【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及精密测量领域，尤其涉及一种便捷的轴外径数字化测量装置及方法，用于轴类零件直径的精密测量与自动记录。
技术介绍
1、轴类零件的直径是评估轴质量的重要几何量。比如在动车组轮轴压装过程中，车轴与轮毂孔之间是过盈配合，过盈量为车轴轮座直径的0.08%~0.15%，其过盈量对轮轴压装结果影响较大。火车轮对压装为冷压装，由于存在形状误差，可能导致压装质量不佳，因此车轴轮座和轮毂孔尺寸的准确度和最优选配是确保过盈量得当，减少产生局部应力，是保障轮对组装质量与行车安全的关键。随着我国铁路高速、重载技术快速发展和广泛应用，轮轴在运用过程中会出现一些问题，对轮轴配合也提出了更高的要求，而高精度、数字化的轮轴外径测量仪是实现轮轴理想配合的重要保证。
2、按照我国铁道标准规定的过盈量取值范围进行优化配对压装，可以提高轮轴压装的合格率，因此压装前需要对车轴的外径和轮毂孔的内径进行精密测量，以实现车轴和轮毂最优配对，提高轮轴压装的合格率和质量。动车组轮对车轴直径在检修现场用外径千分尺进行测量，虽然设备简单，但是需要熟练的技巧操作外径千分尺找到车轴的直径，靠人工读取和记录车轴的外径尺寸，效率不高且随机误差大。采用v型块的三点法测量轴外径的方法是一种间接测量方法，仅仅适用于标准圆直径的测量，测量精度不高，且对于失圆的轴测量结果误差大。采用光幕测量技术和ccd影像法的轴外径测量方法，测量系统复杂且对环境要求高，不适合动车组检修现场的车轴直径测量作业。
技术实现思路
1、本专利技术主要目的是
2、本专利技术所采用的技术方案是：
3、提供一种便捷的轴外径数字化测量装置，包括c型支撑框架，其c型开口两侧对称设置第一测距仪和第二测距仪，且两个测距仪的测量轨迹共线；
4、该c型支撑框架中空部分设置一截面定位机构，其包括两个滑动导杆、弹性件和轴截面限定块，两个滑动导杆穿设在该c型支撑框架的横梁上，且两个滑动导杆上均设有弹性件；该轴截面限定块底部设有v型槽；测试时，c型支撑框架沿两个滑动导杆移动并挤压弹性件，在弹力作用下轴截面限定块的v型槽的两个斜面压紧待测轴的圆柱面并相切，以确定待测轴截面，两个测距仪在移动过程中同步自动扫描测距；
5、该测量装置还包括电子测量模块，其与两个测距仪均连接；电子测量模块通过获取两个测距仪所测的多对距离值，并结合两个测距仪之间的间距计算待测轴截面的扫描弦长，筛选出其中的最大值作为待测轴的外径值。
6、接上述技术方案，第一测距仪和第二测距仪为采用相同类型的接触式或非接触式位移传感器。
7、接上述技术方案，该测量装置还包括阶梯标定块，其顶部设有与轴截面限定块的v型槽相配合的凸起结构，两侧设有校准刻度；校准时，该阶梯标定块固定在轴截面限定块下方，调整两个测距仪的位置，使其测量轨迹共线。
8、接上述技术方案，该阶梯标定块的两侧还设有至少两对对称阶梯面，每对阶梯面之间的距离为已知标准长度；在测距仪校准后，通过其中两对对称阶梯面的距离及测距仪的测量值计算两个测距仪之间的间距。
9、接上述技术方案，c型支撑框架的横梁上对称设有两个通孔，且通孔处均同轴安装直线轴承，滑动导杆分别固定在直线轴承中；两个滑动导杆的顶部安装一横向固定件，使整个截面定位机构形成一矩形框体结构。
10、接上述技术方案，截面定位机构和c型支撑框架沿厚度方向的中心横截面在同一平面上或者平行。
11、接上述技术方案，电子测量模块还包括无线数据传输接口，用于将测量数据发送给上位机。
12、本专利技术还提供一种便捷的轴外径数字化测量方法，其基于上述技术方案所述的便捷的轴外径数字化测量装置，包括以下步骤：
13、s1、调校第一测距仪、第二测距仪，使其测量轨迹共线；
14、s2、预先测量第一测距仪和第二测距仪之间的间距；
15、s3、c型支撑框架沿两个滑动导杆移动并挤压弹性件，在弹力作用下轴截面限定块的v型槽的两个斜面压紧待测轴的圆柱面并相切，以确定待测轴截面；
16、s4、两个测距仪在随c型支撑框架移动过程中跨过待侧轴，同步自动扫描测距；
17、s5、电子测量模块获取第一测距仪、第二测距仪的多对距离值，并结合两个测距仪之间的间距计算待测轴截面的扫描弦长，筛选出其中的最大值作为待测轴的外径值。
18、接上述技术方案，步骤s1具体为：通过设置一带有刻度的阶梯标定块校准两个测距仪的位置，使其测量轨迹共线。
19、接上述技术方案，步骤s2具体为：在该阶梯标定块上设有至少两对对称阶梯面，每对阶梯面之间的距离为已知标准长度；在测距仪校准后，通过其中两对对称阶梯面的距离及测距仪的测量值计算两个测距仪之间的间距，完成标定。
20、本专利技术产生的有益效果是：本专利技术通过在c型支撑框架的开口两侧对称设置测量轨迹共线的两个测距仪，通过底部设有v型槽的轴截面限定块卡设在待测轴的圆柱面上，通过c型支撑框架沿滑动导杆移动并挤压弹性件，在弹力作用下轴截面限定块的v型槽的两个斜面压紧待测轴的圆柱面并相切，以确定待测轴截面，两个测距仪在移动过程中同步扫描测距，结合两个测距仪之间的间距可计算待测轴截面的多个扫描弦长，其中最大值即为待测轴的外径值；本专利技术的测量装置结构和测量方法均很简单，且可以方便覆盖整个待测轴的轴截面的直径测量，通过自动寻找、计算和筛选即可得到精确的轴外径值；
21、进一步地，截面定位机构和c型支撑框架沿厚度方向的中心横截面在同一平面上或者平行，从而方便加工，保证直径测量的有效性且提高测量精度。
22、进一步地，采用直线轴承来约束滑动导杆，使得c型支撑框架只能沿滑动导杆的轴向移动，可以很好的保证轴外径测量装置的测量精度。
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1.一种便捷的轴外径数字化测量装置，其特征在于，包括C型支撑框架，其C型开口两侧对称设置第一测距仪和第二测距仪，且两个测距仪的测量轨迹共线；
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，第一测距仪和第二测距仪为采用相同类型的接触式或非接触式位移传感器。
3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，该测量装置还包括阶梯标定块，其顶部设有与轴截面限定块的V型槽相配合的凸起结构，两侧设有校准刻度；校准时，该阶梯标定块固定在轴截面限定块下方，调整两个测距仪的位置，使其测量轨迹共线。
4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，该阶梯标定块的两侧还设有至少两对对称阶梯面，每对阶梯面之间的距离为已知标准长度；在测距仪校准后，通过其中两对对称阶梯面的距离及测距仪的测量值计算两个测距仪之间的间距。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的测量装置，其特征在于，C型支撑框架的横梁上对称设有两个通孔，且通孔处均同轴安装直线轴承，滑动导杆分别固定在直线轴承中；两个滑动导杆的顶部安装一横向固定件，使整个截面定位机构形成一矩形框体结构。
6.根
7.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，电子测量模块还包括无线数据传输接口，用于将测量数据发送给上位机。
8.一种便捷的轴外径数字化测量方法，其特征在于，其基于权利要求1所述的便捷的轴外径数字化测量装置，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于，步骤S1具体为：通过设置一带有刻度的阶梯标定块校准两个测距仪的位置，使其测量轨迹共线。
10.根据权利要求9所述的测量方法，其特征在于，步骤S2具体为：在该阶梯标定块上设有至少两对对称阶梯面，每对阶梯面之间的距离为已知标准长度；在测距仪校准后，通过其中两对对称阶梯面的距离及测距仪的测量值计算两个测距仪之间的间距，完成标定。
...【技术特征摘要】
1.一种便捷的轴外径数字化测量装置，其特征在于，包括c型支撑框架，其c型开口两侧对称设置第一测距仪和第二测距仪，且两个测距仪的测量轨迹共线；
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，第一测距仪和第二测距仪为采用相同类型的接触式或非接触式位移传感器。
3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，该测量装置还包括阶梯标定块，其顶部设有与轴截面限定块的v型槽相配合的凸起结构，两侧设有校准刻度；校准时，该阶梯标定块固定在轴截面限定块下方，调整两个测距仪的位置，使其测量轨迹共线。
4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，该阶梯标定块的两侧还设有至少两对对称阶梯面，每对阶梯面之间的距离为已知标准长度；在测距仪校准后，通过其中两对对称阶梯面的距离及测距仪的测量值计算两个测距仪之间的间距。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的测量装置，其特征在于，c型支撑框架的横梁上对称设有两个通孔，且通孔处均同轴安装直线轴承，滑动导...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢瀚文，何光昊，干江红，蔡晓波，付翔，郑莎莎，黄鹏，胡思源，肖力元，张宏林，徐州，何博，
申请(专利权)人：武汉铁路职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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