火炮身管内径测量设备的制作方法

1.本实用新型涉及火炮检测技术领域，特别是一种用于检测火炮身管内径的装置。


背景技术：

2.火炮是陆军主战装备，身管是火炮的核心部件。火炮射击时，身管不仅要受到高温高压火药燃烧气体的冲击和化学作用，还要承受高速运动弹丸的摩擦作用，由此产生的疵病多达十几种；如果不能及时准确地对火炮身管的疵病做出判断和处理，可能会导致炮弹卡滞或膛炸等现象的发生，给火炮的安全使用造成重大影响。为了保证火炮的射击安全和射击精度，需要定期对火炮身管内膛的状态进行检查，以判断火炮身管的质量等级。
3.现有的窥膛设备仅能够检测出疵病的大概位置，无法精确测量疵病的具体情况，这就需要借助测径设备进行精确测量。由于火炮身管为细长的管状结构，内部轮廓测量空间狭小、长径比大，因此测量起来较为困难。
4.中国专利cn208206051u公开了一种管状物内轮廓测量装置，包括推进杆，在所述推进杆的前端设置有可支撑在管状物内壁的支撑机构；所述支撑机构包括轴杆及设置在所述轴杆两端的伞状支撑架；在所述支撑机构的前端固定有混合式步进电机，所述混合式步进电机与控制系统电连接；所述混合式步进电机的输出轴通过联轴器连接一延伸轴，所述延伸轴的端部通过悬臂连接激光位移传感器；在所述延伸轴上套接有导电滑环，所述导电滑环包括固定锁死在所述延伸轴上的转子以及与所述联轴器固定相接的定子；在所述转子和所述定子上均设置有引出线，定子引出线与所述控制系统相连，转子引出线与所述激光位移传感器相连；所述激光位移传感器可在所述混合式步进电机的带动下旋转前进，进而可测量出管状物内壁的位置，最终可在管状物内完成整周测量和纵深测量，测量结果可发送至所述控制系统。
5.该测量装置结构较为复杂，在使用过程中稍有不慎会导致激光位移传感器位置发生移动，不仅容易损坏设备，而且激光位移传感器位置发生变化后，采集的数据也变得不准确，无法作为分析依据。


技术实现要素：

6.本实用新型需要解决的技术问题是提供一种结构简单、且稳定可靠的火炮身管内径测量设备，以提高检测稳定度以及检测准确度。
7.为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
8.火炮身管内径测量设备，包括固定设置在推杆上的伞状支撑架，伞状支撑架的前端固定连接有电机安装机构，电机安装机构中固定设置有步进电机，步进电机的输出轴穿过电机安装机构连接用于测量火炮身管内径的内径测量模组，所述内径测量模组、步进电机、推杆以及伞状支撑架同轴线设置。
9.上述火炮身管内径测量设备，所述内径测量模组包括竖直安装的安装板和水平安装的背板，背板上安装有用于测径的激光位移传感器；安装板与步进电机输出轴连接。
10.上述火炮身管内径测量设备，安装板后端面上水平固定设置有与步进电机输出轴连接的轴套，轴套与穿接在其内的步进电机输出轴之间通过定位组件固定。
11.上述火炮身管内径测量设备，所述步进电机的输出轴设置为d型轴，轴套上内腔为与d型轴过盈装配的d型孔。
12.上述火炮身管内径测量设备，位于安装板右侧的前端面上竖向设置有若干刻度线，刻度线下方的安装板底边沿上对应开设有安装背板的安装孔。
13.上述火炮身管内径测量设备，位于安装板左侧的前端面上横向开设有穿过激光位移传感器线缆的过线孔。
14.上述火炮身管内径测量设备，所述电机安装机构包括横卧的圆柱形电机壳体，步进电机固定安装在电机壳体的内腔中，电机壳体顶部开设有步进电机安装孔，电机壳体上方配装有覆盖步进电机安装孔的弧形电机顶盖；所述电机壳体的前端立端面上开设有穿过步进电机输出轴的过孔。
15.由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
16.本实用新型结构简单、操作方便，通过采用步进电机来驱动内径测量模组旋转，可有效增加旋转定位的准确度，并保证内径测量模组与火炮身管内壁之间的间距；且内径测量模组设置的刻度线，能够根据实际火炮身管的内径进行激光位移传感器位置的调节，使激光位移传感器与火炮身管内壁保持最佳的测量距离，从而大大提高了设备检测的准确度。
附图说明
17.图1为本实用新型的整体结构示意图；
18.图2为本实用新型的分体图；
19.图3为本实用新型所述激光测距模组的结构示意图。
20.其中：1.电机壳体，2.电机顶盖，3.步进电机，4.安装板，41.安装孔，42.过线孔，43.轴套，44.刻度线，5.背板，6.激光位移传感器，7.伞状支撑架，8.伞状支撑架主轴。
具体实施方式
21.下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步详细说明。
22.一种火炮身管内径测量设备，其结构如图1至图3所示，包括步进电机3、内径测量模组以及至少两套伞状支撑架7，内径测量模组、步进电机以及伞状支撑架同轴线设置，保证检测过程中能够与待检测的火炮身管同轴线，进一步为提高检测精度提供保障。
23.伞状支撑架7固定设置在伞状支撑架主轴上，伞状支撑架主轴与推杆通过插接结构连接。伞状支撑架具有弹性结构，能够自适应火炮身管内径的变化，将推杆稳定支撑在火炮身管的轴线上，为内径测量模组提供穿越身管轴心线的轴向移动定心支撑。
24.本实用新型中，伞状支撑架7的前端固定连接有电机安装机构，用于安装步进电机3。电机安装机构结构如图2所示，包括相配装的电机壳体1和电机顶盖2，电机壳体与电机顶盖扣合后形成横卧的圆柱形结构，电机安装结构设为分体式组装结构，方便步进电机的安装与检修。
25.电机壳体1顶部开设有步进电机安装孔，电机壳体上方与弧形的电机顶盖2配装，
用于覆盖步进电机安装孔及其内安装的步进电机。
26.电机壳体的前端立端面上开设有过孔，供步进电机的输出轴穿过，步进电机的输出轴穿过电机安装机构后与内径测量模组连接。
27.内径测量模组用于测量火炮身管内膛的内径，可在步进电机的驱动下对身管内膛提供环绕轴心线的360
°
全覆盖测量。
28.本实用新型中，内径测量模组包括安装板4、背板5和激光位移传感器6，安装板4竖直安装，与步进电机输出轴连接；背板5水平安装在安装板的前端面上，激光位移传感器6安装在背板上。
29.本实施例中，安装板4的后端面上水平固定设置有轴套43，步进电机的输出轴伸入轴套内，轴套与穿接在其内的步进电机输出轴之间通过定位组件固定。本实施例中，定位组件采用顶丝，轴套上内腔为d型孔，相应的步进电机输出轴上也为d型轴，轴套上对应d型轴平面的位置开设有螺纹孔，轴套与步进电机输出轴之间通过螺纹装配在螺纹孔内的顶丝紧固，保证步进电机在带动安装板旋转的基础上，防止发生相对移动。
30.为提高测量精度，本实用新型对安装板进行了改进，在位于安装板右侧的前端面上竖向设置有若干刻度线44，刻度线下方的安装板底边沿上对应开设有安装背板5的安装孔41，如图3所示。在实际使用时，可以根据火炮身管内径的大小确定激光位移传感器的安装位置。
31.本实用新型为穿过激光位移传感器的线缆，在安装板左侧的前端面上横向开设了过线孔42，如图3所示。
32.本实用新型中，激光位移传感器和步进电机均通过线缆与外部的后台计算机连接，计算机不仅用于控制步进电机带动内径测量模组转动完成测量作业，还用于接收内径测量模组的测量信息；计算机将接收的测量信息采用常规技术拼成一个完整的圆环，该圆环为炮膛内一圈的完整内径，可放大观察具体情况；然后通过与存储的标准圆做对比，可得出测量结果，并存储；以备后期查验。
33.本实用新型与窥膛设备配合使用；先采用现有窥膛设备找出检查出疵病，再用本实用新型来测量具体的内径变化。
34.检测具体疵病时，首先将设备组装好，并通过线缆将激光位移传感器、步进电机与外部计算机连接起来；然后手持推杆将设备送入火炮身管内，当激光位移传感器进入到火炮身管内疵病位置时，停止推进；计算机控制步进电机转动，步进电机带动内径测量模组缓慢旋转一周，进行测量作业；同时激光位移传感器将测得的火炮身管内径传输给计算机，供计算机分析疵病大小。
35.由于步进电机为旋转工作，为防止发生绕线问题，计算机在控制步进电机工作时，当步进电机正向旋转一周后，停止正转，开始反向旋转至初始状态；然后再进行下一次的正向旋转测量。
36.本实用新型中各部件之间的安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施；本实用新型的伞状支撑架和步进电机均为市面上采购，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见方式，并且其所有部件的具体结构、型号和系数指标均为其自带技术，只要能够达成其有益效果的均可进行实施，本行业内技术人员只需按照其附带的使用说明书进行安装和操作即可，而无需本领域的技术人员付出创
造性劳动。