[发明专利]基于非接触式仿形法舱体截面周长测量装置及测量方法

摘要

一种基于非接触式仿形法进行舱体截面周长测量装置以及测量方法，属于制造及精密测量技术领域。其包括待测件系统、基准坐标电机系统、随动摇杆系统、数据采集分析处理系统；随动摇杆系统包括位移传感器、摇杆臂、滚珠丝杠、滑块、随动伺服电机、配重；数据采集分析处理系统包括信号变送器、模数转换器、运动控制器、数模转换器。电机带动摇杆臂系统进行转动一周，位移传感器采用非接触式的方法记录下每一个待测点的坐标位置，并仿形出待测件的形状，对其进行周长计算。本发明可以实现更高的测量精度，并且不会对待测件产生任何划痕。

主权项

基于非接触式仿形法舱体截面周长测量装置，其特征在于：其包括运行装置和数据采集分析处理装置；所述的运行装置由待测件系统、基准坐标电机系统、随动摇杆系统组成；待测件系统中的待测件机架（9）起到稳固放置待测件（8）的作用，待测件机架（9）上部采用能够与待测件（8）配合的半圆形结构；基准坐标电机系统为随动摇杆系统提供动力支持，并且提供位置基准；基准电机（2）带动随动摇杆系统绕待测件周向转动，同时给随动摇杆系统提供已知的测量坐标系；机座（1）起到稳固基准电机（2）的作用，在机座（1）的中部位置设有加强肋板，机座（1）与待测件机架（9）的位置通过激光跟踪仪进行标定，使二者基准坐标相一致，以保证测量系统坐标的精度；所述的随动摇杆系统主要包括位移传感器（7）、摇杆臂（3）、滚珠丝杠（4）、滑块（6）、随动伺服电机（5）、配重（10）；所述的随动摇杆系统中的位移传感器（7）是此测量装置的直接检测元件，其安装在摇杆臂（3）的顶部，直接检测待测件（8）的位置，并且设定位移传感器（7）与待测件（8）保持恒定的距离，通过随动摇杆系统中摇杆臂（3）的转动，实现对待测件（8）圆周上每一点的坐标采集；所述随动摇杆系统的摇杆臂（3）是随动摇杆系统的支撑骨架，其呈“Z”形，与基准电机（2）的输出轴直接相连，基准电机（2）带动摇杆臂（3）转动，位移传感器（7）、滚珠丝杠（4）、随动伺服电机（5）、配重（10）均置于摇杆臂（3）上；在“Z”形的两端分别布置有位移传感器（7）和配重（10），在“Z”形中间布置有竖向的滚珠丝杠（4）和随动伺服电机（5）；随动伺服电机（5）驱动滚珠丝杠（4），使得滑块沿着滚珠丝杠在竖直方向移动，位移传感器（7）安装在滑块（6）上；所述随动摇杆系统的滚珠丝杠（4）是实现位移传感器（7）的随动功能元件，位移传感器（7）与待测件（8）之间保持恒定的距离，位移传感器（7）安装方向与摇杆臂（3）的法向速度方向相同；所述的随动伺服电机（5）是保证位移传感器（7）与待测件（8）保持恒定距离的动力元件；其安装在滚珠丝杠（4）的顶端，与滚珠丝杠（4）的方向保持一致；数据采集分析处理系统包括信号变送器（A2）、模数转换器（A3）、运动控制器（A4）、数模转换器（A5）；其中，位移传感器（7）与待测件（8）之间的距离固定，将位移传感器（7）检测到的信号传送至信号变送器（A2），经过放大、去噪处理，将此模拟信号传送至模数转换器（A3），将信号的模拟量转换为数字量，传送到运动控制器（A4），运动控制器（A4）根据预先设定值进行比对，发出的运动信号传送至数模转换器（A5），将数字信号转换成模拟信号，传送至随动伺服电机（5），随动伺服电机（5）根据接到的信号做出动作驱动滑块（6）运动，采集到待测圆周上一个点的位置坐标，摇杆臂（3）绕待测件（8）的轴向转动，位移传感器（7）移动到待测件上的另外一点，同样的方式，采集到待测圆周上每一点的位置坐标，将采集的点的坐标进行拟合周长、补偿偏置，可计算出被测件周长。