一种基于柔索牵引的等直径超深孔内径测量系统的制作方法

本发明涉及一种基于柔索牵引的等直径超深孔内径测量系统，属于深孔检测技术领域。

背景技术：

随着现代飞机、轮船、大型精密仪器等产品对孔深与孔径比大于5的深孔或超深孔的检测越来越频繁，检测指标的要求也越来越苛刻，因而出现了一些深孔测量系统，但系统结构较为复杂，而且由于缺失准停功能，不便于对重点考察位置进行准确测量。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、具有准停功能的用于等直径超深孔内径测量系统；进一步提供一种用于精准测量深孔任一位置的测量系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于柔索牵引的等直径超深孔内径测量系统，包括测量模块、与所述测量模块至少一端连接的止停模块、与所述测量系统一端连接的牵引模块以及系统控制器；

所述测量模块包括缸套、中心轴、对称套接在所述中心轴两端的端盖与压簧一与粗端相对的锥形活塞、用于分别检测两个所述锥形活塞轴向位移量的两个位移检测传感器、位于所述锥形活塞外锥面周向上等分设置的若干沿斜面方向的滑槽、与所述滑槽滑动连接的径向测头组件以及位于所述缸套中部的气孔，所述测头组件穿出所述缸套外；

所述止停模块包括套接在所述中心轴上的支架、位于所述支架周向上等分设置的若干径向安装孔、位于所述安装孔内侧的电磁铁、安装在所述安装孔内的十字型支撑轴、位于所述支撑轴内侧端与所述电磁铁相对的磁铁以及套接在所述支撑轴十字型内侧上的压簧二，所述压簧二弹力小于所述电磁体对所述磁铁吸力；

所述牵引模块包括柔索、柔索放出装置以及柔索放出量测量装置。

还包括位于所述缸套两端用于带动所述缸套绕所述中心轴转动的旋转驱动装置，所述锥形活塞可转动套接在所述中心轴上。

所述旋转驱动装置包括位于所述端盖上的电机、与电机输出轴连接的齿轮一以及套接在所述中心轴上的齿轮二，所述齿轮一与所述齿轮二传动连接。

所述锥形活塞与所述缸套以及所述中心轴接触面上设有密封圈。

所述测头组件包括与所述滑槽滑动连接的销轴、与所述销轴转动连接的测头座以及与所述测头座活动连接的测头。

所述锥形活塞锥角为45°。

所述支撑轴外侧端设有弹性球。

所述柔索放出装置包括驱动装置、柔索、转轴以及张紧轮，所述柔索放出量测量装置为转速计数器，所述柔索一端缠绕在所述转轴上，经所述张紧轮与所述中心轴一端连接，所述转速计数器用于所述张紧轮计数。

本发明所达到的有益效果：本装置利用气体压力带动测头与孔壁贴合，通过锥形活塞的位移量对应的标定值，即可快速检测孔径，利用牵引模块与止停模块，可以实现测量模块再任一位置进行测量，利用旋转驱动装置转动测量模块，可以实现当前位置任一测点的内径测量。

附图说明

图1是实施例中整体结构示意图；

图2是实施例剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示的一种基于柔索牵引的等直径超深孔内径测量系统，包括测量模块1000、止停模块2000、牵引模块3000以及系统控制器，测量模块1000左右两端分别套装一个止停模块2000，测量模块1000右端中心通过柔索3001连接牵引模块3000。

如图2所示，测量模块1000包括缸套1001、左锥形活塞1002、右锥形活塞1003、左缸盖1004、右缸盖1005、中心轴1008、测头座1009、测头1010、第一位移检测传感器1006和第二位移检测传感器1007、第一驱动装置1014和第二驱动装置2017；缸套1001中心孔内装有左锥形活塞1002和右锥形活塞1003，缸套1001中部还设有一个进气口1001-1；左锥形活塞1002和右锥形活塞1003具有相同的结构尺寸，锥面上沿着母线方向均开设了一组三等分的滑槽，每个滑槽通过销轴1011依次连接测头座1009和测头1010；左缸盖1004和右缸盖1005分别装接在缸套1001的左右两端，左缸盖1004与左锥形活塞1002之间和右缸盖1005与右锥形活塞1003之间都装有压簧一1013；中心轴1008通过两端轴颈的滚动轴承1012安装在左缸盖1004和右缸盖1005上，自左向右依次穿过左缸盖1004、左锥形活塞1002、右锥形活塞1003和右缸盖1005；第一位移检测传感器1006安装在左缸盖1004上；第二位移检测传感器1007安装在右缸盖1005上；所述的第一驱动装置1014安装左缸盖1004内侧端面上，第一驱动装置1014输出轴穿过左缸盖1004连接小齿轮一1015，小齿轮一1015与安装在中心轴1008左端的大齿轮一1016相啮合；第二驱动装置1017安装右缸盖1005内侧端面上，第二驱动装置1017输出轴穿过右缸盖1005连接小齿轮二1018，小齿轮二1018与安装在中心轴1008右端的大齿轮二1019相啮合；

缸套1001与左锥形活塞1002、右锥形活塞1003之间均设有滑动型密封圈（未画出）；左锥形活塞1002和右锥形活塞1003均可转动地套装在中心轴1008在，且左锥形活塞1002、右锥形活塞1003与中心轴1008均设有滑动型密封圈（未画出）；销轴1011与测头座1009可相互转动，销轴1011还可沿着滑槽滑动；左锥形活塞1002和右锥形活塞1003的锥角均为45°；测头座1009与测头1010采用螺纹连接。

止停模块2000包括支架2001、电磁铁2002、十字形支撑轴2003、金属半球2004、弹性球2005和压簧二2006；电磁铁2002固定在中心轴1008上；支架2001安装在电磁铁2002上，支架2001沿周向均布三个阶梯形径向通孔，孔径外大内小；阶梯形径向通孔装有支撑轴2003；支撑轴2003接近电磁铁2002的一端装有金属半球2004，另一端装有弹性球2005；压簧二2006安装在支撑轴2003与支架2001之间；压簧二2006的弹力小于电磁铁2002通电时对金属半球2004的电磁吸力。

牵引模块3000包括柔索3001、张紧轮3002、转速计数器3005、驱动装置三3004和转轴3003；柔索3001一端与中心轴1008右端相连，另一端通过张紧轮3002缠绕到转轴3003上；转速计数器3005与张紧轮3002同轴固连；转轴3003与驱动装置三3004输出轴同轴相连。还可以采用测距装置对孔深度精度位置控制。

本发明涉及的一种基于柔索牵引的等直径超深孔内径测量系统的工作原理如下：

1）测量前

首先根据被测工件2等直径深孔内径的大小选择合适的测头1010，将其与测头座1009相连；通过缸套1001中部的进气口1001-1，向左锥形活塞1002与右锥形活塞1003之间的型腔提供压力，同时借助内径标准环规和压簧一1013，完成该内径测量系统的标定工作，并由系统控制器分别记录第一位移检测传感器1006和第二位移检测传感器1007的标定值。

2）测量时

如图2所示，由系统控制器控制牵引模块3000带动测量模块1000和止停模块2000在被测工件2的等直径超深孔内行进，按照测量要求完成指定位置的内径检测，具体实施步骤如下：

a）由系统控制器启动驱动装置三3004，通过柔索3001，带动测量模块1000和止停模块2000在被测工件2等直径超深孔内前进；当测量模块1000运行到指定位置时，进入步骤b）；

b）在左锥形活塞1002与右锥形活塞1003气体压力和压簧2007的弹力，以及各自三个测头1010受孔壁作用力的共同作用下，左锥形活塞1002与右锥形活塞1003在缸套1001内会产生相应的左右滑动，由于左锥形活塞1002与右锥形活塞1003锥形面的锥角为45°，左锥形活塞1002与右锥形活塞1003沿轴向的位移量即为待测孔径单边半径的变化量，系统控制器通过第一位移检测传感器1006和第二位移检测传感器1007获取位置变化量，计算出每组测点所在当前所在位置的内径尺寸。

c）若需测量同一截面上不同位置处的孔内径，首先给测量模块1000两侧的止停模块2000的电磁铁2002断电，在压簧二2006弹力作用下，测量模块1000被两侧的止停模块2000支撑在被测工件2的等直径的深孔内；启动第一驱动装置1014和第二驱动装置2017，带动测量模块1000旋转至相应的待测量内径的位置，并由测量模块1000完成内径测量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。