一种机械零件孔间距测量装置的制作方法

1.本发明属于孔距测量技术领域，具体是指一种机械零件孔间距测量装置。


背景技术：

2.孔间距的测量其实是一个比较抽象的概念，因为孔是零件上去除材料产生的特征，孔间距的基准为孔的中心轴，由于没有材料，孔的中心轴也是一个不存在的虚拟特征，以这个不存在的特征为基准，进行距离测量，实际操作的时候存在很多影响结果的因素。
3.目前的测量方式大多还是目视，即将测量尺的基准位置放置在大致和中心轴线重合的位置，这种测量方式只能用在精度要求不高，或者孔径不大的场景。
4.另外还有一种测量方式，通过测量两个孔的边缘位置，反馈两个孔的中心位置，但是这样一般需要先明确地知道孔径、以及孔之间的位置关系，在人工测量时，每次还都需要进行数学计算，也比较不方便。


技术实现要素：

5.针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种操作方便、能够找到虚拟的待测孔中轴线的机械零件孔间距测量装置；为了解决测量基准装置和待测孔之间的同轴度精度问题，本发明创造性地提出了伞形分散式自适应取中机构，一方面能够利用伞形顶撑组件朝向各个位置均匀地膨胀，使压力传感器能够感受到伞骨折弯部和孔壁之间的挤压力，利用这个挤压力的合力能够将底部主体立柱推动至待测孔的中心位置，并且二者的同轴度随着挤压力的提高而提高；另一方面能够通过各个压力传感器之间的数值差异判断当前底部主体立柱是否存在偏移，当各组压力传感器的差值均分布在一定范围内时，底部主体立柱和待测孔的同轴度也就达到了有效范围内。
6.本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种机械零件孔间距测量装置，包括多用型对中基准组件、伞形分散式自适应取中机构、单手施压多档位预紧机构和激光测距机构，所述多用型对中基准组件固接于单手施压多档位预紧机构上，多用型对中基准组件能够适用于多种工况，在对锥度盲孔或者小口径的孔进行测量时，需要将底部可拆卸圆盘拆下，在测量通孔或者平底盲孔时需要将底部可拆卸圆盘安装上，从而在不同的工况下均能使底部主体立柱的轴线更加容易和待测孔的轴向重合；所述伞形分散式自适应取中机构滑动设于多用型对中基准组件上，通过伞形分散式自适应取中机构的散开，能够自适应地将底部主体立柱的中轴线调整至和孔的中轴线接近重合的位置，并且能够通过各组压力传感器的数值差异反馈当前轴线的偏移程度；所述激光测距机构设于单手施压多档位预紧机构上，通过激光测距机构能够测得两组单手施压多档位预紧机构之间的距离，从而测得两个待测孔之间的距离。
7.进一步地，所述多用型对中基准组件包括底部主体立柱、底部可拆卸圆盘和滑动垫圈，所述底部主体立柱和底部可拆卸圆盘螺纹连接，当待测孔的底部为锥形时，需要将底部可拆卸圆盘拆掉，用直径更小的底部主体立柱接触孔的底部，从而便于底部主体立柱和
孔底接触更牢固；当待测孔为盲孔或者平底孔时，则需要通过面积更大的底部可拆卸圆盘和孔的底部接触。
8.作为优选地，所述底部主体立柱的底部设有立柱螺纹段，所述底部可拆卸圆盘上设有内螺纹圆台，所述立柱螺纹段和内螺纹圆台之间螺纹连接，所述滑动垫圈固接于底部可拆卸圆盘的底部，通过滑动垫圈能够降低底部可拆卸圆盘和孔底的接触面积和摩擦系数，从而使底部可拆卸圆盘能够在弹性伞骨的弹力作用下自由滑动、进而提高底部主体立柱和孔的同轴度。
9.进一步地，所述伞形分散式自适应取中机构包括阶梯容错预紧弹簧和伞形顶撑组件，所述阶梯容错预紧弹簧设于伞形顶撑组件上，所述伞形顶撑组件卡合滑动设于底部主体立柱上，通过阶梯容错预紧弹簧能够为弹性伞骨的形变提供驱动力，并且由于阶梯容错预紧弹簧的存在，允许单手施压多档位预紧机构的档位在手动操作的时候存在一定的容错率。
10.作为优选地，所述伞形顶撑组件包括滑动法兰盘、固定套环、弹性伞骨和压力传感器，所述滑动法兰盘卡合滑动设于底部主体立柱上，所述固定套环卡合设于底部主体立柱的底部，所述弹性伞骨环形均布设于滑动法兰盘和固定套环之间。
11.作为本发明的进一步优选，所述弹性伞骨的中间位置设有伞骨折弯部，所述伞骨折弯部上设有伞骨圆孔，所述压力传感器固接于伞骨折弯部的外部，弹性伞骨受到压迫时会朝向外侧同步散开，通过弹性伞骨对底部主体立柱的反向挤压，若各组弹性伞骨受力不均，则底部主体立柱将会朝向合力的方向运动，直到合力为零，通过上述步骤能够实现底部主体立柱和待测孔的自适应同轴调整；所述压力传感器上设有传感器接线端子，所述传感器接线端子卡合设于伞骨圆孔中，通过各组压力传感器的数值对比，能够明确地反馈当前底部主体立柱是否处于待测孔的中心位置，只有当各组压力传感器都有示数并且示数差别在一定范围内时，信号指示灯才会亮绿灯。
12.进一步地，所述单手施压多档位预紧机构包括升降式多档位卡合组件和单手退档防护组件，所述底部主体立柱固接于升降式多档位卡合组件上，所述单手退档防护组件滑动设于升降式多档位卡合组件上。
13.作为优选地，所述升降式多档位卡合组件包括固定式中空套筒和内套筒，所述底部主体立柱固接于固定式中空套筒的底部，所述固定式中空套筒上阵列设有贯通的套筒台阶窗口，所述内套筒卡合滑动设于固定式中空套筒中，所述内套筒上对称设有内套筒叉臂部，所述内套筒叉臂部的底部设有和套筒台阶窗口相应的内套筒斜坡台阶部，通过内套筒斜坡台阶部和套筒台阶窗口的相互卡合，能够保持伞形分散式自适应取中机构的当前状态，从而为激光测距机构的测量提供场景和条件。
14.作为本发明的进一步优选，所述单手退档防护组件包括按压式套筒、退档拨块和拨块复位胶皮，所述按压式套筒卡合滑动设于固定式中空套筒上，所述按压式套筒上设有套筒顶部法兰，所述内套筒固接于套筒顶部法兰上，所述按压式套筒上还设有套筒底部圆台，所述套筒底部圆台上对称设有套筒方形槽口，所述退档拨块卡合滑动设于套筒方形槽口中，所述按压式套筒和退档拨块之间通过拨块复位胶皮连接，通过拨块复位胶皮的弹性形变，能够使退档拨块在失去按压力的时候复位，从而实现快捷方便的单手操作。
15.进一步地，所述激光测距机构包括顶部转盘和激光测距组件，所述顶部转盘固接
于套筒顶部法兰的顶部，所述顶部转盘的内部设有信号指示灯以及连接信号指示灯和压力传感器的电路模块，所述激光测距组件设于顶部转盘上。
16.作为优选地，所述激光测距组件包括激光器支架、激光发射接收器和反射光幕，所述激光器支架设于顶部转盘的其中一组上，所述激光发射接收器卡合设于激光器支架中，所述反射光幕设于顶部转盘的另外一组上，激光发射接收器发出的光线照射到反射光幕上发生漫反射，反射的光线被激光发射接收器再次捕获、完成测距。
17.采用上述结构本发明取得的有益效果如下：（1）多用型对中基准组件能够适用于多种工况，在对锥度盲孔或者小口径的孔进行测量时，需要将底部可拆卸圆盘拆下，在测量通孔或者平底盲孔时需要将底部可拆卸圆盘安装上，从而在不同的工况下均能使底部主体立柱的轴线更加容易和待测孔的轴向重合；（2）通过伞形分散式自适应取中机构的散开，能够自适应地将底部主体立柱的中轴线调整至和孔的中轴线接近重合的位置，并且能够通过各组压力传感器的数值差异反馈当前轴线的偏移程度；（3）通过激光测距机构能够测得两组单手施压多档位预紧机构之间的距离，从而测得两个待测孔之间的距离；（4）当待测孔的底部为锥形时，需要将底部可拆卸圆盘拆掉，用直径更小的底部主体立柱接触孔的底部，从而便于底部主体立柱和孔底接触更牢固；当待测孔为盲孔或者平底孔时，则需要通过面积更大的底部可拆卸圆盘和孔的底部接触；（5）通过滑动垫圈能够降低底部可拆卸圆盘和孔底的接触面积和摩擦系数，从而使底部可拆卸圆盘能够在弹性伞骨的弹力作用下自由滑动、进而提高底部主体立柱和孔的同轴度；（6）通过阶梯容错预紧弹簧能够为弹性伞骨的形变提供驱动力，并且由于阶梯容错预紧弹簧的存在，允许单手施压多档位预紧机构的档位在手动操作的时候存在一定的容错率；（7）弹性伞骨受到压迫时会朝向外侧同步散开，通过弹性伞骨对底部主体立柱的反向挤压，若各组弹性伞骨受力不均，则底部主体立柱将会朝向合力的方向运动，直到合力为零，通过上述步骤能够实现底部主体立柱和待测孔的自适应同轴调整；（8）通过各组压力传感器的数值对比，能够明确地反馈当前底部主体立柱是否处于待测孔的中心位置，只有当各组压力传感器都有示数并且示数差别在一定范围内时，信号指示灯才会亮绿灯；（9）通过内套筒斜坡台阶部和套筒台阶窗口的相互卡合，能够保持伞形分散式自适应取中机构的当前状态，从而为激光测距机构的测量提供场景和条件；（10）通过拨块复位胶皮的弹性形变，能够使退档拨块在失去按压力的时候复位，从而实现快捷方便的单手操作；（11）激光发射接收器发出的光线照射到反射光幕上发生漫反射，反射的光线被激光发射接收器再次捕获、完成测距。
附图说明
18.图1为本发明提出的一种机械零件孔间距测量装置的立体图；图2为本发明提出的一种机械零件孔间距测量装置的主视图；图3为本发明提出的一种机械零件孔间距测量装置的俯视图；图4为图2中沿着剖切线a-a的剖视图；图5为图4中沿着剖切线b-b的剖视图；图6为图4中沿着剖切线c-c的剖视图；图7为多用型对中基准组件、伞形分散式自适应取中机构和单手施压多档位预紧机构的组合结构示意图；图8为本发明提出的一种机械零件孔间距测量装置的多用型对中基准组件的结构示意图；图9为本发明提出的一种机械零件孔间距测量装置的伞形分散式自适应取中机构的结构示意图；图10为本发明提出的一种机械零件孔间距测量装置的单手施压多档位预紧机构的结构示意图；图11为本发明提出的一种机械零件孔间距测量装置的激光测距机构的结构示意图；图12为图5中ⅰ处的局部放大图；图13为图4中ⅱ处的局部放大图；图14为图3中ⅲ处的局部放大图；图15为本发明的工作流程示意图。
19.其中，1、多用型对中基准组件，2、伞形分散式自适应取中机构，3、单手施压多档位预紧机构，4、激光测距机构，5、底部主体立柱，6、底部可拆卸圆盘，7、滑动垫圈，8、立柱螺纹段，9、内螺纹圆台，10、阶梯容错预紧弹簧，11、伞形顶撑组件，12、滑动法兰盘，13、固定套环，14、弹性伞骨，15、压力传感器，16、伞骨折弯部，17、伞骨圆孔，18、传感器接线端子，19、升降式多档位卡合组件，20、单手退档防护组件，21、固定式中空套筒，22、内套筒，23、按压式套筒，24、退档拨块，25、拨块复位胶皮，26、套筒台阶窗口，27、内套筒叉臂部，28、内套筒斜坡台阶部，29、套筒顶部法兰，30、套筒底部圆台，31、套筒方形槽口，32、顶部转盘，33、激光测距组件，34、信号指示灯，35、激光器支架，36、激光发射接收器，37、反射光幕。
20.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
21.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。
22.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于
描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23.如图1~图15所示，本发明提出了一种机械零件孔间距测量装置，包括多用型对中基准组件1、伞形分散式自适应取中机构2、单手施压多档位预紧机构3和激光测距机构4，多用型对中基准组件1固接于单手施压多档位预紧机构3上，多用型对中基准组件1能够适用于多种工况，在对锥度盲孔或者小口径的孔进行测量时，需要将底部可拆卸圆盘6拆下，在测量通孔或者平底盲孔时需要将底部可拆卸圆盘6安装上，从而在不同的工况下均能使底部主体立柱5的轴线更加容易和待测孔的轴向重合；伞形分散式自适应取中机构2滑动设于多用型对中基准组件1上，通过伞形分散式自适应取中机构2的散开，能够自适应地将底部主体立柱5的中轴线调整至和孔的中轴线接近重合的位置，并且能够通过各组压力传感器15的数值差异反馈当前轴线的偏移程度；激光测距机构4设于单手施压多档位预紧机构3上，通过激光测距机构4能够测得两组单手施压多档位预紧机构3之间的距离，从而测得两个待测孔之间的距离。
24.单手施压多档位预紧机构3包括升降式多档位卡合组件19和单手退档防护组件20，底部主体立柱5固接于升降式多档位卡合组件19上，单手退档防护组件20滑动设于升降式多档位卡合组件19上。
25.升降式多档位卡合组件19包括固定式中空套筒21和内套筒22，底部主体立柱5固接于固定式中空套筒21的底部，固定式中空套筒21上阵列设有贯通的套筒台阶窗口26，内套筒22卡合滑动设于固定式中空套筒21中，内套筒22上对称设有内套筒叉臂部27，内套筒叉臂部27的底部设有和套筒台阶窗口26相应的内套筒斜坡台阶部28，通过内套筒斜坡台阶部28和套筒台阶窗口26的相互卡合，能够保持伞形分散式自适应取中机构2的当前状态，从而为激光测距机构4的测量提供场景和条件。
26.单手退档防护组件20包括按压式套筒23、退档拨块24和拨块复位胶皮25，按压式套筒23卡合滑动设于固定式中空套筒21上，按压式套筒23上设有套筒顶部法兰29，内套筒22固接于套筒顶部法兰29上，按压式套筒23上还设有套筒底部圆台30，套筒底部圆台30上对称设有套筒方形槽口31，退档拨块24卡合滑动设于套筒方形槽口31中，按压式套筒23和退档拨块24之间通过拨块复位胶皮25连接，通过拨块复位胶皮25的弹性形变，能够使退档拨块24在失去按压力的时候复位，从而实现快捷方便的单手操作。
27.多用型对中基准组件1包括底部主体立柱5、底部可拆卸圆盘6和滑动垫圈7，底部主体立柱5和底部可拆卸圆盘6螺纹连接，当待测孔的底部为锥形时，需要将底部可拆卸圆盘6拆掉，用直径更小的底部主体立柱5接触孔的底部，从而便于底部主体立柱5和孔底接触更牢固；当待测孔为盲孔或者平底孔时，则需要通过面积更大的底部可拆卸圆盘6和孔的底部接触。
28.底部主体立柱5的底部设有立柱螺纹段8，底部可拆卸圆盘6上设有内螺纹圆台9，立柱螺纹段8和内螺纹圆台9之间螺纹连接，滑动垫圈7固接于底部可拆卸圆盘6的底部，通过滑动垫圈7能够降低底部可拆卸圆盘6和孔底的接触面积和摩擦系数，从而使底部可拆卸圆盘6能够在弹性伞骨14的弹力作用下自由滑动、进而提高底部主体立柱5和孔的同轴度。
29.伞形分散式自适应取中机构2包括阶梯容错预紧弹簧10和伞形顶撑组件11，阶梯容错预紧弹簧10设于伞形顶撑组件11上，伞形顶撑组件11卡合滑动设于底部主体立柱5上，
通过阶梯容错预紧弹簧10能够为弹性伞骨14的形变提供驱动力，并且由于阶梯容错预紧弹簧10的存在，允许单手施压多档位预紧机构3的档位在手动操作的时候存在一定的容错率。
30.伞形顶撑组件11包括滑动法兰盘12、固定套环13、弹性伞骨14和压力传感器15，滑动法兰盘12卡合滑动设于底部主体立柱5上，固定套环13卡合设于底部主体立柱5的底部，弹性伞骨14环形均布设于滑动法兰盘12和固定套环13之间。
31.弹性伞骨14的中间位置设有伞骨折弯部16，伞骨折弯部16上设有伞骨圆孔17，压力传感器15固接于伞骨折弯部16的外部，弹性伞骨14受到压迫时会朝向外侧同步散开，通过弹性伞骨14对底部主体立柱5的反向挤压，若各组弹性伞骨14受力不均，则底部主体立柱5将会朝向合力的方向运动，直到合力为零，通过上述步骤能够实现底部主体立柱5和待测孔的自适应同轴调整；压力传感器15上设有传感器接线端子18，传感器接线端子18卡合设于伞骨圆孔17中，通过各组压力传感器15的数值对比，能够明确地反馈当前底部主体立柱5是否处于待测孔的中心位置，只有当各组压力传感器15都有示数并且示数差别在一定范围内时，信号指示灯34才会亮绿灯。
32.激光测距机构4包括顶部转盘32和激光测距组件33，顶部转盘32固接于套筒顶部法兰29的顶部，顶部转盘32的内部设有信号指示灯34以及连接信号指示灯34和压力传感器15的电路模块，激光测距组件33设于顶部转盘32上。
33.激光测距组件33包括激光器支架35、激光发射接收器36和反射光幕37，激光器支架35设于顶部转盘32的其中一组上，激光发射接收器36卡合设于激光器支架35中，反射光幕37设于顶部转盘32的另外一组上，激光发射接收器36发出的光线照射到反射光幕37上发生漫反射，反射的光线被激光发射接收器36再次捕获、完成测距。
34.具体使用时，首先用户需要根据待测孔的形式选择是否拆卸底部可拆卸圆盘6，当待测孔的孔径小于底部可拆卸圆盘6或者为锥形底孔时，将底部可拆卸圆盘6拆除，能够保证将底部主体立柱5插入待测孔中；当待测孔为平底孔时，将底部可拆卸圆盘6安装上，并且通过滑动垫圈7和孔底接触，当待测孔为通孔时，首先需要在孔底临时固定一块平板，然后将底部可拆卸圆盘6安装上、通过滑动垫圈7和孔底接触；然后通过手掌按压套筒顶部法兰29的方式，将按压式套筒23和内套筒22同步向下方滑动，由于内套筒叉臂部27和内套筒斜坡台阶部28的存在，每当内套筒斜坡台阶部28滑动到套筒台阶窗口26中的时候，均能通过自身的回弹卡入套筒台阶窗口26中；随着按压式套筒23的下降，阶梯容错预紧弹簧10会通过自身的下降将伞形顶撑组件11压缩变形，使得各组伞形顶撑组件11从弹性伞骨14处开始折弯并朝向外侧偏移，当压力传感器15接触待测孔的内壁时，压力传感器15也就有了示数；随着压力传感器15和待测孔的内壁之间挤压力的增加，在均匀分布的伞形顶撑组件11的自动对中的效果作用下，底部主体立柱5和待测孔之间的同轴度也会随之提高，当各组传感器接线端子18的示数均超过一定值且示数差别在一定范围内时，经过顶部转盘32内部模块的判断，信号指示灯34的灯光颜色会从红色变成绿色；此时松开按压式套筒23，在套筒台阶窗口26和内套筒斜坡台阶部28的相互限位下，按压式套筒23不会回弹，此时认为底部主体立柱5的中轴线已经与待测孔的轴向重合，按照相同的方式将另一组多用型对中基准组件1和伞形分散式自适应取中机构2安装在另一个待测孔上之后，即可开始测量；
测量时首先旋转顶部转盘32的角度，使激光发射接收器36发出的光线能够照射到反射光幕37上，光线照射到反射光幕37上之后发生漫反射，反射的部分光线会重新被激光发射接收器36捕获，经过计算即可得出激光发射接收器36和反射光幕37之间的距离，进而测得两个待测点之间的孔距；当需要拆除本装置时，若阶梯容错预紧弹簧10的压缩量较小，可以继续向下压缩，可以通过向下压迫单手施压多档位预紧机构3内螺纹圆台9，待内套筒斜坡台阶部28离开套筒台阶窗口26之后再将按压式套筒23旋转九十度的方式，实现内套筒22的无阻碍退位，若阶梯容错预紧弹簧10的压缩量较大，不可以继续向下压缩，那么用两根手指按压退档拨块24的方式也可以使内套筒斜坡台阶部28回弹进入固定式中空套筒21的内壁，此时再旋转九十度，同样能实现内套筒22的无阻碍退位。
35.以上便是本发明整体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。
36.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
37.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
38.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。