一种异形结构件高度的测量装置的制作方法

1.本实用新型属于测量技术领域，具体涉及一种异形结构件高度的测量装置，特别是一种钢板爆轰变形量的装置。


背景技术：

2.在爆炸力学研究及其他工程实施中，需要对异形结构件的高度参数进行测量。以爆轰变形钢板为例，变形钢板主要用于阻隔爆炸物并实现爆轰当量的评估，其中涉及变形钢板变形后最高点的高度参数测量。由于变形钢板的面积较大，而最高变形点的位置不确定，因此其高度的测量成为一个难题。
3.现有的高度测量方法中常采用光幕法间接测量，如申请号为201621040455.7的中国专利“基于光幕的车轮跟踪式机动车外廓尺寸测量仪”公开了一种机动车外廓尺寸测量仪，包括车道、设置在车道上的测量处理装置和红外光幕对，所述测量处理装置包括长度立柱测量光幕对、宽度测量光幕对、高度测量光幕对和数据采集处理装置，所述红外光幕对由红外发射光幕和红外接收光幕组成，所述红外发射光幕和红外接收光幕内分别设有红外发射管个红外接收管。这种捕获大面积光幕阴影高度的方法，在使用中存在的问题是需要将光电测量装置与爆轰钢板光学光学准直后进行图像处理，操作过程复杂，测量不直接，而且需要带电操作，在放置有爆炸物的危险场合不适用。


技术实现要素：

4.为克服上述问题，本实用新型提出了一种异形结构件高度的测量装置，通过设置在异形结构件周围的水平移动单元和垂直移动单元带动数显高度尺水平及上下移动，在无源条件下实现了异形结构件高度的直接测量，适用于爆炸物危险场合。
5.本实用新型的具体技术方案如下：
6.一种异形结构件高度的测量装置，包括放置异形结构件的平台、数显高度尺、支撑框架和设置在支撑框架上的水平移动单元和垂直移动单元；
7.所述的支撑框架包括水平方向固定在平台上的两根纵梁，每根纵梁上垂直设置有竖梁，两根竖梁之间设置有横梁；所述的水平移动单元设置在两根纵梁上，并驱动两根竖梁同步沿水平方向移动；所述的垂直移动单元设置在两根竖梁上，并驱动横梁沿垂直方向移动；
8.所述的数显高度尺包括导杆和测量头，导杆垂直设置在其中的一只竖梁上，测量头与横梁的一端固联，所述的测量头上下移动，获取异形结构件最高点的高度。
9.上述异形结构件高度的测量装置中，纵梁安装在平台的两侧低于平台上表面的位置处。
10.上述异形结构件高度的测量装置中，所述的水平移动单元包括第一手轮驱动单元、第一同步轴和两套同步带传动机构；
11.第一同步轴的两端分别跨接安装在两根纵梁同向的一端，第一手轮驱动单元设置
在第一同步轴的驱动端，两套同步带传动机构分别设置在两根纵梁上，所述的纵梁上方设置有第一滑轨，第一滑轨上设置有与第一滑轨横截面相匹配的第一滑座，竖梁的底部与第一滑座固联；所述的第一手轮驱动单元驱动第一同步轴转动，带动同步带传动机构传动，进而带动竖梁沿第一滑轨水平移动。
12.上述异形结构件高度的测量装置中，所述的同步带传动机构包括主动带轮、从动带轮和同步带；主动带轮和从动带轮分设在纵梁的两端，同步带安装在主动带轮和从动带轮上，所述的同步带与竖梁底部的第一滑座固联。
13.上述异形结构件高度的测量装置中，所述的第一手轮驱动单元包括手轮、锁紧拉杆、手轮锁紧盘；手轮和手轮锁紧盘同轴设置，手轮锁紧盘上设置有若干只与轴线等距的锁紧沉孔，所述的手轮上与锁紧沉孔对应的位置处设置有锁紧拉杆，锁紧拉杆一端为把手，另一端为锥头，中部设置有弹簧；所述的锥头的锥部与锁紧沉孔尺度相匹配；所述的锁紧拉杆在弹簧的作用下使得锥头嵌入在锁紧沉孔内，实现手轮的位置锁定。
14.上述异形结构件高度的测量装置中，所述的垂直移动移动单元包括第二手轮驱动单元、第二同步轴和两套同步带传动机构；
15.第二同步轴的两端分别跨接安装在两根竖梁同向的一端，第二手轮驱动单元设置在第二同步轴的驱动端，两套同步带传动机构分别设置在两根竖梁上，所述的竖梁上方设置有第二滑轨，第二滑轨上设置有与滑轨横截面相匹配的第二滑座，横梁的两端分别与两只竖梁上的第二滑座固联；所述的第二手轮驱动单元驱动第二同步轴转动，带动同步带传动机构传动，进而带动横梁沿第二滑轨上下移动。
16.上述异形结构件高度的测量装置中，所述的同步带传动机构包括主动带轮、从动带轮和同步带；主动带轮和从动带轮分设在竖梁的两端，同步带安装在主动带轮和从动带轮上，所述的同步带与第二滑座固联。
17.上述异形结构件高度的测量装置中，所述的第二手轮驱动单元包括手轮、锁紧拉杆、手轮锁紧盘；手轮和手轮锁紧盘同轴设置，手轮锁紧盘上设置有若干只与轴线等距的锁紧沉孔，所述的手轮上与锁紧沉孔对应的位置处设置有锁紧拉杆，锁紧拉杆一端为把手，另一端为锥头，中部设置有弹簧；所述的锥头的锥部与锁紧沉孔尺度相匹配；所述的锁紧拉杆在弹簧的作用下使得锥头嵌入在锁紧沉孔内，实现手轮的位置锁定。
18.上述异形结构件高度的测量装置中，锁紧拉杆的把手上设置有外凸的锁紧块，手轮对应锁紧拉杆位置处设置有与锁紧块尺寸匹配的锁紧卡槽，在弹簧的拉力作用下，锁紧块嵌入在锁紧卡槽内，使得锥头脱离锁紧沉孔并保持间隙，实现手轮的位置解锁。
19.本实用新型具有的有益技术效果如下：
20.一、本实用新型采用设置在异形结构件周围的水平移动单元和垂直移动单元，以及手轮驱动同步带传动机构，带动数显高度尺的水平及上下移动，实现了异形结构件高度的测量，测量方法直接可靠，并具有较高的测量精度；同时测量装置采用无需外接电源供电，适用于爆炸物等危险场合。
21.二、本实用新型的手轮驱动单元通过锁紧拉杆和手轮锁紧盘上的若干只锁紧沉孔，实现了手轮的精确位置锁定，同时通过锁紧块和锁紧卡槽结构，在弹簧的作用下方便地实现了手轮的解锁和锁定。
附图说明
22.图1为本实用新型异形结构件高度测量装置的结构示意图；
23.图2为本实用新型第二滑轨结构示意图；
24.图3为本实用新型数显高度尺及第二滑轨结构示意图；
25.图4为本实用新型同步带传动系统工作原理示意图；
26.图5为本实用新型手轮驱动单元结构示意图；
27.图6为本实用新型松开状态下的手轮驱动单元结构示意图；
28.图7为本实用新型锁紧状态下的手轮驱动单元结构示意图。
29.图8为本实用新型异性结构件测量过程示意图。
30.附图标记为：1-底座；2-平台；3-竖梁；4-横梁；5-第一同步轴；6-第一手轮驱动单元；7-数显高度尺；8-纵梁；9-同步带传动机构；10-第一滑座；11-第一滑轨；15-第二同步轴；16-第二手轮驱动单元；19-异形结构件；20-第二滑座；21-第二滑轨；22-最高点；23-基准面；601-手轮；602-锁紧拉杆；603-手轮锁紧盘；604-锁紧块；605-锁紧卡槽；606-锥头；607-锁紧沉孔；608-弹簧；701-导杆；702-测量头；901-同步带；902-主动带轮；903-轴承。
具体实施方式
31.如图1至图3所示，本实用新型的异形结构件高度的测量装置，包括放置异形结构件19的平台2、数显高度尺7、支撑框架和设置在支撑框架上的水平移动单元和垂直移动单元。平台2的下方设置有放置异形结构件的底座1。
32.支撑框架至少包括水平方向固定在平台上的两根纵梁8，每根纵梁8上垂直设置有竖梁3，两根竖梁3之间设置有横梁4；所述的水平移动单元设置在两根纵梁8上，并驱动两根竖梁3同步沿水平方向移动；所述的垂直移动单元设置在两根竖梁3上，并驱动横梁4沿垂直方向移动。其中纵梁8安装在平台2的两侧低于平台上表面的位置处，防止叉车等起重设备将被测异形结构件放置在平台2上时碰撞测量装置。
33.如图3所示，数显高度尺7包括导杆701和测量头702，导杆701垂直设置在其中的一只竖梁3上，测量头702与横梁4的一端固联，所述的测量头702上下移动，实现异形结构件19最高点的高度参数测量。测量中当横梁4的下沿接触平台2时读取数显高度尺7的参数或者按下数显高度尺7的清零开关，实现数值清零；然后通过水平移动单元和垂直移动单元的移动使得横梁4的下沿接触异形结构件19的最高点时，读取数显高度尺7的参数，通过前后测量结果的比较，即得到异形结构件的高度值。
34.水平移动单元包括第一手轮驱动单元6、第一同步轴5和两套同步带传动机构9；第一同步轴5的两端分别跨接安装在两根纵梁8同向的一端，图1中第一同步轴5设置在平台2的前表面上。第一手轮驱动单元6设置在第一同步轴5的驱动端，两套同步带传动机构9分别设置在两根纵梁8上，纵梁8上方设置有第一滑轨11，第一滑轨11上设置有与第一滑轨11横截面相匹配的第一滑座10，第一滑轨11可采用横截面为燕尾槽或弧形结构，第一滑座10保持一定精度条件下在第一滑轨11上滑行。竖梁3的底部与第一滑座10固联；第一手轮驱动单元6驱动第一同步轴5转动，带动同步带传动机构9传动，进而带动竖梁3沿第一滑轨11水平移动。
35.同样原理，垂直移动移动单元包括第二手轮驱动单元16、第二同步轴15和两套同
步带传动机构9；第二同步轴15的两端分别跨接安装在两根竖梁3同向的一端，第二手轮驱动单元16设置在第二同步轴15的驱动端，两套同步带传动机构9分别设置在两根竖梁3上，所述的竖梁3上方设置有第二滑轨21，第二滑轨21上设置有与滑轨11横截面相匹配的第二滑座20，横梁4的两端分别与两只竖梁3上的第二滑座20固联；所述的第二手轮驱动单元16驱动第二同步轴15转动，带动同步带传动机构9传动，进而带动横梁4沿第二滑轨21上下移动。
36.如图4所示，同步带传动机构9包括主动带轮902、从动带轮(图中未画出)和同步带901；主动带轮902和从动带轮分设在纵梁8的两端，同步带901安装在主动带轮902和从动带轮上，同步带901与对应的滑座固联，移动时带动相应的滑座沿滑轨方向前后移动。第一同步轴5则通过轴承903固联在纵梁8上，并与主动带轮902同步旋转。
37.如图5至图7所示，第一手轮驱动单元6和第二手轮驱动单元均包括手轮601、锁紧拉杆602和手轮锁紧盘603；手轮601和手轮锁紧盘603同轴设置，手轮锁紧盘603上设置有若干只与轴线等距的锁紧沉孔607，所述的手轮601上与锁紧沉孔607对应的位置处设置有锁紧拉杆602，锁紧拉杆602一端为把手，另一端为锥头606，中部设置有弹簧608；所述的锥头606的锥部与锁紧沉孔607尺度相匹配；所述的锁紧拉杆602在弹簧608的作用下使得锥头606嵌入在锁紧沉孔607内，实现手轮601的位置锁定。其中锁紧沉孔607的直径为2mm，相邻锁紧沉孔607的间距为3～5mm，手轮锁紧盘603上设置了约100只锁紧沉孔607。
38.作为一种具体实施方式，锁紧拉杆602的把手上设置有外凸的两只锁紧块604，手轮601对应锁紧拉杆602位置处设置有与锁紧块604尺寸匹配的锁紧卡槽605，在弹簧608的拉力作用下，锁紧块604可嵌入在锁紧卡槽605内。其中图6和图7分别为松开、锁紧状态下的手轮驱动单元结构示意图；图中可以看出，当需要手轮锁紧时，将锁紧块604脱离锁紧卡槽605，并且两只锁紧块604的连线垂直于两只锁紧卡槽605的连线，此时在弹簧608的作用下，锁紧拉杆602的锥头606嵌入在锁紧沉孔607内，实现手轮601的位置锁定。当需要手轮解锁实现转动时，则对把手施加拉力，并旋转90
°
，使得释放拉力后，使得锁紧块604嵌入在锁紧卡槽605内，此时由于锁紧卡槽605具有一定的高度，进而使得锥头606与手轮锁紧盘603脱离并保持大约2mm的间隙，故不会对手轮601进行锁定及限位。
39.异形结构件高度值的测量步骤如下：
40.【1】解锁第一手轮驱动单元6的手轮，转动手轮使竖梁3退后到平台2的一边后，锁定该手轮；
41.解锁时，将锁紧拉杆602拉出，旋转90
°
，使得锁紧块604嵌入在锁紧卡槽605内，使手轮解锁；锁定时将锁紧拉杆602重新拉出旋转90
°
，锁紧拉杆602的锥头606嵌入在锁紧沉孔607内，锁住手轮601；
42.【2】解锁第二手轮驱动单元16的手轮，旋转手轮使横梁4下端的基准面23和平台2的上表面可靠接触，按动数显高度尺7的复位按钮，使测得零位；
43.【3】将异形结构件放置在平台2上，旋转第二手轮驱动单元16的手轮，将横梁4升高到基准面高于异形结构件的最高点22以上位置，并锁定该手轮(见图8)；
44.【4】解锁第一手轮驱动单元6的手轮，旋转该手轮使横梁4移动到被测钢板最高处上方位置处并锁住该手轮；
45.【5】解锁第二手轮驱动单元16的手轮，转动手轮使得横梁4下端的基准面23和异形
结构件的最高点22相接触；
46.【6】读取数显高度尺7的读数即为异形结构件的高度值。
47.记录该测量数值后，将竖梁3移回平台2的一侧，移除被测异形结构件，完成测量。
48.本装置已经实现了长宽约1700mm，高度500mm以下的大尺寸钢板的爆轰变形测量，无需外接电源，部件均采用不锈钢或铝合金型材制造，可以放置在室外或者简易的爆炸危险场合中使用。其中同步带重复走位精度可达0.05mm，手轮锁紧装置几乎可将手轮锁紧在任意位置。竖梁3、横梁4和纵梁8均采用大截面铝合金型材制成，结构刚性好，自身变形量小。数显高度尺的测量精度达0.05mm，可满足多场合的异形结构件高度测量。