圆形壳体的壁厚测量装置与测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种圆形壳体的壁厚测量装置，包括基座；位于基座上的用于承载被测壳体的旋转台，该旋转台被设置成可绕其中轴线旋转；位于基座上的立柱，该立柱被设置成在一第一安装位置可转动地连接到基座；角度调整机构，被设置用于调节立柱相对于基座的角度，该角度调整机构的一端连接在立柱上，另一端在一第二安装位置连接到基座；立柱上还设置有可沿着立柱纵长方向移动的第一测量臂和第二测量臂，第一测量臂与第二测量臂等长并且设置两个测距模块，采用间接测量法测量壁厚。本发明专利技术的壁厚测量装置可以使圆形壳体的壁厚检测自动化，具有更高的测量准确度和测量效率，且可以有效减少测量盲区。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量设备
，具体而言涉及一种外形为圆柱形或圆锥形壳体的壁厚测量装置与测量方法。
技术介绍
在航天、机械等制造领域，圆形壳体的加工制造较为广泛，涉及铸造、钣金和精加工等工艺流程。为使壳体具有较强的刚度、较轻的重量及良好的可加工性，需要测量壳体的壁厚值，将其控制在一定的公差范围内。目前，操作人员主要使用超声波测厚仪逐点测量壳体壁厚值。在测量过程中，需要不断蘸涂耦合剂，测量效率低下，而且不同人员测量结果差异较大；同时由于人工测量点数较为有限，难以覆盖壳体的全部表面，容易存在检测盲区。
技术实现思路
针对现有技术中超声波测厚仪测量壳体壁厚值效率低下、存在检测盲区的问题，本专利技术旨在提出一种壁厚测量装置与方法，采用非接触式扫描法实现壳体壁厚的自动化快速测量。本专利技术的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。为达成上述目的，本专利技术提出一种圆形壳体的壁厚测量装置，包括：基座；位于基座上的用于承载被测壳体的旋转台，该旋转台被设置成可绕其中轴线旋转；位于基座上的立柱，该立柱被设置成在一第一安装位置可转动地连接到所述基座；角度调整机构，被设置用于调节立柱相对于基座的角度，该角度调整机构的一端连接在所述立柱上，另一端在一第二安装位置连接到所述基座；其中，所述立柱上还设置有可沿着立柱纵长方向移动的第一测量臂和第二测量臂，第一测量臂与第二测量臂等长，并且在第一测量臂临近基座的一端设置第一测距模块，在第二测量臂临近基座的一端设置第二测距模块。进一步的实施例中，所述角度调整机构包括铰接到立柱的第一螺杆、铰接到基座的第二螺杆、套装在第一螺杆、第二螺杆上的螺套以及操作手柄，该操作手柄被设置成供操作驱动第一螺杆和/或第二螺杆的运动以调整立柱的倾斜角度。进一步的实施例中，所述角度调整机构包括铰接到立柱的第一连杆、铰接到基座的第二连杆、驱动第一连杆和/或第一连杆的电机以及用于控制电机运行的控制开关，所述电机被设置成受控制开关的操作控制驱动第一连杆和/或第一连杆运动以调整立柱的倾斜角度。进一步的实施例中，所述回转台包括圆盘形本体以及在圆盘形本体径向上设置的多个支撑架，所述支撑架的外端延伸超出圆盘形本体的外周边缘。根据本专利技术的改进，还提出一种基于前述测量装置的圆形壳体壁厚测量方法，包括以下步骤：步骤1、在被测壳体放置在回转台上之后，根据被测壳体的类型控制角度调整机构来调整立柱相对基座的角度；步骤2、使所述第一测量臂和第二测量臂中的一者伸入到被测壳体的内部，另一者位于被测壳体的外部相对的位置；步骤3、控制所述回转台旋转，所述第一测距模块与第二测距模块分别测量其到被测壳体表面的距离，并将测量数据传输至一处理终端；步骤4、处理终端基于第一测距模块与第二测距模块的距离以及第一测距模块与第二测距模块传输的距离数据进行做差处理，得到被测壳体的一横截面的壁厚。由以上技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术的壳体壁厚测量方法与装置，基于测距传感器例如激光测距模块、超声测距模块，使用伺服控制技术，采用非接触扫描法实现壳体壁厚值的高精度快速自动化测量。在壳体内外，两个安装于壳体法线方向上的传感器同时测量出自身到壳体表面的距离，与两传感器距离之差即为该点处壳体的壁厚值；还可分别控制实现测距传感器在壳体母线方向上的直线运动和壳体沿自身中轴的回转运动，即可实现对壳体壁厚值的自动化测量以及全面评价。应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的专利技术主题的一部分。结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。附图说明附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中：图1是根据本专利技术某些实施例的圆形壳体壁厚测量原理示意图。图2是根据本专利技术某些实施例的圆形壳体壁厚测量装置的示意图。图3是根据本专利技术某些实施例的角度调整机构的结构示意图。图4是根据本专利技术某些实施例的回转台的结构示意图。图5是根据本专利技术某些实施例的圆形壳体壁厚测量装置测量圆柱形壳体时的示意图。图6是根据本专利技术某些实施例的圆形壳体壁厚测量装置测量圆锥形壳体时的示意图。具体实施方式为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。在本公开中参照附图来描述本专利技术的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本专利技术的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本专利技术所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本专利技术公开的一些方面可以单独使用，或者与本专利技术公开的其他方面的任何适当组合来使用。结合图1所示，根据本专利技术的实施例，一种采用间接测量法的圆形壳体的壁厚测量装置，使用两个传感器例如激光测距模块、超声测距模块同时测量传感器自身到圆形壳体的内外表面的距离，并基于下述公式(1)计算得出壳体壁厚值。图1中，标号A为第一个传感器，标号B为第二个传感器，标号C为被测圆形壳体。h＝l-l1-l2(1)式中，h-壳体壁厚值；l-两传感器之间的距离；l1、l2-两个传感器到壳体内外表面的距离。在使用激光测距模块作为传感器时，基于激光三角法测距原理，为非接触式测量，测量精度可达到微米级，容易实现自动快速精密测量。前述公式中，两传感器之间的距离l可以通过事先标定的方式确定，可以认为是一个已知的量，因此我们在测量时仅需要测得两个传感器与壳体内外表面的距离即可。结合图2、图3和图4的测量装置的示例，壁厚测量装置具有一基座1、旋转台2、立柱3、角度调整机构4。旋转台2位于基座上，用于承载被测壳体100，该旋转台2被设置成可绕其中轴线旋转。立柱3安装在基座上的，该立柱3被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆形壳体的壁厚测量装置，其特征在于，该壁厚测量装置包括：基座；位于基座上的用于承载被测壳体的旋转台，该旋转台被设置成可绕其中轴线旋转；位于基座上的立柱，该立柱被设置成在一第一安装位置可转动地连接到所述基座；角度调整机构，被设置用于调节立柱相对于基座的角度，该角度调整机构的一端连接在所述立柱上，另一端在一第二安装位置连接到所述基座；其中，所述立柱上还设置有可沿立柱纵长方向移动的第一测量臂和第二测量臂，第一测量臂与第二测量臂等长，并且在第一测量臂临近基座的一端设置第一测距模块，在第二测量臂临近基座的一端设置第二测距模块。

【技术特征摘要】
1.一种圆形壳体的壁厚测量装置，其特征在于，该壁厚测量装置包括：
基座；
位于基座上的用于承载被测壳体的旋转台，该旋转台被设置成可绕其中轴
线旋转；
位于基座上的立柱，该立柱被设置成在一第一安装位置可转动地连接到所
述基座；
角度调整机构，被设置用于调节立柱相对于基座的角度，该角度调整机构
的一端连接在所述立柱上，另一端在一第二安装位置连接到所述基座；
其中，所述立柱上还设置有可沿立柱纵长方向移动的第一测量臂和第二测
量臂，第一测量臂与第二测量臂等长，并且在第一测量臂临近基座的一端设置
第一测距模块，在第二测量臂临近基座的一端设置第二测距模块。
2.根据权利要求1所述的圆形壳体的壁厚测量装置，其特征在于，所述立
柱上设置有沿着纵长方向的竖直导轨，第一测量臂与第二测量臂可沿该竖直导
轨在竖直方向移动。
3.根据权利要求1所述的圆形壳体的壁厚测量装置，其特征在于，所述第
一测量臂与第二测量臂之间通过梁连接固定。
4.根据权利要求1所述的圆形壳体的壁厚测量装置，其特征在于，所述第
一测距模块、第二测距模块均采用激光测距模块、超声测距模块中的一种。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的圆形壳体的壁厚测量装置，其特征
在于，所述立柱被设置成通过铰链连接到所述基座上，该铰链位于所述第一安
装位置。
6.根据权利要求1所述的圆形壳体的壁厚测量装置，其特征在于，所述角
度调整机构包括铰接到立柱的第一螺杆、铰接到基座的第二螺杆、套装在第一
螺杆、第二螺杆上的螺套以及操作手柄，该操作手柄被设置成供操作驱动第一
螺杆和/或第二螺杆的运动以调整立柱的倾斜角度。
7.根据权利要求1所述的圆形壳体的壁厚测量装置，其特征在于，所述角
度调整机构包括铰接到立柱的第一连杆、铰接到基座的第二连杆、驱动第一连
杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪建国，唐松，何光武，张春富，何光文，
申请(专利权)人：南京晨光集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32