浮动机构和活塞外径测量装置的制作方法

本实用新型涉及活塞检测技术领域，尤其涉及一种用于测量活塞外径的测量装置以及其上安装的浮动机构。

背景技术：

随着世界经济的高速发展，汽车工业已成为我国机械工业发展的重中之重，活塞作为汽车发动机的“心脏”部件，在气缸内做上下往复运动，承受交变的机械负荷和热负荷，其质量直接影响到汽车的性能、排放和使用寿命。

活塞是发动机中重要的零件，一般都是铝质材料制成，质量轻，耐摩性好。但是由于金属都有热胀冷缩的特性，而活塞的工作环境恶劣，受力复杂，不仅承受交变的冲击应力，还承受高的热应力(活塞工作时的温度达2500K的高温)。同时活塞还要高速运动，在这样的工作环境下，对活塞的精度要求是可想而知的，其配合精度在微米级度量。

为了提高活塞工作的稳定性和可靠性，本领域技术人员在活塞的制造和安装的过程中都进行了优化。例如：活塞做成非正圆形，而是椭圆形，虽然在常温下活塞的横截面是长短径之比很小的椭圆，但在工作时接近正圆形。在装配的过程中，活塞和缸套要进行分组装配，这些方法都可以较好的改善活塞的工作环境。

同时，随着各个国家对汽车排放、噪音及油耗等指标提出了更加苛刻的要求，因此，发动机厂家对活塞几何尺寸及公差的要求也越来越高，这就要求活塞生产企业应用高精度、高效率、高可靠性的检测设备来满足这种需求。

例如，专利文献CN203595504U公开了一种活塞的外径检测装置，包括检测底板和固定在检测底板两侧的限位机构和测量机构，在测量活塞的外径时，使活塞穿过限位机构和测量机构之间的间隙，活塞同时接触限位机构和测量机构，从而测得活塞的外径。

但是，在使用这种外径检测装置检测活塞外径时，当操作活塞穿过限位机构和测量机构之间的间隙的过程中，如果活塞偏向测量机构，则容易将测量机构的测头撞坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种浮动机构，安装在活塞外径测量装置上，能够避免其上的测头被撞坏。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种浮动机构，所述浮动机构包括具有两个安装板的固定座、两端分别固定在所述安装板上的销轴、设置在两个所述安装板之间并且可滑动地套装在所述销轴上的浮动座和提供作用力以使得所述浮动座保持在两个所述安装板的中间位置的保持件，当所述浮动座在所述销轴上滑动并接近所述安装板时，所述保持件提供的作用力使得浮动座具有向两个所述安装板的中间位置移动的趋势。

优选地，所述保持件包括设置在每个所述安装板和所述浮动座之间的弹簧。

优选地，所述保持件还包括设置在每个安装板上的弹簧紧定螺栓，所述弹簧紧定螺栓安装在所述安装板上开设的螺纹孔上，并且所述弹簧紧定螺栓的另一端可滑动地插入所述浮动座上的安装孔内，所述弹簧套装在所述弹簧紧定螺栓上，所述弹簧紧定螺栓上具有轴肩，所述弹簧的两端分别压在所述浮动座和所述轴肩上。

优选地，所述浮动座的两侧设置的安装孔均为阶梯孔，每根所述弹簧均位于所述阶梯孔的大孔内。

本实用新型与现有技术的不同之处在于，本实用新型提供的浮动机构通过在固定座上设置销轴，并且浮动座可滑动地安装在销轴上，从而使得浮动座可以在固定座的两个安装板之间滑动，同时通过保持件可以使得浮动座保持在两个安装板之间的中间位置，当安装在浮动座上的测量装置用于测量活塞外径时，如果活塞偏向测量机构的测头，由于浮动座可以在销轴上滑动，因此活塞可以推动测头向一侧移动，从而能够避免其上的测头被撞坏。当测量完成、活塞从安装在浮动座上的测量装置之间移出时，保持件提供的作用力能够使得浮动座回到原位，为下一次测量做准备。

本实用新型的另一个目的是提供一种活塞外径测量装置，能够避免在测量活塞外径时其上的测头被撞坏。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种活塞外径测量装置，所述活塞外径测量装置包括支架、设置在所述支架上的上述的浮动机构和固定在所述浮动座上的测量机构。

优选地，所述测量机构包括固定在所述浮动座上的调节板、安装在所述调节板两侧的固定块和设置在所述固定块上的测量装置，所述测量装置为电感测头。

优选地，所述调节板的横截面形状为梯形，所述固定块上开设有矩形的通孔，所述调节板可滑动地穿过所述固定块上开设的通孔，在所述通孔内还设置有顶紧件，所述固定块上设置有顶紧螺钉，所述顶紧螺钉能够顶紧所述顶紧件，以使所述顶紧件压紧所述调节板，从而使得固定块与所述调节板相对固定。

优选地，所述顶紧件呈圆柱状，所述顶紧件的两端直径大于中部直径，所述顶紧件直径较大的两端与所述调节板接触，所述顶紧件直径较小的中部与所述顶紧螺钉接触。

优选地，所述浮动机构和测量机构有多组。

优选地，所述固定座固定在导轨滑块上，所述导轨滑块安装在固定于所述支架上的竖直设置的导轨上，所述固定座上还固定有丝杠螺母，所述支架上安装有与所述丝杠螺母配合的丝杠，所述丝杠可转动地安装在支架上，所述丝杠通过驱动件驱动。

所述活塞外径测量装置与上述的浮动机构对于现有技术所具有的技术优势相同，在此不再赘述。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种实施方式的浮动机构的结构示意图；

图2是图1所示的浮动机构的主视剖视图，其中示出了弹簧紧定螺栓；

图3是图1所示的浮动机构的主视剖视图，其中示出了销轴；

图4是本实用新型提供的一种实施方式的活塞外径测量装置的结构示意图；

图5是图4中所示的活塞外径测量装置的丝杠安装位置的剖视图；

图6是图4中所示的活塞外径测量装置(未示出测量机构)的结构示意图；

图7是图4中所示的活塞外径测量装置的调节板和固定块的组装结构示意图；

附图标记说明：

1-固定座；11-安装板；2-销轴；3-浮动座；41-弹簧；42-弹簧紧定螺栓；421-轴肩；5-支架；61-调节板；62-固定块；63-顶紧螺钉；64-顶紧件；65-电感测头；71-导轨滑块；72-导轨；73-丝杠螺母；74-丝杠；75-驱动件。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本实用新型，并非对本实用新型的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本实用新型的保护范围局限于此。

在本实用新型中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上、下、左、右”是指本实用新型提供的活塞外径测量装置在正常使用情况下定义的，并与附图4中所示的上下左右方向一致。“内、外”是指相对于各零部件本身轮廓的内外。这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型中，当零部件被称为“固定”在另一个零部件上，它可以直接在另一个零部件上，或者也可以存在居中的零部件。当一个零部件被认为是“连接”在另一个零部件上，它可以是直接连接到另一个零部件或者可能同时存在居中零部件。当一个零部件被认为是“设置”在另一个零部件上，它可以是直接设置在另一个零部件上或者可能同时存在居中零部件。

一方面，适当参考图1、图2所示，本实用新型提供的基本实施方式的浮动机构可以包括具有两个安装板11的固定座1、两端分别固定在所述安装板11上的销轴2、设置在两个所述安装板11之间并且可滑动地套装在所述销轴2上的浮动座3和提供作用力以使得所述浮动座3保持在两个所述安装板11的中间位置的保持件，当所述浮动座3在所述销轴2上滑动并接近所述安装板11时，所述保持件提供的作用力使得浮动座3具有向两个所述安装板11的中间位置移动的趋势。

在上述基本实施方式中，所述固定座1只要具有两个安装板11即可，其形状和结构可以根据具体使用环境确定。在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，所述固定座1的形状大致呈U形，U形的两个侧壁构成固定座1的两个所述安装板11。

上述基本实施方式的浮动机构在使用时，所述浮动座3上安装测量机构，可以使得安装在浮动座3上的测量机构可以在固定座1的两个安装板11之间滑动，当测量机构在测量活塞外径时，如果活塞向左侧或者右侧稍微偏斜，由于浮动座3可以在销轴2上滑动，因此活塞可以推动测量机构向左侧或右侧移动，从而能够避免其上的测头被撞坏。

在本实用新型中，所述保持件可以使用任何能够提供作用力使得浮动座3保持在两个安装板11的中间位置，并且当浮动座3离开中间位置时具有使得浮动座3向两个所述安装板11的中间位置移动的趋势的结构。

例如，所述保持件可以为分别设置在安装板11和浮动座3上的磁铁，通过磁铁同性相斥的特点，使得浮动座3能够保持在两个安装板11的中部。

或者，所述保持件也可以采用弹性件，通过弹性件提供的弹力使得浮动座3能够保持在两个安装板11的中部。

在本实用新型的一个优选实施方式中，所述保持件包括设置在每个所述安装板11和所述浮动座3之间的弹簧41。

所述弹簧41优选采用压簧，以简化浮动机构的结构。所述弹簧41的两端分别固定在安装板11和浮动座3上(由于具有两块安装板，因此需要在每块安装板与浮动座之间均设置弹簧)。或者，所述弹簧41可以套装在销轴2上。

在本实用新型的一个优选实施例中，参考图2所示，所述保持件包括弹簧41和设置在每个安装板11上的弹簧紧定螺栓42，所述弹簧紧定螺栓42安装在所述安装板11上开设的螺纹孔上，并且所述弹簧紧定螺栓42的另一端可滑动地插入所述浮动座3上的安装孔内，所述弹簧41套装在所述弹簧紧定螺栓42上，所述弹簧紧定螺栓42上具有轴肩421，所述弹簧41的两端分别压在所述浮动座3和所述轴肩421上。

通过设置弹簧紧定螺栓42，不仅能够起到支撑弹簧41的作用，而且通过在其上设置轴肩421，可以起到调节弹簧41对浮动座3的弹力的大小的作用。具体地，通过转动弹簧紧定螺栓42，使得弹簧紧定螺栓42向着浮动座3移动，可以进一步压缩套在弹簧紧定螺栓42上的弹簧41，从而使得弹簧41对浮动座3产生更大的弹力，从而使得浮动座3在销轴2上的移动需要更大的推力；当需要使得浮动座3在销轴上能容易移动时，可以转动弹簧紧定螺栓42，减小弹簧41的压缩量，从而减小弹簧41对浮动座3的弹力。

在本实用新型的进一步优选的实施方式中，如图2所示，所述浮动座3的两侧设置的安装孔均为阶梯孔，每根所述弹簧41均位于所述阶梯孔的大孔内。通过使得弹簧41位于安装孔内，可以使得弹簧41可以更加稳定地工作。

如图3所示，所述销轴2的两端分别固定在一个安装板11上，具体地，销轴2的一端通过过盈配合之间安装在一个安装板11上，另一端通过铜套与另一个安装板11过盈连接。

为了使得浮动座3可以在销轴2上更加平顺地来回滑动，所述浮动座3通过滚珠衬套套装在销轴2上。

所述销轴2的数量可以根据需要设定，例如可以为两根、三根或者更多根，本实用新型对此不作限定。

上述各个实施方式提供的浮动机构，能够有效避免安装在其浮动座3上的测量机构损坏。

另一方面，本实用新型还提供了一种活塞外径测量装置，参考图4所示，所述活塞外径测量装置包括支架5、设置在所述支架5上的上述的浮动机构和固定在所述浮动座3上的测量机构。

由于该活塞外径测量装置设置有浮动机构，从而可以避免活塞由于位置不准确而损坏测头的情况。

其中所述支架5是用来安装浮动机构的结构，可以采用任何适当的形状结构。

优选地，如图6所示，所述支架5包括底板、固定在底板上的两块立板和固定在两块立板上端的轴承安装板。

所述浮动机构的固定座1可以直接安装在支架5上，也可以通过其他结构安装在支架5上。

在本实用新型中，所述测量机构是用于测量活塞外径的装置，可以采用现有的各种适当结构。例如，采用专利文献CN203595504U中公开的测量结构。

在本实用新型的一个优选实施方式中，所述测量机构包括固定在所述浮动座3上的调节板61、安装在所述调节板61两侧的固定块62和设置在所述固定块62上的测量装置，所述测量装置为电感测头65。

在该实施方式中，通过设置调节板61和固定块62，可以方便地使两个电感测头65相对布置，从而可以方便地测量活塞的外径。

在上述实施方式的基础上，本实用新型提供了另一个优选的实施方式，如图7所示，所述调节板61的横截面形状为梯形，所述固定块62上开设有矩形的通孔，所述调节板61可滑动地穿过所述固定块62上开设的通孔，在所述通孔内还设置有顶紧件64，所述固定块62上设置有顶紧螺钉63，所述顶紧螺钉63能够顶紧所述顶紧件64，以使所述顶紧件64压紧所述调节板61，从而使得固定块62与所述调节板61相对固定。

在该实施方式中，通过使得固定块62可以在调节板61上的位置可调，从而可以改变两个固定块62的相对位置，从而能够适合不同尺寸的活塞的外径的测量。

具体地，当需要调整固定块62的位置时，首先转动顶紧螺钉63，使得顶紧螺钉63松开所述顶紧件64，从而顶紧件64松开调节板61，因此固定块62可以自由的在调节板61上滑动，当固定块62调整到适当位置时，反向转动顶紧螺钉63，使得顶紧螺钉63顶住顶紧件64，在顶紧螺钉63的推动下，所述顶紧件64顶紧调节板61，从而将固定块62固定在调节板61上。

进一步优选地，所述顶紧件64呈圆柱状，所述顶紧件64的两端直径大于中部直径，所述顶紧件64直径较大的两端与所述调节板61接触，所述顶紧件64直径较小的中部与所述顶紧螺钉63接触。由于顶紧件64为中间细、两端粗的圆柱体，顶紧螺钉63顶的是中间的细的部分，这样可以有效避免顶紧件64在多次使用后，被顶出高点，从而不能很好的滑动，出现影响调节效率的情况。

参考图4所示，根据实际工作需要，所述浮动机构和测量机构可以设置多组，可以用于活塞大批量检测的场合。

为了便于调节测量装置的上下位置，在本实用新型的一个优选的实施方式中，如图6所示，所述固定座1固定在导轨滑块71上，或者，所述测量装置的固定座1通过安装支架5固定在所述固定块62上。所述导轨滑块71安装在固定于所述支架5上的导轨72上，所述固定座1上还固定有丝杠螺母73，所述支架5上安装有与所述丝杠螺母73配合的丝杠74，所述丝杠74可转动地安装在支架5上，所述丝杠74通过驱动件75驱动。

通过驱动件75驱动所述丝杠74转动，即可使得安装在丝杠74的丝杠螺母73上下移动，从而调节固定座1的位置，因此可以方便地调整测量装置的位置。通过设置导轨72和导轨滑块71，可以保证测量装置在上下移动时的平稳性。

参考图5所示，所述丝杠74的上下两端均通过角接触轴承、内隔套、外隔套和轴承压盖安装在支架5上，所述驱动件75可以选用任何适当结构，如电机等，也可以为手柄，通过人力驱动丝杠74转动。本实用新型中优选采用步进电机驱动丝杠74转动，具体地，步进电机通过电机安装架安装在支架5上，联轴节连接在步进电机的输出轴和丝杠74的一端。

在本实用新型中，通过设置丝杠螺母机构，可以方便地调节测量机构的上下位置，从而可以更好地适应具有多组浮动机构和测量机构的情况。

本实用新型提供的活塞外径测量装置可以较经济检测活塞外圆，弥补常用检测机构的不足，并且保证活塞检测时不被划伤。

以上实施方式的先后顺序仅为便于描述，不代表实施方式的优劣。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施方式技术方案的精神和范围。