[实用新型]一种蜗轮蜗杆减速机传动轴座孔轴线的空间垂直度检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电三维测量技术，属于异面直线垂直度测量技术领域；具体的说是一种新型、高效的蜗轮蜗杆减速机传动轴座孔轴线的空间垂直度检测装置。

背景技术

减速机是利用齿轮来实现电机速度转换的转换器，应用可以说十分广泛，从汽车、船舶、建筑机具及工业生产设备，小到我们家电等各种机械的传动系统中，经过了几十年的发展，由最原始的摆线针轮减速机，发展至今的多种类型，随着国民经济的发展，近几年的减速机市场更是需求大增，对减速机的质量及技术方向也提出了更高的要求。而蜗轮蜗杆减速机外壳轴孔异面垂直度直接影响传动轴安转精度、轴承间隙、齿轮间隙及减速机的质量和使用寿命。蜗轮蜗杆减速机外壳轴承孔异面轴线垂直度测量可以提高减速机质量改善加工工艺，目前，异面直线角度检测仍处在发展阶段，有三坐标机测量法，激光干涉法，机器视觉测量法等，而前两者不适用于工业现场且成本昂贵，为此利用机器视觉精确测量异面直线角度成为一大热点。

目前，天津大学对异面直线的角度测量做了比较多的研究，分析了大尺寸空间角度检测系统的测量原理,沿被测元素公垂线方向应用线结构光的平面传播特性在几米至十余米的距离内建立角度公共基准。提出了光学基准信息的提取方法。其次,设计了待测元素的图像处理算法,采用两个视觉系统分别对标杆轴线与基准光线的夹角进行计算。然后,为保证系统的抗干扰能力和测量精度,研究了图像分割的在线阈值自适应选择方法,设计了具有较强抗干扰能力的边缘提取算法和目标选择判据。最后,对系统测量精度进行了实验分析。在物距为300mm、两测量工位的光照分别为182lux和150lux的条件下,空间异面夹角测量重复性精度为±0.0115°。算法满足系统在线测量的精度要求，而此种测量方式不适应于蜗轮蜗杆减速机外壳无标杆的测量。中国空空导弹研究院的叶剑波为确定汽车转向器蜗轮蜗杆安装前壳体内部精确尺寸，利用多目视觉三维重构的方法，得出异面直线的空间坐标，继而实现壳体空间异面直线中心距的测量。而多目视觉的方法存在着算法复杂的问题。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型针对目前国内外现状，提供一种比较精准可靠，结构相对简单，且对检测物无损伤或者损伤较小，计算复杂性较低的一种蜗轮蜗杆减速机传动轴座孔轴线的空间垂直度检测装置。

本实用新型使用了蜗轮蜗杆减速机外壳，本实用新型包括输入轴线内三爪定位机构、输出轴线内三爪定位机构、激光接收器（CCD传感器、透镜）、输入轴线轴确定件、输出轴线轴确定件、激光器、多自由度微调机构、180°分光棱镜（180°分光棱镜镜罩、180°分光棱镜镜座）、十字分划板、调整装置。

所述蜗轮蜗杆减速机外壳为被测装置，两个输出轴线内三爪定位机构对内用于固定输出轴线轴确定件、对外用于确定减速机外壳基准轴孔的圆心，两个输入轴线内三爪定位机构对内用于固定输入轴线轴确定件、对外用于确定减速机外壳垂直轴孔的圆心，两个十字分划板分别固定于输出轴线轴确定件两端，十字分划板中心用于表述此端所在减速机外壳轴孔的圆心，两个激光接收器分别固定在输入轴线确定件的两端，此两个个激光接收器的CCD传感器中心分别表示其所在轴孔的圆心，激光器通过其自带固定装置固定于多自由度微调机构上，多自由度微调机构可提供旋转角度、俯仰角及X、Y、Z等五个方向的可调量，可实现激光器出射的激光通过输入轴线轴确定件的十字分划板及激光接收器的中心，所述180°分光棱镜为自行设计，利用多个直角三角棱镜达到所需光路的特殊棱镜，其180°分光棱镜镜罩及180°分光棱镜底座均参照光路及分光棱镜设计，三个180°分光棱镜通过180°分光棱镜底座的螺栓连接安装在输入轴线轴确定件相应位置，调整装置用于调整基准轴使之与外壳上表面轴孔表面平行。

本实用新型中多自由度微调机构提供高精度的X、Y、Z轴及角度和俯仰角的调整。激光接收器用于采集激光光斑位置，调整装置用于调整基准轴使之与外壳上表面轴孔表面平行，通过调整装置调整好输入轴线轴确定件，利用激光器出射的激光及180°分光棱镜反射的激光，最终在输出轴线轴确定件的激光接收器上获取激光光斑的位置，通过VC软件对比其所在CCD传感器的中心位置，从而确定垂直度。

本实用新型利用VC软件接收处理CCD传感器通过数据采集卡上传的数据，激光反射的方法确定输入轴线轴确定件中心线及输出轴线轴确定件的中心线和实际轴线，并通过上位机VC数据处理计算出输出轴线轴确定件中心线与实际轴线的夹角，从而判断蜗轮蜗杆减速机传动轴座孔轴线的空间垂直度，本装置操作简便，相对CCD多目视觉法简单，效率高。

附图说明