[发明专利]一种深管类零件用的管径测量装置及测量方法

说明书

一种深管类零件用的管径测量装置及测量方法，通过气浮主芯轴轴身设置的多个气体喷头同时向炮管的内表面喷气，从而使气浮主芯轴能够浮在炮管内，使得本测量装置在进行炮管的内径和直线度检测时，不会与炮管的内表面接触，从而使本测量装置在检测过程中不会对炮管的内表面造成损伤；而通过采用气动测量式的内径测量机构，能够对炮管对接处的内径进行连续且准确的测量，且通过PSD传感器能够使本测量装置同时实现对炮管的直线度检测，从而提高本测量装置对炮管的检测能力。

技术领域

本发明涉及管径检测技术领域，尤其是涉及一种深管类零件用的管径测量装置及测量方法。

背景技术

公知的，轻气炮是接用压缩状态下的轻质气体（氢气或氦气）为发射工质，驱动试验弹丸在炮管内加速，最终使弹丸在炮口处获得所需高速的实验用炮；

然而，由于炮管的长径比一般都较大，在安装及使用过程中炮管不可避免的会出现弯曲的情况，从而影响弹丸从炮口发射出去时的角度，最终影响轻气炮整体的射击精度，故而需要在炮管在生产完成后进行直线度的检测；另外，轻气炮的装配过程中，多段炮管需要进行对接安装，因此对于炮管对接面的对接精度要求也十分严苛；

传统的直线度和对接精度的检测方法大多是利用爬行机器人进行检测，虽然爬行机器人能够完成基本的检测，但是一方面，由于爬行机器人是通过沿炮管内表面爬行来实现直线度检测的，且该机器人上的爬行机构，是利用机械摩擦作用实现机器人的运动和定位，因此爬行机器人在炮管内移动时会对炮管的内径造成损伤，影响炮管的内表面质量，从而对弹丸在炮管内的加速过程造成影响，最终影响弹丸发射的威力及精度；另一方面，爬行机器人对炮管的对接精度检测是通过在机器人行走过程中，利用可伸缩的测量探针或者激光扫描，来对炮管的对接面精度进行检测，不过测量探针也会对炮管的内表面造成划伤，而激光扫描的成本又较高，并且，若检测出炮管的直线度或内径不符合标准的话，再加上炮管内表面受到了损伤，则该炮管将会需要重新加工修正直至被废弃，从而造成了试验的成本增大，同时也严重影响了轻气炮的生产效率；

因此，综上所述，目前市场上需要一种检测成本低，检测精度高，且不会对炮管造成损伤的测量装置。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种深管类零件用的管径测量装置及测量方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种深管类零件用的管径测量装置及测量方法，包含气浮主芯轴、内径测量机构、PSD传感器、直线驱动机构和中央处理器；所述气浮主芯轴内设有气室，气浮主芯轴的轴身均匀环设多个出气口，且每个出气口处均设有一气体喷头，气体喷头的喷气端均对应朝向炮管的内表面；所述气浮主芯轴的头端面设有内径测量机构；

所述内径测量机构包含空心柱体，该空心柱体对应安装在气浮主芯轴的头端面中心，且空心柱体的空心腔和气浮主芯轴的气室之间设有气流通道；所述空心柱体的柱身环设有多个与空心腔对应连通的气动测头，且气动测头与空心腔连通处设有压力传感器；

所述气浮主芯轴的尾端面设有与气室对应连通的进气通道，以及PSD传感器，该传感器的光线接收端对应朝向炮管入口的中心位置；

所述气浮主芯轴的尾端面与直线驱动机构的驱动端对应连接，直线驱动机构能够带动气浮主芯轴沿炮管的轴线方向移动；

所述中央处理器与压力传感器和PSD传感器对应电连接。

使用本测量装置进行测量的方法为：

a.首先对内径测量机构进行校准：

①将气浮主芯轴放入与标准炮管的尺寸一致的校准管中；

②启动外部供气装置，让工作气体进入气浮主芯轴的气室内，之后一部分工作气体从气体喷头中喷出，在校准管的内表面形成气浮垫，使气浮主芯轴悬浮在校准管的中心；另一部分工作气体输入到内径测量机构中，再通过气动测头喷至校准管的内表面；

③压力传感器测出的压力值经过中央处理器计算后，得到的数值范围即为炮管的标准内径值区间，并由中央处理器进行记录；