一种狭窄空间内间隙磁性测量装置及其测量方法与流程

本发明涉及工业设备测量技术领域，特别是涉及一种狭窄空间内间隙磁性测量装置及其测量方法。

背景技术：

目前，工业的快速发展在促进制造业繁荣的同时，也对质量及尺寸精度要求越来越高，尤其是对总成件或单件产品的尺寸控制提出了更高的精度要求。尺寸检查方式从产品抽检逐步走向全检，并要求实现自动数据采集、监控、分析和追溯的控制需求。

在传统的测量方式，一般采用卡尺、止通规或塞尺等量具进行间隙和长腰孔尺寸的测量。采用卡尺测量时，由于卡脚位置限制、尺身长度等因素，对隐蔽部位的测量几乎不能实现；采用止通规测量只能满足定性测量，不能进行定量测量；采用塞尺测量基本可行，但需要不停调整塞片的尺寸和数量，测量效率，测量精度低，重复性再现性差。以上各类方法都不能实现数据的自动采集和记录功能，无法很好得满足客户提出对产品尺寸控制的实际需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种便携性好、测量精度高以及自动化程度好的狭窄空间内间隙磁性测量装置及其测量方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种狭窄空间内间隙磁性测量装置，包括手持基座以及设置在所述手持基座上的测针组件、驱动机构、磁性计数机构和控制器，所述手持基座为中空结构，所述测针组件包括第一测针和第二测针，所述驱动机构包括驱动电机和驱动杆，所述驱动电机的一端输出轴与所述驱动杆相连接，所述驱动杆与所述手持基座的内壁活动导向连接，所述驱动杆上设置有第三磁片，所述第一测针和/或所述第二测针与所述驱动电机的另一端输出轴相连接，所述磁性计数机构包括磁室、第一磁片、第二磁片、连接杆、位移传感器和显示屏组件，所述磁室的两端分别设置有第一电磁发生装置和第二电磁发生装置，所述第一电磁发生装置和所述第二电磁发生装置分别与所述第一磁片相排斥和相吸引，所述第一电磁发生装置和所述第二电磁发生装置均与所述控制器电联接，所述第一磁片位于所述磁室内部，所述第一磁片与所述磁室的内壁活动导向连接，所述第二磁片设置在所述磁室外部，所述第一磁片与所述第二磁片通过所述连接杆相连接，所述第二磁片与所述第三磁片相对设置在所述手持基座的内部，所述第二磁片与所述第三磁片之间存在间隙，所述第二磁片与所述第三磁片相排斥，所述第一磁片和所述第二磁片上设置有所述位移传感器，所述位移传感器均与所述控制器电联接，所述显示器设置在所述手持基座的外壁上，所述显示屏组件与所述控制器电联接。

优选的，所述第一磁片与所述磁室的内壁活动导向连接，其中，所述磁室的内壁上设置有第一导向滑槽，所述第一磁片上设置有第一导向凸块，或者所述磁室的内壁上设置有第一导向凸块，所述第一磁片上设置有第一导向滑槽；所述驱动杆与所述手持基座的内壁活动导向连接，其中，所述手持基座的内壁上设置有第二导向滑槽，所述驱动杆上设置有第二导向凸块，或者所述手持基座的内壁上设置有第二导向凸块，所述驱动杆上设置有第二导向滑槽。

优选的，所述驱动电机的一端输出轴和另一端输出轴上均设置有齿轮，所述驱动杆、所述第一测针和/或所述第二测针上均设置有齿槽，所述齿轮与所述齿槽相啮合。

优选的，所述第一测针和/或所述第二测针与所述驱动电机的另一端输出轴相连接，其中，当所述第一测针为固定测针，所述第二测针为活动测针时，所述第一测针与所述手持基座固定连接，所述第二测针与所述手持基座活动连接，所述第二测针通过一设置有齿槽的连接板与所述驱动电机的另一端输出轴啮合连接；所述第二测针为固定测针，所述第一测针为活动测针时，所述第二测针与所述手持基座固定连接，所述第一测针与所述手持基座活动连接，所述第一测针通过一设置有齿槽的连接板与所述驱动电机的另一端输出轴啮合连接；当所述第一测针和所述第二测针均为活动测针时，所述第一测针和所述第二测针均与所述手持基座活动连接，所述第一测针和所述第二测针均通过一设置有齿槽的连接板与所述驱动电机的另一端输出轴啮合连接。

优选的，所述活动测针上设置有压力传感器，所述压力传感器与所述控制器电联接。

优选的，所述显示屏组件包括相连接的显示屏和终端处理器，当所述第一磁片和所述第二磁片上均设置有所述位移传感器时，所述位移传感器将所述第一磁片和所述第二磁片的位移信息传递给所述控制器，所述控制器根据所述第一磁片和所述第二磁片的位移信息传递给所述终端处理器，所述终端处理器对所述第一磁片和所述第二磁片的位移信息进行平均值处理后得到平均位移值，并将所述平均位移值显示在所述显示屏上。

优选的，所述第一磁片、所述第二磁片和所述第三磁片均为永磁体，所述第一电磁发生装置和所述第二电磁发生装置均为电磁线圈。

优选的，所述第一测针和所述第二测针的数量均为一个或两个。

优选的，所述第一测针与所述第二测针的间隙测量范围为0mm～10mm。

本发明还提供一种应用如上述狭窄空间内间隙磁性测量装置的测量方法，包括如下步骤：

操作人员将测量装置的测针组件放置在待测间隙处，并通过开关启动控制器，首先，所述控制器控制第一电磁发生装置和第二电磁发生装置工作，其中，所述第一电磁发生装置和所述第二电磁发生装置的电流方向相反，所述第一电磁发生装置和所述第二电磁发生装置分别与第一磁片相排斥和相吸引，使得所述第一磁片位于磁室的顶部，完成计数归零工作；

其次，所述控制器控制驱动电机工作，所述驱动电机控制所述第一测针和/或所述第二测针移动，并通过驱动杆驱动第三磁片向第二磁片方向移动，由于所述第三磁片和所述第二磁片的磁性相反，所述第三磁片施加给所述第二磁片排斥力，所述第二磁片通过连接杆推动所述第一磁片在所述磁室中移动，完成测针调节和磁片调节之间的转换工作；其中，随着所述驱动电机工作的进行，所述控制器逐渐减小所述第一电磁发生装置和所述第二电磁发生装置的输入电流值；所述第一测针和/或所述第二测针上的压力传感器将测得的测量压力值传递给所述控制器，所述控制器将所述测量压力值和预设压力阈值进行比较，当所述测量压力值大于或等于所述预设压力阈值时，所述控制器控制所述驱动电机停止工作，并控制所述第一电磁发生装置和所述第二电磁发生装置保持当其输入电流值；

最后，所述控制器接收设置在所述第一磁片和/或所述第二磁片上所述位移传感器传递的位移信息，并将位移信息传递给所述终端处理器，所述终端处理器将位移值显示在所述显示屏上，完成计数显示工作；

一次测量工作完成后，所述控制器控制所述驱动电机反转，且所述控制器控制所述第一电磁发生装置和所述第二电磁发生装置的输入电流值逐渐增大，使得所述第一磁片位于磁室的顶部，再次完成计数归零工作；测量工作依照上述步骤依次进行；

当测量结束后，通过开关关闭所述控制器，同时所述控制器关闭所述驱动电机、所述第一电磁发生装置和所述第二电磁发生装置。

本发明相对于现有技术取得了以下有益效果：

1、本发明提供的狭窄空间内间隙磁性测量装置中采用驱动电机分别与测针组件和磁性计数机构相连接的方式，使得测针组件测量过程中产生的测量值转换成磁片的位移值，进而避免了现有技术中需要手动调节测针进行测量工作导致测量装置体积大、测量不便以及测量结果不准确的问题；其中，驱动电机和磁性计数机构均设置在手持基座的内部，进一步减小了测量装置的整体体积；利用磁力推动的方式，也避免了现有机械推动机构稳定性查容易产生较大误差的问题。

2、本发明提供的狭窄空间内间隙磁性测量装置中采用将第一测针或第二测针设置为活动测针，或者将第一测针和第二测针均设置为活动测针的方式，使得测量装置不仅能实现单侧移动测量，还能实现双侧移动测量；更进一步的，本发明中还在活动测针上设置有压力传感器，使得活动测针在与测量间隙的外壁接触后，能够及时的停止运动，避免停止不及时导致测量结果不准确以及损坏测针的问题。

3、本发明提供的狭窄空间内间隙磁性测量装置中采用在第一磁片和第二磁片上均设置位移传感器的方式，实现了对双磁片均进行位移检测的技术目的，提高了间隙测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明狭窄空间内间隙磁性测量装置的整体结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为本发明狭窄空间内间隙磁性测量装置去除手持基座后的整体结构示意图；

图4为磁性计数机构（未显示显示屏组件）的剖视图；

其中，1-手持基座、2-第一测针、3-第二测针、4-驱动电机、5-驱动杆、6-第三磁片、7-磁室、8-第一磁片、9-第二磁片、10-连接杆、11-位移传感器、12-第一电磁发生装置、13-第二电磁发生装置、14-第一导向滑槽、15-第一导向凸块、16-第二导向滑槽、18-齿轮、19-齿槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种便携性好、测量精度高以及自动化程度好的狭窄空间内间隙磁性测量装置及其测量方法。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-4所示，本发明提供一种狭窄空间内间隙磁性测量装置，包括手持基座1以及设置在手持基座1上的测针组件、驱动机构、磁性计数机构和控制器，手持基座1为中空结构，测针组件包括第一测针2和第二测针3，驱动机构包括驱动电机4和驱动杆5，驱动电机4的一端输出轴与驱动杆5相连接，驱动杆5与手持基座1的内壁活动导向连接，驱动杆5上设置有第三磁片6，第一测针2和/或第二测针3与驱动电机4的另一端输出轴相连接，磁性计数机构包括磁室7、第一磁片8、第二磁片9、连接杆10、位移传感器11和显示屏组件，磁室7的两端分别设置有第一电磁发生装置12和第二电磁发生装置13，第一电磁发生装置12和第二电磁发生装置13分别与第一磁片8相排斥和相吸引，第一电磁发生装置12和第二电磁发生装置13均与控制器电联接，第一磁片8位于磁室7内部，第一磁片8与磁室7的内壁活动导向连接，第二磁片9设置在磁室7外部，第一磁片8与第二磁片9通过连接杆10相连接，第二磁片9与第三磁片6相对设置在手持基座1的内部，第二磁片9与第三磁片6之间存在间隙，第二磁片9与第三磁片6相排斥，第一磁片8和第二磁片9上设置有位移传感器11，位移传感器11均与控制器电联接，显示器设置在手持基座1的外壁上，显示屏组件与控制器电联接。

其中，控制器为现有技术中常规的控制部件，因此无需对其进行具体限定，并且控制器接收信息、处理信息以及控制部件启动关闭的具体操作，均可以在现有技术中找到相应的成熟技术，本领域技术人员可以很轻松的进行了解，所以无需进行具体的公开；测针组件可以直接设置在手持基座1顶端，也可以先将测针组件设置在端盖上，再将端盖连接在手持基座1的顶端，其中，测针组件中第一测针2可以与端盖或手持基座1的顶端固定连接，第二测针3与端盖或手持基座1的顶端活动连接（活动连接的方式可以为滑块与滑槽的配合连接）；第二测针3可以与端盖或手持基座1的顶端固定连接，第一测针2与端盖或手持基座1的顶端活动连接；第一测针2和第二测针3均与端盖和手持基座1的顶端活动连接；优选的，第一磁片8、第二磁片9和第三磁片6的大小相同或相应，避免承受磁力不均导致增大误差的问题；本发明中开关包括多种不同的按键，每一按键可以实现一种或几种不同的本发明中公开的功能，比如轻按依次、连续按两次以及一直按等，这些都可以在常规技术中找到相应的依据，不做具体的公开限定；本发明中所描述的各部件之间的设置、连接、导向连接等词，并不对具体的连接方式进行限定，只要是能够起连接目的以及连接后能够运转既可，现有技术中存在很多固定连接或者活动连接方式，所以不做具体公开与限定。

进一步的，本发明中的具体的连接方式可以为：第一磁片8与磁室7的内壁活动导向连接，其中，磁室7的内壁上设置有第一导向滑槽14，第一磁片8上设置有第一导向凸块15，或者磁室7的内壁上设置有第一导向凸块15，第一磁片8上设置有第一导向滑槽14；驱动杆5与手持基座1的内壁活动导向连接，其中，手持基座1的内壁上设置有第二导向滑槽16，驱动杆5上设置有第二导向凸块，或者手持基座1的内壁上设置有第二导向凸块，驱动杆5上设置有第二导向滑槽16。

本发明中驱动电机4的一端输出轴和另一端输出轴上均设置有齿轮18，驱动杆5、第一测针2和/或第二测针3上均设置有齿槽19，齿轮18与齿槽19相啮合。

本发明中第一测针2和/或第二测针3与驱动电机4的另一端输出轴相连接，其中，当第一测针2为固定测针，第二测针3为活动测针时，第一测针2与手持基座1固定连接，第二测针3与手持基座1活动连接，第二测针3通过一设置有齿槽19的连接板与驱动电机4的另一端输出轴啮合连接；第二测针3为固定测针，第一测针2为活动测针时，第二测针3与手持基座1固定连接，第一测针2与手持基座1活动连接，第一测针2通过一设置有齿槽19的连接板与驱动电机4的另一端输出轴啮合连接；当第一测针2和第二测针3均为活动测针时，第一测针2和第二测针3均与手持基座1活动连接，第一测针2和第二测针3均通过一设置有齿槽19的连接板与驱动电机4的另一端输出轴啮合连接；即采用将第一测针2或第二测针3设置为活动测针，或者将第一测针2和第二测针3均设置为活动测针的方式，使得测量装置不仅能实现单侧移动测量，还能实现双侧移动测量。

本发明中活动测针上设置有压力传感器，压力传感器与控制器电联接，即本发明中在活动测针上设置有压力传感器，使得活动测针在与测量间隙的外壁接触后，能够及时的停止运动，避免停止不及时导致测量结果不准确以及损坏测针的问题。

更进一步的，本发明中间隙数值显示的过程为：显示屏组件包括相连接的显示屏和终端处理器，当第一磁片8和第二磁片9上均设置有位移传感器11时，位移传感器11将第一磁片8和第二磁片9的位移信息传递给控制器，控制器根据第一磁片8和第二磁片9的位移信息传递给终端处理器，终端处理器对第一磁片8和第二磁片9的位移信息进行平均值处理后得到平均位移值，并将平均位移值显示在显示屏上；即采用在第一磁片8和第二磁片9上均设置位移传感器11的方式，实现了对双磁片均进行位移检测的技术目的，提高了间隙测量精度。

本发明中第一磁片8、第二磁片9和第三磁片6均为永磁体，第一电磁发生装置12和第二电磁发生装置13均为电磁线圈。

本发明中第一测针2和第二测针3的数量均为一个或两个。

本发明中第一测针2与第二测针3的间隙测量范围为0mm～10mm。

本发明还提供一种应用如上述狭窄空间内间隙磁性测量装置的测量方法，包括如下步骤：

操作人员将测量装置的测针组件放置在待测间隙处，并通过开关启动控制器，首先，控制器控制第一电磁发生装置12和第二电磁发生装置13工作，其中，第一电磁发生装置12和第二电磁发生装置13的电流方向相反，第一电磁发生装置12和第二电磁发生装置13分别与第一磁片8相排斥和相吸引，使得第一磁片8位于磁室7的顶部，完成计数归零工作；

其次，控制器控制驱动电机4工作，驱动电机4控制第一测针2和/或第二测针3移动，并通过驱动杆5驱动第三磁片6向第二磁片9方向移动，由于第三磁片6和第二磁片9的磁性相反，第三磁片6施加给第二磁片9排斥力，第二磁片9通过连接杆10推动第一磁片8在磁室7中移动，完成测针调节和磁片调节之间的转换工作；其中，随着驱动电机4工作的进行，控制器逐渐减小第一电磁发生装置12和第二电磁发生装置13的输入电流值；第一测针2和/或第二测针3上的压力传感器将测得的测量压力值传递给控制器，控制器将测量压力值和预设压力阈值进行比较，当测量压力值大于或等于预设压力阈值时，控制器控制驱动电机4停止工作，并控制第一电磁发生装置12和第二电磁发生装置13保持当其输入电流值；

最后，控制器接收设置在第一磁片8和/或第二磁片9上位移传感器11传递的位移信息，并将位移信息传递给终端处理器，终端处理器将位移值显示在显示屏上，完成计数显示工作；

一次测量工作完成后，控制器控制驱动电机4反转，且控制器控制第一电磁发生装置12和第二电磁发生装置13的输入电流值逐渐增大，使得第一磁片8位于磁室7的顶部，再次完成计数归零工作；测量工作依照上述步骤依次进行；

当测量结束后，通过开关关闭控制器，同时控制器关闭驱动电机4、第一电磁发生装置12和第二电磁发生装置13。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。