[发明专利]一种测量阶梯孔直线度的机器人

摘要

本发明公开了一种测量阶梯孔直线度的机器人，解决的技术问题：针对背景技术中提及的现有技术中非接触式测量法无法测量阶梯孔的直线度参数的技术问题。采取的技术方案，一种测量阶梯孔直线度的机器人，包括置于孔内的可收缩深孔自定心机构、驱动可收缩深孔自定心机构在阶梯孔内行走的多个行进机构、激光测量头、用于采集激光测量头激光信号的光电处理系统和用于调节光电处理系统受光位置的PSD位置调节机构。优点：本测量阶梯孔直线度的机器人，实现了一个带有柔性调节确定轴线的楔形弹性支撑机构，实现支撑测量杆端部的滑动支撑，适应孔径的变化，可以通过行进机构跨越一定高度的阶梯，从而适应量深孔、盲孔以及阶梯孔的直线度测量。

主权项

1.一种测量阶梯孔直线度的机器人，其特征在于：包括置于孔内的可收缩深孔自定心机构(2)、驱动可收缩深孔自定心机构(2)在阶梯孔内行走的多个行进机构(1)、激光测量头(3)、用于采集激光测量头(3)激光信号的光电处理系统(4)和用于调节光电处理系统(4)受光位置的PSD位置调节机构(5)；多个行进机构(1)均设置在可收缩深孔自定心机构(2)上，激光测量头(3)设置在可收缩深孔自定心机构(2)上，光电处理系统(4)置于PSD位置调节机构(5)上，PSD位置调节机构(5)置于阶梯孔管道外部；可收缩深孔自定心机构(2)包括一端开口一端有底的套筒(37)、端盖(38)、定心轴(23)、定心轴驱动电机(11)、第一锥形圆台(18)、第二锥形圆台(21)、左旋螺母(19)、压簧(20)和六个活动测头单元，端盖(38)设置在套筒(37)开口端，套筒(37)水平放置，定义端盖(38)所在端为右端，套筒(37)筒底所在端为左端；定心轴(23)水平置于套筒(37)内且两端分别转动支撑在套筒(37)筒底和端盖(38)上，定心轴(23)两端均伸出一段位于套筒(37)外部的延伸轴；在定心轴(23)上设置一段左旋螺纹和一段右旋螺纹，一段左旋螺纹位于定心轴(23)的左端，一段右旋螺纹位于一段左旋螺纹的右侧；定心轴驱动电机(11)固定在端盖(38)外侧，定心轴驱动电机(11)的电机轴通过联轴器连接定心轴(23)右端的延伸轴；第一锥形圆台(18)的轴线上设置右旋螺纹孔，第一锥形圆台(18)通过右旋螺纹孔与定心轴(23)上的一段右旋螺纹相配合安装，第一锥形圆台(18)的小端指向端盖(38)；第二锥形圆台(21)的轴线上设置中心通孔，第二锥形圆台(21)通过在中心通孔内设置轴承(22)转动设置在定心轴(23)上，左旋螺母(19)与定心轴(23)上的一段左旋螺纹相配合安装，第二锥形圆台(21)位于左旋螺母(19)的左侧，第二锥形圆台(21)的小端指向套筒(37)筒底；左旋螺母(19)的螺纹螺距大于第一锥形圆台(18)的螺纹螺距；压簧(20)套在定心轴(23)并置于第二锥形圆台(21)与左旋螺母(19)之间，压簧(20)一端抵在第二锥形圆台(21)大端端面上，压簧(20)另一端抵在左旋螺母(19)的端面上；六个活动测头单元分别对应第一锥形圆台(18)和第二锥形圆台(21)分为两组，每组为三个活动测头单元，对应第一锥形圆台(18)的三个活动测头单元均布设置在第一锥形圆台(18)的外圆锥面上，对应第二锥形圆台(21)的三个活动测头单元均布设置在第二锥形圆台(21)的外圆锥面上；六个活动测头单元均包括滑轨(12)、滑块(13)、固定测杆(15)和活动侧头(16)，滑轨(12)固定在锥形圆台的外圆锥面上且沿锥形圆台的母线设置，滑块(13)滑动置于滑轨(12)上，固定测杆(15)竖直设置且固定测杆(15)的一端通过三角支撑块(14)连接滑块(13)，活动侧头(16)竖直设置且从套筒(37)筒壁上开设的过孔穿出，活动侧头(16)一端连接固定测杆(15)另一端，活动侧头(16)的另一端为悬空支撑端；在套筒(37)筒壁上的过孔周围外凸设置支撑筒(17)，支撑筒(17)位于套筒(37)筒壁的外侧；激光测量头(3)设置在定心轴(23)左端的延伸轴上；多个行进机构(1)分别对应第一锥形圆台(18)和第二锥形圆台(21)平均分为两组，每组内的行进机构(1)至少为两个，行进机构(1)分别设置在支撑筒(17)上；行进机构(1)包括行走轮固定架(6)、行走轮步进电机(7)、行走轮(8)和行走轮电机驱动模块(9)，行走轮固定架(6)呈“L”型，行走轮固定架(6)的一条边固定在支撑筒(17)上，行走轮步进电机(7)设置在行走轮固定架(6)的另一条边上，行走轮(8)设置在行走轮步进电机(7)的电机轴上，行走轮(8)和行走轮步进电机(7)位于行走轮固定架(6)另一条边的两侧，行走轮电机驱动模块(9)设置在行走轮固定架(6)的另一条边上且与行走轮步进电机(7)位于行走轮固定架(6)另一条边的相同侧，行走轮电机驱动模块(9)和行走轮步进电机(7)之间通过电机控制线(10)连接；光电处理系统(4)包括四象限光电探测器(33)、用于接收四象限光电探测器(33)信号的数据采集器(34)和接收数据采集器(34)信号的计算机(35)；四象限光电探测器(33)电连接数据采集器(34)，数据采集器(34)电连接计算机(35)，计算机(35)电连接行走轮电机驱动模块(9)；PSD位置调节机构(5)包括底板(36)、平移板(27)、L形板(28)和背板(29)，平移板(27)滑动置于底板(36)上，平移板(27)和底板(36)之间设置X向位置调节组件；L形板(28)的横板滑动置于平移板(27)上，L形板(28)的横板与平移板(27)之间设置Y向位置调节组件；背板(29)滑动置于L形板(28)的竖板上，L形板(28)的竖板与背板(29)之间设置Z向位置调节组件；四象限光电探测器(33)设置在背板(29)，四象限光电探测器(33)通过X向位置调节组件、Y向位置调节组件和Z向位置调节组件实现受光位置在三维坐标内的调节。