调整装置(2)、摆动调整装置(3)、测量芯轴(4)、限位装置(6)、光电传感器(7)、摆动接收装置(8)、激光管及调整装置(9)、外壳(10)构成，其中钢球调整装置(2)、摆动调整装置(3)、激光管及调整装置(9)固定在底座(1)上，钢球调整装置(2)固定在底座(1)中间，测量芯轴(4)安装在钢球调整装置(2)中的升降轴上，被测钢球(5)放在测量芯轴(4)的锥窝里，通过转动钢球调整装置(2)中的手轮可以调整被测钢球(5)的高低，高低位置可以通过限位装置(6)进行限位；激光管及调整装置(9)位于钢球调整装置(2)的左侧，激光光源的入射光线可以正好作用于被测钢球(5)的顶点上，摆动调整装置(3)位于钢球调整装置(2)的后方，摆动接收装置(8)安装在摆动调整装置(3)的传感器摆动轴上，传感器摆动轴的中心与钢球调整装置(3)的升降轴处于同一个平面上，光电传感器(7)固定在摆动接受装置(8)上，可以沿摆杆移动位置，以调节光电传感器(7)与被测钢球(5)之间的位置，进而调节光电传感器(7)的接收距离；整套机械装置封装在外壳(10)中，形成一个暗室。
2、如权利要求1所述的非接触式显示钢球粗糙度的激光检测仪，其特征在 于其钢球调整装置(2)主要是由升降座(11)、限位螺钉(12)、轴承(13)、 升降套(14)、升降轴(15)、大锥齿轮(16)、小锥齿轮(17)、钢球调整轴(18)、 钢球调整座(19)、钢球调整手轮(20)构成，其中轴承(13)固定在升降座(11) 里，升降套(14)与轴承(13)内圈固定，可绕升降轴(15)中心转动，升降 轴(15)与升降套(14)之间有定心导向面，并通过细牙螺纹联接，在升降轴 (15)下端，开有上下直槽，限位螺钉(12)从槽中穿过，并固定在升降座(11)上，大锥齿轮(16)与升降套(14)固定，小锥齿轮(17)与钢球调整轴(18) 固定，大锥齿轮(16)与小锥齿轮(17)啮合，钢球调整轴(18)可在钢球调 整座(19)中转动，钢球调整手轮(20)固定在钢球调整轴(18)另一端。
3、 如权利要求1所述的非接触式显示钢球粗糙度的激光检测仪，其特征在 于其摆动调整装置(3)主要是由摆动调整手轮(21)、摆动调整轴(22)、轴 承(23)、摆动调整座(24)、调整螺母(25)、连杆(26)、摇杆(27)、传感器 摆动座(28)、传感器摆动轴(29)构成，其中调整螺母(25)、连杆(26)、摇 杆(27)组成连杆机构，带动传感器摆动轴(29)在传感器摆动座(28)中转 动，摆动调整轴(22)与调整螺母(25)通过T型螺纹联接，摆动调整轴(22) 通过轴承(23)可在摆动调整座(24)中转动，摆动调整手轮(21)固定在摆 动调整轴(22)另一端。
4、 如权利要求1所述的非接触式显示钢球粗糙度的激光检测仪，其特征在 于其限位装置(6)主要是由限位座(30)、轴承(31)、限位轴(32)、升降 调整螺母(33)、锁紧螺母(34)、限位杆(35)、铜片(36)构成，其中轴承(31) 固定在限位座(30)里，限位轴(32)与轴承(31)内圈固定，升降调整螺母(33)与限位轴(32)通过正螺纹联接，锁紧螺母(34)与限位轴(32)通过 逆螺纹联接，限位杆(35)套在限位轴(32)上，并位于升降调整螺母(33) 与锁紧螺母(34)之间，铜片(36)镶嵌在限位杆(35)的前端，并用一根导 线联接铜片(36)和底座(1)的限位灯即发光二极管。
5、 如权利要求1所述的非接触式显示钢球粗糙度的激光检测仪，其特征在 于其摆动接收装置(8)主要是由滑动套(37)、锁紧螺钉(38)、调整转轴(39)、 压块(40)、 0形圈(41)、摆杆(42)、压紧螺钉(43)构成，其中，滑动套(37)、 调整转轴(39)、压块(40)、 0形圈(41)组成的移动装置套在摆杆(42)外部，可沿摆杆(42)移动，两个0形圈(41)为橡胶圈，套在调整转轴(39) 上，滑动套(37)与压块(40)在和调整转轴(39)接触的地方各开有一个半 圆孔，调整转轴(39)可在滑动套(37)与压块(40)组成的孔中转动，压紧 螺钉(43)与压块(40)通过螺纹联接，滑动套(37)与压块(40)联接处开 有一个沉孔，中间放置压縮弹簧，滑动套(37)与压块(40)之间有一定间隙， 旋紧压紧螺钉(43)，可调整间隙的大小，并可将调整转轴(39)通过0形圈(41) 压紧在与摆杆(42)的接触面上，滑动套(37)上与摆杆(42)接触的前方制 作成游标，可以指示镶嵌在摆杆(42)上的标尺刻度。
6、 如权利要求1所述的非接触式显示钢球粗糙度的激光检测仪，其特征在 于其激光管及调整装置(9)主要是由管架(44)、锁紧螺钉(45)、升降螺母(46)、升降轴(47)、管嘴(48)、衬套(49)、激光管(50)、调整板(51)、 调整螺钉(52)、管套(53)、管帽(54)构成，其中升降轴(47)插入管架(44) 的定位孔中，与升降螺母(46)之间采用螺纹联接，升降螺母(46)旋转时可 以调整升降轴(47)的高低，锁紧螺钉(45)用于固定管架(44)和升降轴(47)， 光学型的玻璃激光管(50)通过衬套(49)固定在由管嘴(48)、管套(53)、 管帽(54)组成的封闭式套筒中，管嘴(48)中心开有小孔，激光管(50)发 射的激光可以通过管嘴(48)中心的小孔发射出来，调整螺钉(52)可以微调 激光光线的入射角度，管套(53)与升降轴(47)之间通过调整板(51)联接， 调整板(51)与管套(53)或升降轴(47)的联接处开有通槽，调整板(51) 分别与管套(53)、升降轴(47)用螺钉固定，可以通过移动螺钉在调整板(51) 通槽中的位置调整激光管(50)的前后和左右位置。
7、 如权利要求1所述的非接触式显示钢球粗糙度的激光检测仪，其特征在 于其外壳(10)将底座(1)、钢球调整装置(2)、摆动调整装置(3)、激光 管及调整装置(9)封闭起来，形成一个暗室，而测量芯轴(4)、限位装置(6)、光电传感器(7)、摆动接收装置(8)位于可开合的直角型的仪器门中，在仪器 门打开后，测量芯轴(4)、限位装置(6)、光电传感器(7)、摆动接收装置(8) 完全裸露，便于调整传感器接收距离、更换被测钢球(5)或测量芯轴(4)以 及对被测钢球(5)高低进行限位。
全文摘要
一种非接触式显示钢球粗糙度的激光检测仪由底座(1)、钢球调整装置(2)、摆动调整装置(3)、测量芯轴(4)、限位装置(6)、光电传感器(7)、摆动接收装置(8)、激光管及调整装置(9)、外壳(10)构成。本发明在测量原理上采用激光散斑原理，检测仪机械结构的关键是将激光管的入射光斑、钢球的最顶端以及传感器调整装置的回转中心调整到一点上即三点同一线，同时反射光斑刚好落在光核传感器的正中心，以及整个光路受到良好的暗室保护，在这种情况下才能将误差缩到最小，达到测量标准。本发明具有很快的测量速度和不损伤被测钢球(5)，检测仪结构简化，降低成本，改善外观，而且操作更为简便、检测可靠性更强。
文档编号G01B11/30GK101216298SQ20081004905
公开日2008年7月9日 申请日期2008年1月4日 优先权日2008年1月4日
发明者单连新, 力 姜, 宋晓波, 慧 张, 朱孔敏, 熊子健 申请人:洛阳轴研科技股份有限公司