本发明专利技术涉及一种曲面轮廓测量装置及测量方法，涉及机械测量装置领域，曲面轮廓测量装置包括测量座、主尺和副尺，测量座与主尺沿水平方向滑动连接，主尺与副尺沿竖直方向滑动连接，副尺底端具有测量尖端，测量座底面具有底部基准面，测量座或主尺上具有沿水平方向设置的横向刻度，测量座、主尺或副尺上具有沿竖直方向设置的纵向刻度。测量方法采用所述的曲面轮廓测量装置实现。本发明专利技术的有益效果是：测量装置结构简单、体积小巧，应用该测量装置的测量方法简单便利，可实现狭小空间内轮盘曲面轮廓的测量，解决了机械三坐标测量和光学扫描等手段无法完成对航空发动机或航改燃气轮机盘鼓转子等狭小空间内轮盘曲面轮廓测量的难题。鼓转子等狭小空间内轮盘曲面轮廓测量的难题。鼓转子等狭小空间内轮盘曲面轮廓测量的难题。
【技术实现步骤摘要】
一种曲面轮廓测量装置及测量方法
[0001]本专利技术涉及机械测量装置领域，具体涉及一种曲面轮廓测量装置及测量方法。
技术介绍
[0002]在航空发动机、航改燃气轮机中，轮盘是整个结构系统的重要组成部分，承担着安装叶片、传递扭矩等重要作用。综合考虑强度与经济性需求，轮盘截面轮廓形状多为复杂曲面，因而轮盘截面等复杂曲面轮廓的测量也成为航空发动机、航改燃气轮机逆向设计的重要工作之一。
[0003]当前逆向设计测量手段主要有机械三坐标测量、光学扫描测量等，其中曲面轮廓测量又以光学扫描测量应用最为广泛。以简单的激光扫描为例，其本质是利用激光测距原理，把激光先投射到被测物体表面，继而反射回扫描仪内的传感器中，扫描仪据此计算其与物体的距离，确定物体在空间中的位置，得到三维点云数据，从而获得曲面轮廓形状，因而要求扫描仪与被测表面之间要保持一定距离，且只能扫描测量能被激光照射到的表面。而航空发动机、航改燃气轮机等轮盘，特别是压气机轮盘，由于结构和空间限制，多采用盘鼓混合式结构，加工完成后无法再次分解，盘与盘之间空间狭小，三坐标测量及光学扫描均难以对轮盘内腔曲面轮廓进行测量。
[0004]为此，有必要设计一种小型的曲面轮廓测量装置，以解决现有手段无法测量狭小空间轮盘曲面轮廓的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是如何测量曲面轮廓，尤其是狭小空间处的轮盘曲面轮廓。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种曲面轮廓测量装置，曲面轮廓测量装置包括测量座、主尺和副尺，所述测量座与所述主尺沿水平方向滑动连接，所述主尺与所述副尺沿竖直方向滑动连接，所述副尺底端具有测量尖端，所述测量座底面具有底部基准面，
[0007]所述测量座或所述主尺上具有沿水平方向设置的横向刻度，所述测量座、所述主尺或所述副尺上具有沿竖直方向设置的纵向刻度。
[0008]本专利技术的有益效果是：底部基准面用于定位测量座，通过主尺和副尺相对于测量座的移动，将测量尖端与待测轮盘曲面接触，得到主尺对应的横向刻度的刻度值x
i
以及副尺对应的纵向刻度的刻度值y
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，从而可以得知待测轮盘曲面上各个测量点的坐标值，利用各个测量点的坐标值，可绘制曲面轮廓，实现曲面轮廓测量。这种测量装置结构简单、体积小巧，应用该测量装置的测量方法简单便利，可实现狭小空间内轮盘曲面轮廓的测量，解决了机械三坐标测量和光学扫描等手段无法完成对航空发动机或航改燃气轮机盘鼓转子等狭小空间内轮盘曲面轮廓测量的难题。
[0009]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0010]进一步，曲面轮廓测量装置还包括至少一个导向定位组件，所述主尺上固定有至少一个沿竖直方向设置的纵向导轨，所述副尺的一端与所述主尺沿竖直方向滑动连接，且一端的底端具有所述测量尖端，所述副尺的另一端与所述导向定位组件沿水平方向滑动连接，且所述导向定位组件与所述纵向导轨沿竖直方向滑动连接。
[0011]采用上述进一步方案的有益效果是：副尺同时相对于纵向导轨和主尺竖直滑动，其滑动结构稳定，不易滑动。当副尺一端处的测量尖端伸入到狭小空间内后，操作人员可以通过副尺的另一端操作其移动，操作方便。
[0012]进一步，每个所述导向定位组件包括导向块和第一锁紧螺钉，所述副尺的另一端与所述导向块沿水平方向滑动连接，且所述导向块与所述纵向导轨沿竖直方向滑动连接，所述第一锁紧螺钉与所述导向块螺纹连接，并与所述纵向导轨抵紧或松开。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是：副尺通过导向块滑动安装在纵向导轨上，导向块沿纵向导轨竖直滑动到位后，可拧紧第一锁紧螺钉，固定导向块和纵向导轨的相对位置，便于读取刻度值。
[0014]进一步，所述导向块的底面或顶面具有导向块基准面，所述纵向导轨具有所述纵向刻度。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是：通过读取导向块基准面对应的纵向刻度的刻度值，获取副尺对应的纵向刻度的刻度值。
[0016]进一步，所述测量尖端与所述底部基准面平齐时，所述导向块基准面与所述纵向刻度的0刻度对齐，所述纵向刻度的刻度值从0刻度分别向上和向下逐渐增大。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果是：测量尖端与底部基准面平齐时，导向块基准面位于纵向刻度的0刻度处，也就是说测量尖端在初始位置时纵向的刻度值为0，便于各测量点坐标值的计算。
[0018]进一步，所述导向块具有水平的横向导向槽以及竖直的纵向导向槽，所述副尺的另一端与所述横向导向槽滑动连接，所述纵向导轨与所述纵向导向槽滑动连接，所述纵向导向槽为燕尾槽或截面形状是T字形的槽，所述横向导向槽为燕尾槽或截面形状是T字形或矩形的槽。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是：横向导向槽和纵向导向槽为燕尾槽或T形槽时，其结构既可以实现滑动连接，又可以避免副尺和纵向导轨从槽内脱出，连接结构稳定可靠。横向导向槽为矩形槽时，其可对副尺的另一端导向，又可以避免影响副尺的灵活度，便于副尺装配。
[0020]进一步，所述主尺的一端具有竖直的纵向主尺导向槽，所述副尺的一端与所述纵向主尺导向槽滑动连接，所述纵向主尺导向槽为燕尾槽或截面形状是T字形的槽。
[0021]采用上述进一步方案的有益效果是：纵向主尺导向槽的结构既可以实现滑动连接，又可以避免副尺从槽内脱出，连接结构稳定可靠。
[0022]进一步，曲面轮廓测量装置还包括第二锁紧螺钉，所述第二锁紧螺钉与所述测量座螺纹连接，并与所述主尺抵紧或松开。
[0023]采用上述进一步方案的有益效果是：拧紧第二锁紧螺钉时可固定主尺与测量座的相对位置，便于读取主尺对应的横向刻度的刻度值。
[0024]进一步，所述测量座具有水平的横向测量座导向槽，所述主尺的另一端与所述横
向测量座导向槽滑动连接，所述横向测量座导向槽为燕尾槽或截面形状是T字形的槽。
[0025]采用上述进一步方案的有益效果是：横向测量座导向槽的结构既可以实现滑动连接，又可以避免主尺从槽内脱出，连接结构稳定可靠。
[0026]本专利技术还提供一种曲面轮廓测量方法，采用所述的曲面轮廓测量装置实现，包括以下步骤：
[0027]步骤一，设定测量初始基准点；将底部基准面贴紧待测轮盘曲面附近的水平平面上，调整测量座位置，使其沿测量方向设置，保持测量座不动，调整主尺和副尺位置至测量尖端位于待测轮盘曲面的起始位置，记录主尺对应的横向刻度的刻度值x0以及副尺对应的纵向刻度的刻度值y0；
[0028]步骤二，测量曲面轮廓；保持测量座位置不动，横向移动主尺并竖向移动副尺至测量尖端位于待测轮盘曲面上的其中一个测量点，记录主尺对应的横向刻度的刻度值x
i
以及副尺对应的纵向刻度的刻度值y
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；重复上述测量步骤，直至完成待测轮盘曲面上所有测量点的测量；
[0029]步骤三，计算并绘制曲面轮廓；计算每个测量点的坐标值(x
′
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种曲面轮廓测量装置，其特征在于，曲面轮廓测量装置(1)包括测量座(11)、主尺(12)和副尺(13)，所述测量座(11)与所述主尺(12)沿水平方向滑动连接，所述主尺(12)与所述副尺(13)沿竖直方向滑动连接，所述副尺(13)底端具有测量尖端(131)，所述测量座(11)底面具有底部基准面(116)，所述测量座(11)或所述主尺(12)上具有沿水平方向设置的横向刻度(113)，所述测量座(11)、所述主尺(12)或所述副尺(13)上具有沿竖直方向设置的纵向刻度(115)。2.根据权利要求1所述的一种曲面轮廓测量装置，其特征在于，曲面轮廓测量装置(1)还包括至少一个导向定位组件，所述主尺(12)上固定有至少一个沿竖直方向设置的纵向导轨(112)，所述副尺(13)的一端与所述主尺(12)沿竖直方向滑动连接，且一端的底端具有所述测量尖端(131)，所述副尺(13)的另一端与所述导向定位组件沿水平方向滑动连接，且所述导向定位组件与所述纵向导轨(112)沿竖直方向滑动连接。3.根据权利要求2所述的一种曲面轮廓测量装置，其特征在于，每个所述导向定位组件包括导向块(14)和第一锁紧螺钉(15)，所述副尺(13)的另一端与所述导向块(14)沿水平方向滑动连接，且所述导向块(14)与所述纵向导轨(112)沿竖直方向滑动连接，所述第一锁紧螺钉(15)与所述导向块(14)螺纹连接，并与所述纵向导轨(112)抵紧或松开。4.根据权利要求3所述的一种曲面轮廓测量装置，其特征在于，所述导向块(14)的底面或顶面具有导向块基准面(141)，所述纵向导轨(112)具有所述纵向刻度(115)。5.根据权利要求4所述的一种曲面轮廓测量装置，其特征在于，所述测量尖端(131)与所述底部基准面(116)平齐时，所述导向块基准面(141)与所述纵向刻度(115)的0刻度对齐，所述纵向刻度(115)的刻度值从0刻度分别向上和向下逐渐增大。6.根据权利要求3所述的一种曲面轮廓测量装置，其特征在于，所述导向块(14)具有水平的横向导向槽(142)以及竖直的纵向导向槽(143)，所述副尺(13)的另一端与所述横向导向槽(142)滑动连接，所述纵向导轨(112)与所述纵向导向槽(143)滑动连接，所述纵向导向槽(143)为燕尾槽或截面形状是T字形的槽，所述横向导向...
【专利技术属性】
技术研发人员：张盟，徐保平，黄兆亮，张强，赵洪亮，王世龙，
申请(专利权)人：国家管网集团北方管道有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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