卡盘式夹具的制作方法

1.本实用新型涉及管体轮廓的图像采集，尤其涉及一种卡盘式夹具。


背景技术：

2.管体的尺寸对于管体的加工十分重要，随着科技水平的发展，管体加工精度的需求不断提高。但是目前管体的检测方式多为使用游标卡尺等检具进行的手工检测。
3.目前的手工检测方式存在很大不足，人工检测成本高，检测耗时，不稳定性强，同时游标卡尺与检具之间属于接触式检测，容易划伤管体，同时无法实时记录被测管体的参数。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，
5.根据本公开的实施例，提供一种卡盘式夹具，包括：
6.卡爪，具有至少三个且具有卡接端和夹持端，所述卡接端的端面上设有卡接螺纹；
7.图像传感器，用于拍摄管体横截面图像；
8.照明模块，用于提升所述图像传感器所采集图像的明亮度；
9.驱动机构；
10.卡盘体，包括：
11.卡盘体外壳，其中部形成有贯穿所述卡盘体外壳的贯穿通道且其侧壁上开设有至少三个卡盘体卡接槽，所述卡盘体卡接槽起于所述卡盘体外壳的下端；
12.主动轴，连接在所述卡盘体外壳上且可相对所述卡盘体外壳转动；
13.第一齿轮，套设在所述主动轴上且与所述主动轴固定连接；
14.第二齿轮，连接在所述卡盘体外壳上且可相对所述卡盘体外壳转动，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；
15.平面螺纹盘，连接在所述卡盘体外壳上且位于所述第二齿轮的下部，所述平面螺纹盘可相对卡盘体外壳转动且所述平面螺纹盘的下端形成有渐开螺纹；
16.所述卡接端卡接在所述卡盘体卡接槽内且所述卡接螺纹与所述渐开螺纹螺合，所述驱动机构驱动所述主动轴带动所述第一齿轮转动，所述第一齿轮带动所述第二齿轮转动，所述第二齿轮带动所述平面螺纹盘转动，所述平面螺纹盘带动所述卡爪沿所述卡盘体卡接槽移动以夹住或松开管体。
17.通过设置卡盘体，使得夹爪能够夹住管体，通过设置平面螺纹盘，对多个卡爪实现同步运动，便于管体的夹装，结构简单，夹持方便，设置图像传感器能够采集管体的图像，设置照明模块能够为管体的图像采集提供照明。
18.根据本公开的实施例，还包括比例尺参照物，所述夹持端非竖直设置，所述夹持端具有位于其上部的测量面，所述比例尺参照物设于所述测量面上，所述测量面与所述管体的横截面处于同一平面内，便于进行管体尺寸的计算。
19.根据本公开的实施例，所述卡爪的夹持端与管体的接触处设有缓冲垫，避免卡爪在夹取时损伤管体表面。
20.根据本公开的实施例，所述平面螺纹盘渐开螺纹的起始位置和终止位置处分别设有用于限定所述卡爪位置的第一限位块和第二限位块，避免卡爪从所述卡盘体卡接槽中脱出。
21.根据本公开的实施例，所述卡盘体卡接槽以所述贯穿通道的中轴线为轴心呈圆周阵列设置，使得卡爪能够稳定夹持管体。
22.根据本公开的实施例，所述卡盘体外壳包括第一卡盘体外壳，所述第一卡盘体外壳内形成有卡盘体槽，所述卡盘体槽的卡盘体槽底板中部向上突起形成卡盘体柱，所述贯穿通道贯穿所述卡盘体槽底板且贯穿所述卡盘体柱，所述平面螺纹盘设于所述卡盘体槽内且套设在所述卡盘体柱上。
23.根据本公开的实施例，所述平面螺纹盘上设有第一轴承，所述第一轴承套设在所述卡盘体柱上，所述第二齿轮与所述平面螺纹盘固定连接且套设在所述第一轴承上，所述第二齿轮转动可带动所述平面螺纹盘转动。
24.根据本公开的实施例，所述卡盘体外壳还包括第二卡盘体外壳，所述第二卡盘体外壳与第一卡盘体外壳固定连接且位于所述第二齿轮的上方，所述第二卡盘体外壳上设有主动轴放置孔，所述主动轴设于所述主动轴放置孔内且所述主动轴与所述主动轴放置孔之间设有第二轴承，所述第一齿轮位于所述第二卡盘体外壳的下方，所述驱动机构位于所述第二卡盘体外壳的上方。
25.根据本公开的实施例，所述图像传感器设于所述第二卡盘体外壳上方且与第二卡盘体外壳固定连接，所述图像传感器的摄像头插入到所述贯穿通道中且朝向所述管体的截面与比例尺参照物，能够利用图像传感器的摄像头对管体的截面进行拍摄。
26.根据本公开的实施例，所述照明模块设于所述第一卡盘体外壳的下部且位于所述贯穿通道周围，所述照明模块具有至少三个弧形光源且所述弧形光源以所述贯穿通道的中轴线为轴心呈圆周阵列设置，提升图像传感器所采集图像的清晰度。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是根据本公开实施方式管体轮廓图像采集用卡盘式夹具结构立体图；
29.图2是根据本公开实施方式管体轮廓图像采集用卡盘式夹具结构传动图；
30.图3是根据本公开实施方式卡爪与平面螺纹盘连接图；
31.图4是根据本公开实施方式卡爪与管体夹持结构图；
32.图5是根据本公开实施方式平面螺纹盘结构图；
33.图6是根据本公开实施方式第二齿轮结构图；
34.图7是根据本公开实施方式第一卡盘体外壳结构图；
35.图8是根据本公开实施方式第二卡盘体外壳结构图；
36.图9是根据本公开实施方式第二齿轮与第一卡盘体外壳装配结构图；
37.图10是根据本公开实施方式图像采集与卡盘体结构剖视图；
38.图11是根据本公开实施方式照明模块结构图。
39.以上各图中：卡盘体1；卡盘体外壳11；贯穿通道111；卡盘体卡接槽112；第一卡盘体外壳113；卡盘体槽1131；卡盘体柱1132；第一卡盘体装配孔1133；第二卡盘体外壳114；第二卡盘体装配孔1141；主动轴放置孔1142；主动轴12；第一齿轮13；第二齿轮14；第二齿轮装配孔141；平面螺纹盘15；渐开螺纹151；螺纹盘装配孔152；第一限位块153；第二限位块154；第一轴承16；第二轴承17；照明模块18；卡爪2；卡接端21；卡接螺纹211；夹持端22；测量面221；缓冲垫222；比例尺参照物223；驱动机构3；驱动电机31；减速箱32；连接杆33；图像传感器4；摄像头41。
具体实施方式
40.下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
41.本实用新型提出一种卡盘式夹具，卡盘式夹具夹持管体以对管体的参数进行测量，下面参考图1-11对卡盘式夹具进行描述。
42.参考图1-图2，卡盘式夹具包括卡盘体1、卡爪2、驱动机构3、图像传感器4。
43.卡盘体1包括卡盘体外壳11、主动轴12、第一齿轮13，第二齿轮14、平面螺纹盘15。卡盘体外壳11的侧壁上开设有至少三个卡盘体卡接槽112，卡盘体卡接槽112起于卡盘体外壳11的下端。
44.卡盘式夹具还包括用于拍摄管体截面的图像传感器4，图像传感器4设置在卡盘体外壳11上，在卡爪2将管体夹住后，图像传感器4对管体的截面进行拍摄。
45.卡盘体1的主动轴12连接在卡盘体外壳11上且可相对卡盘体外壳转动，第一齿轮13套设在主动轴12上且与主动轴固定连接，第二齿轮14连接在卡盘体外壳11上且可相对卡盘体外壳转动，第二齿轮14与第一齿轮13啮合，平面螺纹盘15位于第二齿轮14的下部，平面螺纹盘15可相对卡盘体外壳11转动，平面螺纹盘15的下端与卡爪2连接。
46.驱动机构3位于第二卡盘体外壳114的上方，驱动卡盘体1的主动轴12转动带动第一齿轮13转动，第一齿轮13带动第二齿轮14转动，第二齿轮14带动平面螺纹盘15转动，平面螺纹盘15带动卡爪2沿卡盘体卡接槽112移动以夹住或松开位于贯穿通道内111的管体。
47.驱动机构3包括驱动电机31，驱动电机31带动主动轴12转动，结构简单，便于设计。驱动机构还可具有减速箱32和连接杆33，驱动电机31驱动减速箱32转动，减速箱32通过连接杆33带动卡盘体1的主动轴12转动。驱动电机通过减速箱32，带动卡盘体1运动，增大扭矩，提升管体夹装稳定性。
48.参考图3-图4，卡爪2具有卡接端21和夹持端22，卡爪具有至少三个，卡爪卡接端21的端面上设有卡接螺纹211，卡爪通过卡接端21卡接在卡盘体卡接槽112内且卡接螺纹211与平面螺纹盘的渐开螺纹151螺合。
49.具体的，卡盘体卡接槽112可具有三个，卡爪也可具有三个。通过设置平面螺纹盘15，实现多个卡爪同步运动，便于管体的夹装，结构简单，夹持方便。
50.卡爪的夹持端22与管体的接触处设有缓冲垫222，在夹取管体时避免损伤管体表面。
51.图像传感器4进行图像采集所使用的比例尺参照物223设置在卡爪夹持端22上，卡爪2的夹持端非竖直设计，夹持端22上部拥有测量面221，比例尺参照物223设于测量面221上。管体的横截面与测量面221处于同一平面内，保证管体能够通过比例尺参照物223进行直径与壁厚等参数的计算。
52.为了提升图像传感器4所拍摄图像中物体的轮廓清晰度，卡爪2的夹持端22与缓冲垫222的表面颜色均为与被夹持管体颜色区分度较大的深色颜色，其中可以为黑色，比例尺参照物223为与卡爪测面221颜色区分度较大的浅色，其中可以为白色。
53.参考图5-图6，平面螺纹盘15上设有螺纹盘装配孔152，第二齿轮14上设有第二齿轮装配孔141，两者通过螺栓连接。
54.平面螺纹盘15的渐开螺纹151的起始位置和终止位置处分别设有第一限位块153和第二限位块154，以限定卡爪2的运动行程，避免卡爪2从卡盘体卡接槽112中脱出。
55.参考图7-图8，卡盘体外壳11包括第一卡盘体外壳113和第二卡盘体外壳114，第一卡盘体外壳113内形成有卡盘体槽1131，卡盘体槽1131的卡盘体槽底板中部向上突起形成卡盘体柱1132，贯穿通道111贯穿卡盘体槽底板且贯穿卡盘体柱1132，卡盘体卡接槽112也贯穿卡盘体槽1131，卡盘体卡接槽112延伸至卡盘体柱的侧壁上且与贯穿通道111连通。卡盘体卡接槽112以贯穿通道111的中轴线为轴心呈圆周阵列设置。侧边拥有第一卡盘体装配孔1133，用于卡盘体外壳11的连接。
56.第二卡盘体外壳114侧边设有第二卡盘体装配孔1141，第一卡盘体外壳113上设有第一卡盘体装配孔1133，两者通过螺钉连接。贯穿通道111贯穿第二卡盘体外壳114，用于图像传感器4进行图像拍摄。第二卡盘体外壳114上设有主动轴放置孔1142，用于主动轴12与驱动机构3的连接。
57.参考图9-图10，第二齿轮14与平面螺纹盘15置于卡盘体槽1131内且套设在卡盘体柱1132上，第一轴承16套设在卡盘体柱1132上，第二齿轮14与平面螺纹盘15固定连接且套设在第一轴承16上，第二齿轮14转动可带动平面螺纹盘15转动。
58.第二卡盘体外壳114与第一卡盘体外壳113固定连接且位于第二齿轮14的上方。主动轴12设于主动轴放置孔1142内，主动轴12与主动轴放置孔1142间设有第二轴承17，第一齿轮13位于第二卡盘体外壳114的下下方。
59.图像传感器4置于第二卡盘体外壳114上方且与第二卡盘体外壳114固定连接，图像传感器4的摄像头41插入到贯穿通道111中且朝向管体的截面与比例尺参照物223，图像传感器4通过贯穿通道111拍摄含有被夹持管体截面与比例尺参照物223的图像，通过连接线与外界采集设备相连。
60.第一卡盘体外壳113的下部设有照明模块18，用于提升图像传感器所采集图像的明亮度。
61.参考图11，照明模块18位于贯穿通道111内，照明模块18具有至少三个弧形光源且弧形光源以贯穿通道18的中轴线为轴心呈圆周阵列设置，且弧形光源发出漫射光，能够实现大面积均匀照明，提升图像传感器4所采集图像的清晰度。
62.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
63.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
64.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
65.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。