装配孔检测装置和检测方法与流程

1.本发明涉及装配检测领域，特别是涉及装配孔检测装置和检测方法。


背景技术：

2.骨科固定用钢板上一般加工有多个螺纹孔，螺纹孔与骨螺钉配合，用于骨科创伤修复。为保证钢板上实际加工成型的螺纹孔的大小与标准尺寸的偏差在一定范围内，需要手工对每个螺纹孔的实际大小进行测量。目前该操作没有专用的测量装置，需要手工测量，然而手工测量耗时长、偏差大，且测量操作很不方便。为此，如何提供一种用于测量固定钢板表面内螺纹尺寸的装置成为当前亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对钢板表面的孔检测不方便的问题，提供一种装配孔检测装置和检测方法。
4.一种装配孔检测装置，包括：
5.基准定位面，用于定位放置待测工件以使所述待测工件上预设的装配孔的长度方向垂直于一基准面，自所述基准定位面开设容纳腔体，所述容纳腔体用于容纳穿设于所述装配孔的固定件的尾部；
6.高度测量装置，用于测量露出于所述待测工件上表面的所述固定件的头部与所述待测工件上表面的预设位置的高度参数。
7.上述装配孔检测装置，至少具有以下有益的技术效果：
8.本实施例中，待测工件定位放置于基准定位面后，装配孔的长度方向刚好垂直于水平面，此时配合穿设于装配孔的固定件也与水平面垂直；如果装配孔的尺寸大小合适，则固定件可以正常装配于其中，且固定件的头部与所述待测工件上表面预设位置之间的高度差可以稳定在一个固定的标准高度差范围内，因此通过测量固定件的头部与待测工件上表面预设位置之间的高度差即可推断装配孔的尺寸大小是否合格。标准高度差范围可以在测量前预先将固定件安装于标准的装配孔中，通过测量固定件的头部与待测工件上表面预设位置之间的高度差值获得。
9.本实施例改变了测量思路，将装配孔的尺寸测量转变为更容易获取精确数据的高差测量，测得的实际高度差值可以反映装配孔的孔径，从而检测装配孔参数是否合格。
10.本实施例不再需要人工手持专门的工具测量，操作简单，节约了时间；且测量高差相比较测量装配孔的内径来说更容易且数据的准确性和可靠性明显更高，而测量孔内径时一方面需要用到游标卡尺卡住孔内壁读数，另一方面由于装配孔为圆台形，游标卡尺不一定刚好卡合装配孔的最大内径，从而导致测量数据不正确，检测结果不准确，无法为进一步的操作提供可靠的参考依据。
11.本实施例能够灵活适用于多种装配孔的检测，且不限制于装配孔的尺寸和形状。
12.在其中一个实施例中，所述容纳腔体由壁面围成，且至少一个所述壁面垂直于所
述基准面。
13.在其中一个实施例中，所述基准定位面上开设沿垂直于所述基准面的方向延伸的方槽，所述方槽的槽壁围成所述容纳腔体。
14.在其中一个实施例中，自所述基准定位面开设两个或两个以上的所述容纳腔体，分别与所述待测工件表面预设的多个所述装配孔的位置对应。
15.在其中一个实施例中，所述高度测量装置包括：
16.移动支架结构，所述移动支架结构可沿所述基准面平移；
17.高度测量部件，设于所述移动支架结构，所述高度测量部件能够与所述移动支架结构同步移动以分别定位所述固定件的头部与所述待测工件上表面的预设位置，进而测得所述固定件的头部与所述待测工件上表面的预设位置的高度参数。
18.在其中一个实施例中，所述移动支架结构与所述基准定位面可移动地连接。
19.在其中一个实施例中，所述高度测量部件为百分表。
20.在其中一个实施例中，所述高度测量部件包括相连的微处理器和测头，所述测头的朝向垂直于所述基准面，用于发射探测信号及接收被物体表面反射的所述探测信号的反射信号；所述微处理器能够基于发射所述探测信号与接收所述反射信号的时间差定位所述物体。
21.在其中一个实施例中，所述高度测量部件还包括显示模块，与所述微处理器相连，用于显示所述固定件的头部与所述待测工件上表面的预设位置的高度参数。
22.在其中一个实施例中，所述移动支架结构包括滑块，所述基准定位面上设有滑槽，所述滑块嵌入所述滑槽内且能够沿所述滑槽的长度方向移动，从而使得所述移动支架结构沿所述基准面平移。
23.在其中一个实施例中，所述滑槽为设置于所述基准定位面的条形沉槽。
24.在其中一个实施例中，所述移动支架结构包括立柱，所述高度测量部件设于所述立柱的柱面上。
25.在其中一个实施例中，所述基准定位面形成于一基准平台，所述容纳腔体贯通于所述基准平台的上、下表面。
26.一种装配孔检测方法，包括如下步骤：
27.将固定件穿设于待测工件的装配孔；
28.将所述待测工件的下表面定位放置于基准定位面，此时所述固定件的尾部置于所述基准定位面的容纳腔体内，且所述装配孔的长度方向与基准面保持垂直；
29.操作高度测量装置测量所述固定件的头部与所述待测工件上表面预设位置的高度参数，根据所述高度参数是否处于标准高度参数范围内判断所述装配孔的尺寸是否达标。
30.上述装配孔检测方法，至少具有以下有益的技术效果：
31.本实施例改变了测量思路，将装配孔的尺寸测量转变为更容易获取精确数据的高差测量，测得的实际高度差值可以反映装配孔的孔径，从而检测装配孔参数是否合格。本实施例能够灵活适用于多种装配孔的检测，且不限制于装配孔的尺寸和形状。
32.本实施例不再需要人工手持专门的工具测量，操作简单，节约了时间；且测量高差相比较测量装配孔的内径来说更容易且数据的准确性和可靠性明显更高，而测量孔内径时
一方面需要用到游标卡尺卡住孔内壁读数，另一方面由于装配孔为圆台形，游标卡尺不一定刚好卡合装配孔的最大内径，从而导致测量数据不正确，检测结果不准确，无法为进一步的操作提供可靠的参考依据。
附图说明
33.图1为本发明一实施例提供装配孔检测装置的示意图；
34.图2为图1装配孔检测装置的半剖视图；
35.图3为利用图1装配孔检测装置检测装配孔的示意图；
36.图4为利用图1装配孔检测装置定位固定件的头部的剖视图；
37.图5为利用图1装配孔检测装置定位待测工件上表面的预设位置的剖视图。
38.图中，100、基准定位面；110、容纳腔体；111、壁面；101、基准平台；
39.200、高度测量装置；210、移动支架结构；211、立柱；220、高度测量部件；221、测头；222、显示模块；
40.300、待测工件；310、装配孔；
41.400、固定件；410、头部；420、尾部；
42.510、滑块；520、滑槽。
具体实施方式
43.下面结合附图对本发明作进一步说明。
44.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明权利要求所限定的各种实施例进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例，其包含各种特定的细节以助于该理解，但这些细节应当被视为仅是示范性的。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相应地，本领域普通技术人员将认识到，在不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对本文所描述的各种实施例作出变化和改进。此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。
45.对本领域技术人员显而易见的是，提供对本发明的各种实施例的下列描述，仅是为了解释的目的，而不是为了限制由随附的权利要求所限定的本发明。
46.贯穿本技术文件的说明书和权利要求，词语“包括”和“包含”以及词语的变型，例如“包括有”和“包括”意味着“包含但不限于”，而不意在(且不会)排除其他部件、整体或步骤。结合本发明的特定的方面、实施例或示例所描述的特征、整体或特性将被理解为可应用于本文所描述的任意其他方面、实施例或示例，除非与其不兼容。
47.应当理解的是，单数形式“一”、“一个”和“该”包含复数的指代，除非上下文明确地另有其他规定。在本发明中所使用的表述“包含”和/或“可以包含”意在表示相对应的功能、操作或元件的存在，而非意在限制一个或多个功能、操作和/或元件的存在。此外，在本发明中，术语“包含”和/或“具有”意在表示申请文件中公开的特性、数量、操作、元件和部件，或它们的组合的存在。因此，术语“包含”和/或“具有”应当被理解为，存在一个或多个其他特性、数量、操作、元件和部件、或它们的组合的额外的可能性。
48.在本发明中，表述“或”包含一起列举的词语的任意或所有的组合。例如，“a或b”可以包含a或者b，或可以包含a和b两者。
49.应当理解的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”或“耦合”另一个元件，它可以是直接或耦合到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
50.文中提到的“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
51.除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员所通常理解的含义相同。还应理解的是，术语(比如常用词典中限定的那些术语)，应解释为具有与相关领域和本说明书的上下文中一致的含义，并且不应以理想化或过于形式化的意义来解释，除非在本文中明确地这样限定。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
52.如图1-图3所示，本发明一实施例中，提供一种装配孔检测装置，包括：
53.基准定位面100，用于定位放置待测工件300，以使所述待测工件300上预设的装配孔310的长度方向(即装配孔310的轴向)垂直于一个基准面，基准面通常是水平面，下文以基准面是水平面的情况为例进行说明。自基准定位面100开设容纳腔体110，所述容纳腔体110用于容纳穿设于所述装配孔310的固定件400的尾部420；
54.高度测量装置200，用于测量露出于所述待测工件300上表面的所述固定件400的头部410与所述待测工件300上表面的预设位置的高度参数。
55.具体的，基准定位面100可设计为与待测工件300的下表面尺寸相一致的形状，待测工件300放置到基准定位面100时与基准定位面100完全贴合从而定位放置于基准定位面100上，示例性的，当待测工件300为平直的钢板时，基准定位面100与待测工件300的下表面皆为平面，当然，当待测工件300的下表面为曲面等其他形状时，基准定位面100设计为与待测工件300的下表面形状保持一致即可。测量时，先将固定件400配合穿设于装配孔310，此时固定件400的头部410和尾部420分别露出于待测工件300的上、下表面，将待测工件300定位放置于基准定位面100，此时固定件400的尾部420刚好能够置于容纳腔体110内，且待测工件300上的装配孔310与水平面保持垂直；操作高度测量装置200，用于测量露出于所述待测工件300上表面的所述固定件400的头部410与所述待测工件300上表面预设位置之间的实际高度差值，将实际高度差值与标准高度差范围相比较，当实际高度差值落在标准高度差范围内即表明螺纹孔的直径大小正常，满足使用要求。
56.可以理解的是，固定件400的头部410的轴截面为从头端向尾端逐渐缩小的形状，优选为梯形。这样，固定件400的头部410露出待测工件300的上表面的高度可以随装配孔310大小的变化而变化。如果装配孔310偏小，则头部410露出待测工件300的上表面较多，如果装配孔310偏大，则头部410露出待测工件300的上表面较少。
57.本实施例中，待测工件300定位放置于基准定位面100后，装配孔310的长度方向刚好垂直于水平面，此时配合穿设于装配孔310的固定件400也与水平面垂直；如果装配孔310的尺寸大小合适，则固定件400可以正常装配于其中，且固定件400的头部410与所述待测工件300上表面预设位置之间的高度差可以稳定在一个固定的标准高度差范围内，因此通过测量固定件400的头部410与待测工件300上表面预设位置之间的高度差即可推断装配孔310的尺寸大小是否达到合格标准。标准高度差范围可以在测量前预先将固定件400安装于标准的装配孔310中，通过测量固定件400的头部410与待测工件300上表面预设位置之间的
高度差值获得，需要指出的是，预设位置为在待测工件300表面预先选定的任一固定位置。
58.本实施例改变了测量思路，将装配孔310的尺寸测量转变为更容易获取精确数据的高差测量，测得的实际高度差值可以反映装配孔310的孔径，从而检测装配孔310参数是否达标合格。本领域技术人员容易理解的是，除了测高度差，也可以通过测量其他高度参数来判断装配孔310是否达标合格。例如，可以先测待测工件300上表面的高度，根据标准高度差范围换算得到固定件400头部理想的高度范围，再测固定件400头部的高度是否落在该范围；还可以先测固定件400头部的高度，根据标准高度差范围换算得到待测工件300上表面理想的高度范围，再测待测工件300上表面的高度是否落在该范围。
59.本实施例不再需要人工手持专门的工具测量，操作简单，节约了时间；且测量高差相比较测量装配孔310的内径来说更容易且数据的准确性和可靠性明显更高，而测量孔内径时一方面需要用到游标卡尺卡住孔内壁读数，另一方面由于装配孔310为圆台形，游标卡尺不一定刚好卡合装配孔310的最大内径，从而导致测量数据不正确，检测结果不准确，无法为进一步的操作提供可靠的参考依据。
60.本实施例能够灵活适用于多种装配孔310的检测，例如螺纹孔、销孔等等，且不限制于装配孔310的尺寸和形状(此处指横截面形状)，比如圆形、方形、条形孔等，在测量一个规格的装配孔310前只需将固定件400配合安装于标准的装配孔310中测得该种类型的装配孔310的标准高度差范围即可应用于该规格的装配孔检测。装配孔310的轴截面的形状可以是矩形、梯形或其他形状，但优选为梯形，因其与固定件400的头部410的形状相匹配，配合更为稳定。
61.实际使用中，由于多种因素干扰，待测工件300放置时不能刚好定位于基准定位面100，从而导致装配孔310的长度方向不完全与水平面相垂直，继而无法保证测量高度差数据的准确性。参考图1，在一些实施例中，所述容纳腔体110由多个壁面111围成，且至少一个所述壁面111垂直于水平面。
62.具体地，将待测工件300定位放置于基准定位面100，此时固定件400的尾部420刚好能够置于容纳腔体110内，当固定件400的尾部420周向表面与垂直于水平面的壁面111保持贴合时，表明固定件400与水平面相垂直，意味着与固定件400配合的装配孔310也与水平面相垂直、待测工件300定位放置准确；当固定件400的尾部420周向表面不能与垂直于水平面的壁面111皆能保持贴合时，表明固定件400偏离了竖直方向，需要检查干扰因素并调节待测工件300的位置，直至装配孔310与水平面垂直。优选容纳腔体110至少两个所述壁面111垂直于水平面，这样，固定件400的尾部420的周向表面可以同时抵靠于至少两个垂直于水平面的壁面111，确保装配孔310与水平面垂直。可以理解的是，容纳腔体110也可以仅由一个圆柱形的壁面111围成，此时，该圆柱形的壁面111垂直于水平面，则固定件400的尾部420可以抵靠于该垂直于水平面的圆柱形的壁面111。
63.本实施例可以预先检查待测工件300是否刚好定位放置于基准定位面100上，确保待测工件300定位放置于基准定位面100即可以保证装配孔310、固定件400的长度方向与水平面相垂直，在此基础上可以正确检测得到的固定件400的头部410与待测工件300上表面之间的高度差值，进一步将该数值与标准高度差范围比较即可确切得出装配孔310尺寸是否达标，不会影响对于检测结果的判断。
64.此外，在排除干扰因素、确定待测工件300准确定位于基准定位面100的情况下，如
果固定件400的尾部420周向表面与其周围的各个垂直于水平面的壁面111不能贴合，表明在加工时装配孔310就出现倾斜的状况，因此本实施例还可以用于检测已开设的装配孔310孔位是否有偏斜。
65.参考图1，在一些实施例中，所述基准定位面100上开设沿竖直方向延伸的方槽，所述方槽的槽壁围成所述容纳腔体110。本实施例中，开设的方槽沿竖直方向延伸，从而能够辅助检查待测工件300是否准确定位放置于基准定位面100上；该设置结构简单，且方槽加工容易，能够降低加工难度，节约加工时间和成本。
66.在一些实施例中，自所述基准定位面开设两个或两个以上的所述容纳腔体110，分别与所述待测工件300表面预设的多个装配孔310的位置对应设于所述基准定位面100。
67.具体的，将多个固定件400分别配合穿设于各装配孔310，此时各个固定件400的头部410和尾部420分别露出于待测工件300的上、下表面，将待测工件300定位放置于基准定位面100，此时固定件400的尾部420刚好能够置于容纳腔体110内，利用高度测量装置200可依次检测各个装配孔310的直径规格是否标准。本实施例能够一次性同时检测同一待测工件300上的多个装配孔310，节约了成本和操作时间，提升了检测效率。
68.参考图3-图5，在一些实施例中，所述高度测量装置200包括：
69.移动支架结构210，所述移动支架结构210可在水平面内平移；
70.高度测量部件220，设于所述移动支架结构210，所述高度测量部件220能够与所述移动支架结构210同步移动以分别定位所述固定件400的头部410与所述待测工件300上表面的预设位置，进而测得所述固定件400的头部410与所述待测工件300上表面的预设位置的高度参数。
71.具体的，移动支架结构210可带动高度测量部件220在水平面内移动，高度测量部件220移动前后可分别定位所述固定件400的头部410与所述待测工件300上表面的预设位置的高度，二者定位数据的差值即为所需测量的高度差值。采用平移的方式定位操作简单，且在同一水平面内平移能够保证测量的水平基准一致，避免采用其他方式移动时由于基准不一致导致数值偏差。
72.移动支架结构210可设于基准定位面100上，与基准定位面100可移动地连接，即移动支架结构210可在基准定位面100上沿水平面平移，也可以设于其他装置表面上，只要其能够沿水平面(基准面)平移即可。优选移动支架结构210设于基准定位面100上，这样可避免移动支架结构210与基准定位面100之间的相对位置变化带来的测量误差。
73.参考图3，在一些实施例中，所述高度测量部件220包括相连的微处理器(图中未示出)和测头221，所述测头221的朝向竖直向下，用于发射探测信号及接收被物体表面反射的所述探测信号的反射信号；所述微处理器能够基于发射所述探测信号与接收所述反射信号的时间差定位所述物体。
74.具体的，测量时将测头221移动至固定件400的正上方，测头221竖直向下发射探测信号如红外线等，探测信号接触固定件400的头部410并被反射，反射信号被测头221接收后，微处理器基于信号发射与接收的时间差计算得到测头221与固定件400的头部410之间的距离l1，测头221自身的高度与l1的差值即为固定件400的头部410的高度，从而定位固定件400的头部410的位置；平移高度测量部件220使测头221位于所述待测工件300上表面的预设位置上方，测头221竖直向下发射探测信号，探测信号接触待测工件300表面的预设位
置并被反射，反射信号被测头221接收后，微处理器基于信号发射与接收的时间差计算得到测头221与预设位置之间的距离l2，测头221自身的高度与l2的差值即为预设位置的高度，从而定位待测工件300表面的预设位置，计算l1与l2之间的差值即为所述固定件400的头部410与所述待测工件300上表面的预设位置之间的高度差值。
75.本实施例中，通过平移测头221即可测得固定件400的头部410与所述待测工件300上表面的预设位置的高度参数，以及二者之间的高度差值，操作方便，容易实施，且测量准确度和精度高。
76.参考图3，在一些实施例中，所述高度测量部件220还包括显示模块222，与所述微处理器相连，用于显示固定件400的头部410与所述待测工件300上表面的预设位置的高度参数。具体的，微处理器计算得到固定件400的头部410与所述待测工件300上表面的预设位置的高度参数以及二者之间的高度差值后可直接在显示模块222上显示出来供操作人员查看，获取的数据可直观被查看到，节省了操作时间。
77.当然，在其他一些实施例中，高度测量部件220还可以是百分表、游标高度规、量表高度规或液晶高度规等高度规，移动高度规至固定件400的头部410与所述待测工件300上表面的预设位置并分别测量高度，也可得到高度参数，此处不限制高度测量部件220的具体结构形式。
78.参考图3，在一些实施例中，所述移动支架结构210包括滑块510，所述基准定位面100上设有滑槽520，所述滑块510嵌入所述滑槽520内且可沿所述滑槽520的长度方向移动，从而使得所述移动支架结构210在水平面内平移。一些实施例中，滑块510设于移动支架结构210的下表面，在其他实施例中，也可以设于移动支架结构210的其他位置。
79.在基准定位面100上预先开设滑槽520。具体安装时，将移动支架结构210下表面的滑块510嵌入滑槽520内，推动移动支架结构210沿滑槽520的长度方向移动即可驱动移动支架结构210在基准定位面100上平移。本实施例滑块510与滑槽520的配合方式简单，容易加工制造。进一步的，所述滑槽520为设置于所述基准定位面100的条形沉槽。在基准定位面100上开设条形沉槽快速方便，且不会占用基准定位面100表面多余的空间。
80.可以理解的是，在其他实施例中，也可以通过设置导轨及滚轮相配合的方式也可以实现移动支架结构210在水平面内的移动，此处不作限制。通过以上设计，移动支架结构210可以带动高度测量部件220在基准定位面100上平移，防止高度测量部件220与基准定位面100的相对位置变化带来的测量误差，使测量结果更加可靠。
81.在一些实施例中，所述移动支架结构210包括立柱211，所述高度测量部件220设于所述立柱211的柱面上。立柱211结构简单，设置方便，节约了制造成本。
82.参考图3，在一些实施例中，所述基准定位面100形成于所述基准平台101，所述容纳腔体110贯通于所述基准平台101的上下表面。
83.具体的，贯通的容纳腔体110可以放置尾部420长度较大的固定件400，不会由于容纳腔体110的长度限制固定件400的置入，从而能够适用于更多规格的装配孔310和固定件400的检测。再者，由于贯通的容纳腔体110容纳了固定件400的尾部420，使待测工件300能够稳定地摆放在基准定位面100上，保证了定位的再现性，减少了多次测量之间的误差。
84.以上描述中，尽管可能使用例如“第一”和“第二”的表述来描述本发明的各个元件，但它们并未意于限定相对应的元件。例如，上述表述并未旨在限定相对应元件的顺序或
重要性。上述表述用于将一个部件和另一个部件区分开。
85.本文中在本发明的说明书中所使用的术语集仅是为了描述特定的实施例的目的，而并非意在限制本发明。单数的表述包含复数的表述，除非在其间存在语境、方案上的显著差异。
86.以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
87.本领域技术人员可以理解的是，以上所述实施例的各技术特征可以相应地省去、添加或者以任意方式组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，并且，本领域技术人员能够想到的简单变换方式以及对现有技术做出适应性和功能性的结构变换的方案，都应当认为是本说明书记载的范围。
88.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，虽然已经参考各种实施例示出和描述了本发明，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干形式和细节上的各种变形和改进，而不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。