[发明专利]一种圆筒形缸体内壁激光熔覆几何智能检测装置及方法

权利要求书

1.一种圆筒形缸体内壁激光熔覆几何智能检测装置，其特征在于，包括本体（1-3）及固定设置在本体（1-3）上的驱动装置（1），所述驱动装置（1）通过自适应伞托机构（2）连接有用于检测的检测机构（3）；

所述检测机构（3）包括至少三组检测装置，所述检测装置包括安装座（3-1），所述安装座（3-1）上设置有球型探头（3-2）和距离传感器；

所述安装座（3-1）均与同一连接装置滑动相连，所述安装座（3-1）沿连接装置的周向均布，且位于同一高度，所述距离传感器设置在安装座（3-1）朝向连接装置的一端上，所述球型探头（3-2）设置在安装座（3-1）远离连接座的一端上；

所述自适应伞托机构（2）包括动平台（2-1）和自适应对中连接装置，自适应对中连接装置数量包括与检测装置数量相同的连接臂，所述安装座（3-1）分别通过连接臂与动平台（2-1）相连；

所述驱动装置（1）上连接有输出轴，输出轴通过升降装置与所述动平台（2-1）相连；

当动平台（2-1）移动，通过自适应对中连接装置带动安装座（3-1）沿缸体径向移动。

2.如权利要求1所述一种圆筒形缸体内壁激光熔覆几何智能检测装置，其特征在于，所述连接装置包括平衡台（3-4）和连接杆，所述连接杆沿平衡台（3-4）周向均布，且连接杆的数量与安装座（3-1）的数量相同；

所述安装座（3-1）上均设置有一滑块，所述连接杆的一端与平衡台（3-4）的周面固定相连，另一端与安装座（3-1）内的滑块组成一副移动副。

3.如权利要求2所述一种圆筒形缸体内壁激光熔覆几何智能检测装置，其特征在于，所述连接臂包括连杆（2-2）和摇杆（2-3），所述连杆（2-2）的一端穿过顶盖（1-8）后与动平台（2-1）铰接，另一端与摇杆（2-3）的中部铰接，所述摇杆（2-3）的一端均与顶盖（1-8）铰接，另一端分别与安装座（3-1）铰接，所述顶盖（1-8）与本体（1-3）固定相连。

4.如权利要求3所述一种圆筒形缸体内壁激光熔覆几何智能检测装置，其特征在于，所述顶盖（1-8）上设置有数目与连杆（2-2）数量相同的穿过孔，穿过孔设置的位置与连杆（2-2）与动平台（2-1）铰接的位置相对应；

当球型探头（3-2）与缸体内壁接触时，连杆（2-2）在穿过孔内的位移小于连杆（2-2）在穿过孔内的最大位移。

5.如权利要求4所述一种圆筒形缸体内壁激光熔覆几何智能检测装置，其特征在于，所述穿过孔与连杆（2-2）的运动轨迹相匹配。

6.如权利要求3所述一种圆筒形缸体内壁激光熔覆几何智能检测装置，其特征在于，所述升降装置包括竖直设置的丝杠（1-7）和套接在丝杠（1-7）上与丝杠（1-7）相连的丝杠螺母（1-6），所述动平台（2-1）中心部位设置有通孔，通孔直径大于丝杠（1-7）的外径，所述动平台（2-1）套接在丝杠（1-7）上，且与丝杠螺母（1-6）固定相连；

丝杠（1-7）的一端通过柔性联轴器（1-5）与驱动装置（1）相连，另一端穿过动平台（2-1）的通孔后与顶盖（1-8）中心处通过深沟球轴承（1-9）轴向固定相连；

所述驱动装置（1）通过中间固定板（1-4）与本体（1-3）固定相连；

所述检测装置设置为三组。

7.如权利要求6所述一种圆筒形缸体内壁激光熔覆几何智能检测装置，其特征在于，所述驱动装置（1）为驱动电机（1-2）。

8.如权利要求7所述一种圆筒形缸体内壁激光熔覆几何智能检测装置，其特征在于，所述本体（1-3）为中空圆柱状本体（1-3），本体（1-3）的底部固定连接有底板（1-1），所述顶盖（1-8）盖合在本体（1-3）的顶部，所述驱动电机（1-2）、丝杠（1-7）及中间固定板（1-4）均位于本体（1-3）内。

9.如权利要求8所述一种圆筒形缸体内壁激光熔覆几何智能检测装置，其特征在于，所述距离传感器为超声波测距传感器（3-3）。

10.一种圆筒形缸体内壁激光熔覆几何智能检测方法，其特征在于，采用如权利要求6所述一种圆筒形缸体内壁激光熔覆几何智能检测装置进行检测，具体方法包括以下步骤：

步骤1，将一种圆筒形缸体内壁激光熔覆几何智能检测装置放入待测量的缸体内；

步骤2，启动驱动装置（1），驱动装置（1）的输出轴带动丝杠（1-7）旋转，从而带动丝杠螺母（1-6）向下移动；

步骤3，丝杠螺母（1-6）的移动带动自适应伞托机构（2）的动平台（2-1）向下运动，从而三组连杆（2-2）拉动三组摇杆（2-3）均向外侧摆动；

步骤4，摇杆（2-3）的摆动驱动检测机构（3）的安装座（3-1）分别在连接杆上向远离平衡台（3-4）的方向滑动；

步骤5，当其中一个检测机构（3）上的球型探头（3-2）与待测量缸体内表面接触时，自动驱动自适应伞托机构（2）与待测量缸体进行对中；

步骤6，待检测机构（3）的三个球型探头（3-2）均与待测量缸体内表面接触时产生预压，通过连接臂和升降装置将驱动力传递给驱动装置（1），当预压力大于驱动装置（1）在扭矩驱动模式下的设定扭矩时驱动装置（1）停止转动；

步骤7，三组距离传感器测出三组直径值，计算出待测缸体内壁的直径D和圆柱度方差D’,即：

D=（D1+D2+D3）/3

D’=[(D1-D)²+(D2-D)²+(D2-D)²]^1/2

其中：D1,D2,D3为三组距离传感器的测试值；

步骤8，驱动装置（1）反向转动，带动丝杠螺母（1-6）旋转至丝杠（1-7）的最上端后停止，自适应伞托机构（2）收缩后即完成一次测量。