[发明专利]一种细长孔几何参数测量装置以及方法

权利要求书

1.一种细长孔几何参数测量装置，其特征在于，包括：定位机构、行走机构和测量机构；

所述定位机构用于使待测工件的位置进行自动定心并使待测工件旋转；

所述测量机构包括：自动定心测头、韧性测杆、激光器、气动传感器和CCD处理器；所述韧性测杆沿其轴向设置有内部通道，且在所述韧性测杆的第一端设置有进气孔，在所述韧性测杆的第二端设置有自动定心测头，所述自动定心测头包括：气动定心测头和激光瞄准器；所述激光器设置于所述行走机构上，且所述激光器的光纤穿设于所述韧性测杆的内部通道与所述激光瞄准器连接，所述激光瞄准器与所述CCD处理器信号连接；所述气动传感器的气源通过所述韧性测杆的进气孔与所述气动定心测头连通；

所述行走机构用于携带韧性测杆进行移动并使其第二端的自动定心测头移动至待测工件的细长孔入口处。

2.根据权利要求1所述的细长孔几何参数测量装置，其特征在于，所述定位机构包括：工作台、定位座和滑动座；所述行走机构设置于所述工作台的第一端，所述滑动座设置于所述工作台的第二端，所述定位座设置于所述工作台的中间段，所述CCD处理器设置于所述滑动座上，所述定位座与滑动座用于定位待测工件。

3.根据权利要求2所述的细长孔几何参数测量装置，其特征在于，所述定位座上设置有弹性压紧机构，所述弹性压紧机构设置有一个旋转轮，在所述定位座上并排设置有两个定位轮，所述旋转轮设置于两个定位轮的上方，在所述两个定位轮与一个旋转轮之间形成用于固定待测工件的定位空间。

4.根据权利要求3所述的细长孔几何参数测量装置，其特征在于，所述滑动座上设置有两个定位轮，两个所述定位轮形成用于固定待测工件的支撑空间。

5.根据权利要求2所述的细长孔几何参数测量装置，其特征在于，所述行走机构包括：水平移动装置和升降移动装置，所述升降移动装置与所述韧性测杆的第一端连接，用于带动韧性测杆进行升降移动；所述水平移动装置设置在所述工作台，用于带动韧性测杆进行水平移动。

6.根据权利要求2所述的细长孔几何参数测量装置，其特征在于，所述气动定心测头沿其轴向间隔设置有若干组通孔，每组通孔包括三个通孔，三个通孔分布于所述气动定心测头同一径向截面对应圆周的120度位置。

7.根据权利要求6所述的细长孔几何参数测量装置，其特征在于，所述气动定心测头沿其轴向间隔设置有两组通孔。

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的细长孔几何参数测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过定位机构实现待测工件的自动定心；

通过行走机构使韧性测杆进行移动并使其第二端的自动定心测头移动至待测工件的细长孔入口处；

通过行走机构驱动自动定心测头在细长孔内进行移动，同时控制待测工件进行旋转，此时通过激光瞄准器发出的光会在CCD处理器上形成光点，与此同时记录气动传感器的数据、CCD处理器的光点坐标；

通过数据处理软件对记录的气动传感器的数据进行最小二乘拟合以获得每个截面的圆度误差；对CCD处理器获得的光点坐标进行最小二乘拟合以获得内孔直线度误差。

9.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述通过定位机构实现待测工件的自动定心包括如下步骤：

其中，所述定位机构包括：工作台、定位座和滑动座；

将所述行走机构设置于所述工作台的第一端，将所述滑动座设置于所述工作台的第二端，将所述定位座设置于所述工作台的中间段，在所述定位座上设置有弹性压紧机构，所述弹性压紧机构设置有一个旋转轮，在所述定位座上并排设置有两个定位轮，在所述两个定位轮与一个旋转轮之间形成用于固定待测工件的定位空间，在所述滑动座上设置有两个定位轮，两个所述定位轮形成用于固定待测工件的支撑空间，而且，弹性压紧机构能带动旋转轮以对待测工件进行压紧动作，同时，旋转轮也能驱动待测工件进行旋转。

10.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于，

所述通过行走机构驱动自动定心测头在细长孔内进行移动，同时控制待测工件进行旋转包括如下步骤：

其中，在所述气动定心测头沿其轴向间隔设置有若干组通孔，每组通孔包括三个通孔，三个通孔分布于所述气动定心测头同一径向截面对应圆周的120度位置，从而在气动定心测头的外围形成气态圆柱体，以保持自动定心测头在细长孔内沿轴线进行行走。