专利名称：孔腔内移动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动装置，特别涉及一种在孔腔内移动的孔腔内 移动装置。
背景技术：
在对孔腔进行检测时，特别对于深孔，由于常规检测装置无法手 动进入，需要提供使检测装置能够在孔腔实现移动的移动装置。目 前，使用的支承和运载深孔内腔检测装置的装置有马宏等在文章《火
炮炮膛质量检测技术研究》(《兵工学报》，Vol.17, No.2， pp.97-102， 1996)中介绍的炮膛爬行器及何存富等在文章《基于CCD的管内移 动机器人管道缺陷检测系统》(《机械与电子》，pp.33-35， 2006.10) 中介绍的管内移动机器人，二者在工作中均被电机驱动，通过齿轮、 蜗轮蜗杆传动，最后带动胶轮转动，实现支承和运载检测装置的功 能。上述装置存在以下不足不能起到自动定心的作用，结构复杂。
发明内容
本发明是针对上述实际情况而提出的，其目的是提供一种可以定 心的孔腔检测装置用移动装置，其结构简单，适应一定范围内的深 孔直径变化。
为了解决上述技术问题，本发明技术方案1的孔腔内移动装置具 有移动装置主体和支撑爪，其中，所述支撑爪至少为3个，这些支 撑爪沿移动装置主体的周向等间隔配置于其上，该支撑爪的基端与 移动装置主体铰接，使各支撑爪均能够相对于移动装置主体以相同 的动作打开或闭合；该孔腔内移动装置还具有联动件，该联动件分 别与各支撑爪配合，从而使各支撑爪之间实现联动；该孔腔内移动
装置还具有力加载构件，该力加载构件对各支撑爪朝向使该各支撑 爪从移动装置主体向外打开的方向施加力。
通过采用本技术方案，由于有联动件与各支撑爪配合，所以每个 支撑爪相对于移动装置主体所发生的微小开闭动作均能带动其它支 撑爪随之做出相同动作，因此可使孔腔内移动装置在孔腔内具有自 动定心功能。即，可使移动装置主体始终位于孔腔的轴线位置。由 于这种孔腔内移动装置多用作各种测量装置的载体，因此本技术方 案的采用可保证设置于该孔腔内移动装置轴线上的测量装置在被测 孔腔内始终位于孔腔的轴心位置，从而进行精确的测量。
在技术方案1的基础上，在技术方案2所述的孔腔内移动装置中，
所述联动件可相对移动装置主体滑动；所述力加载构件对所述联动
件施加力，经由该联动件对所述各支撑爪施加力。
通过采用本技术方案，可实现对不同直径的孔进行测量。 在技术方案1或2的基础上，在技术方案3所述的孔腔内移动装
置中，所述联动件上形成有齿条，其通过齿啮合方式与各支撑爪基
端啮合。
通过采用本技术方案，能够以结构简单且传动精度较高的齿轮传 动方式来实现上述定心功能，有助于以简单结构进一步提高移动装 置上所搭载的测量装置的测量精度。
在技术方案1的基础上，在技术方案4所述的孔腔内移动装置中， 在支撑爪的顶端设置有滚轮，该滚轮相对于孔腔内表面保持线接触。
通过采用本技术方案，由于滚轮相对于孔腔内表面保持线接触， 所以能够使移动装置平稳、顺畅地在所测孔腔内移动。
在技术方案l、 2或4的基础上，在技术方案5所述的孔腔内移 动装置中，设置有对力加载构件进行预紧的预紧螺母。
通过采用本技术方案，可根据不同的要求任意调节力加载构件所 加载的力的大小，实现力加载构件任意强度的预紧。
在技术方案5的基础上，在技术方案6所述的孔腔内移动装置中， 设置有对支撑爪进行锁紧的锁紧部件。 200710142854.3
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通过采用本技术方案，可在将移动装置送入待测孔腔之前，预先 将该移动装置上的支撑爪锁定在一个预定的开合位置，因此不必费 力地在把持着支撑爪的状态下将其送入待测孔腔中。
在技术方案6的基础上，在技术方案7所述的孔腔内移动装置中， 在所述联动件上设置有螺紋部，所述锁紧部件为锁紧螺母，其与该 螺紋部螺合，且该锁紧螺母的端面与移动装置主体相抵接，从而进 行所述锁紧。
通过采用本技术方案，可利用简单的螺紋方式来实现所述锁紧。 在技术方案7的基础上，在技术方案8所述的孔腔内移动装置中，
在所述锁紧螺母周面上设置有孔，在移动装置主体上的径向上对应
该孔的部位_没置有沿周向延伸的条形孔。
对于内置于移动装置主体内的锁紧螺母而言，要对其进行调节是 较为困难的事情。然而通过采用本技术方案，则可利用杆状的工具 经移动装置主体上的所述条形孔从移动装置主体外部插入螺母周面 上所设置的孔中，对螺母的锁紧程度进行调节。
图1是本发明的孔腔内移动装置沿其中心轴线的剖视图。 图2是拆卸支撑爪后的移动装置主体的主视图。
图3是沿图i中n-n剖开的锁紧螺母的剖视图。
图4是沿经过预紧螺母轴心的线对该预紧螺母进行剖切的剖视图。
图5是沿图i中ni-m剖开的滚轮的剖视图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图i是本发明的孔腔内移动装置沿其中心轴线的剖视图。如该图
l所示，孔腔内移动装置A具有移动装置主体1,沿该移动装置主体 1的周向等间隔配置有4个支撑爪5 (图中只示出了 2个)，这些支
撑爪5的基端通过枢支轴8与移动装置主体1铰接，从而能够相对 于移动装置主体1以相同的动作打开或闭合。各支撑爪5的顶端设 置有滚轮4。当孔腔内移动装置A在孔腔中移动时，是由该支撑爪5 顶端的滚轮4与孔腔壁接触。另外，在该移动装置主体1的轴向两 端均具有供安装测量装置的接口结构。这种接口设计使得测量装置 可以任意安装在移动装置主体1的轴向两端，以消除^皮测深孔端部 和尾部的测量盲区。
如该图所示，该孔腔内移动装置A还具有联动件6、弹簧3、预 紧螺母2和锁紧螺母7。联动件6可在移动装置主体1中沿该移动装 置主体l的内圆柱面ld滑动。在联动件6的轴向中部形成有齿部6b, 在该齿部6b的轴向左、右两侧分别形成有圆柱面6c和6a,在圓柱 面6c的轴向左侧形成有外螺紋部6e,其上螺合有预紧螺母2;在圆 柱面6a的轴向右侧形成有外螺紋部6d，其上螺合有锁紧螺母7。
在各支撑爪5的基端加工成扇形齿轮部5a,与联动件6的齿6b 啮合，因此各支撑爪5之间实现联动，某一个支撑爪5的微小变化 都将会带动其余三个同时实现张开或闭合，因此，使整个孔腔内移 动装置A具有良好的自动定心作用。弹簧3作为力加载构件，其圈 绕在联动件6上的圆柱面6c的外围，且其轴向一端与预紧螺母2右 侧的端面相抵接，另一端与移动装置主体1的端面lc相抵接，弹簧 3被压缩并始终向图中左方对联动件施加预紧力。由于联动件6的齿 6b与各支撑爪5的扇形齿轮部5a啮合，因此各支撑爪5始终被向移 动装置主体1径向外侧方向施加力。
整个孔腔内移动装置A的动力是由伺服电机(未图示)提供的， 其旋转运动通过减速器和齿轮联动件机构(未图示)转化为孔腔内 移动装置A的轴向移动，整个孔腔内移动装置A的轴向位置由装在 电机轴上的光电旋转编码器读取，通过计算得到测量装置的轴向移 动长度量，由于移动装置主体1与驱动用的联动件刚性连接，所以， 不会出现移动过程的打滑现象，轴向位移测量准确。
如图1所示，联动件6通过圓柱面6a和6c在移动装置主体1中
滑动，由齿6b与扇形齿轮5a啮合带动支撑爪5张开和闭合，而且 圆柱面6c起着弹簧导杆的作用。
如图1所示，移动装置主体1两端例如接口 la和lf的尺寸和形 状设计使得测量装置(未图示)可以任意安装在该移动装置主体1 的两端，以消除被测孔腔头和尾的测量盲区。
如图1和图5所示，滚轮4安装在支撑爪5的顶端，与被测表面 接触滚动，实现在孔腔内的移动。从图5中可以看出，滚轮4的外 表面并非呈柱面状，而是沿轴向呈两端细中间粗的纺锤形。由于被 测孔腔的内径有一个变化范围，所以为了保证滚轮4在移动过程中 与所有的被测表面保持线接触，在进行测量前，设计滚轮4的曲率 半径应小于或等于每组被测孔腔中最小内径的曲率半径。
如图1至图3所示，由于支撑爪5的安装角度比较大，所以当将 其装入孔腔内时，要把支撑爪5张开的角度变小，这样不仅要求使 用足够的人工力量，而且不易安装使用，所以设置有锁紧螺母7，并 沿该锁紧螺母7的周向设置有多个盲孔7a。在移动装置主体1上的 径向上对应该盲孔7a的部位设置有沿周向延伸的条形孔lb。当要把 孔腔内移动装置装入深孔内时，可以先扳动支撑爪5到合适的角度， 然后用杆状工具(未图示)穿过条形孔lb，在该条形孔lb的可动范 围内拨动锁紧螺母7上的盲孔7a，然后换孔再次进行以上操作。通 过内螺紋7b与联动件6上的外螺紋部6d的啮合， 一直旋转到锁紧 螺母7与移动装置主体1的端面le抵接为止。由此使得联动件6在 轴向位置上固定，从而使支撑爪5也停留在该预定的角度上，可以 方便安全地将孔腔内移动装置A装入深孔中。装入后，向被测孔腔 内推压该孔腔内移动装置A,通过孔腔内表面的反作用力使得支撑 爪5的角度变小，推动联动件6在移动装置主体1内的轴向上移动， 使得锁紧螺母7处于自由状态，然后可以轻松地使用上述杆状的特 殊工具穿过条形孔lb,拨动锁紧螺母7上的盲孔7a,使其远离端面 le。于是，当松开孔腔内移动装置A后，支撑爪5就可以充分地与 深孔内表面接触。
如图1和图4所示，为了实现弹簧的预紧，拨动预紧螺母2上的 槽2a,使该预紧螺母2上的内螺紋2b与联动件6上外螺紋部6e啮 合，使其停留在任意需要的位置上，从而实现弹簧3任意强度的预紧。
以上所述仅为本发明的优选实施例，本发明并不限制为上述实施 方式，凡在不脱离本发明主旨的前提下，所作的任何修改、等同替 换等，均应包含在本发明的保护范围之内。例如，在本发明中，孔 腔内移动装置中设置有4个支撑爪，但只要是不少于3个支撑爪的 情况下均能实现孔腔内移动装置的定心，如在所测孔腔为炮膛的情 况下，支撑爪的数目可根据情况选择4个。另外，在本发明中，各 支撑爪之间的联动是通过齿轮啮合的结构实现的，但也可以通过使 多个杆一端与滑块连接，另一端与支撑爪连接的雨伞架形结构或类 似结构来实现所述联动。
权利要求
1.一种孔腔内移动装置，其特征在于，其包括移动装置主体，支撑爪，联动件以及力加载构件，其中，所述支撑爪至少为3个，这些支撑爪沿移动装置主体的周向等间隔配置于其上，该支撑爪的基端与移动装置主体铰接，使各支撑爪均能够相对于移动装置主体以相同的动作打开或闭合；该联动件分别与各支撑爪配合，从而使各支撑爪之间实现联动；该力加载构件对各支撑爪施加力，使其从移动装置主体向外打开。
2. 根据权利要求1所述的孔腔内移动装置，其特征在于， 所述联动件可相对移动装置主体滑动；所述力加载构件对所述联动件施加力，经由该联动件对所述各支撑爪施加力。
3. 根据权利要求1或2所述的孔腔内移动装置，其特征在于， 所述联动件上形成有齿条，其通过齿啮合方式与各支撑爪基端啮合。
4. 根据权利要求1所述的孔腔内移动装置，其特征在于， 在支撑爪的顶端设置有滚轮，该滚轮相对于孔腔内表面保持线接触。
5. 根据权利要求l、 2或4中任一项所述的孔腔内移动装置，其 特征在于，联动件上设置有对力加载构件进行预紧的预紧螺母。
6. 根据权利要求5所述的孔腔内移动装置，其特征在于， 联动件上设置有对支撑爪进行锁紧的锁紧部件。
7. 根据权利要求6所述的孔腔内移动装置，其特征在于，在所述联动件的 一 端部设置有螺紋部，所述锁紧部件为锁紧螺 母，其与该螺紋部螺紋配合，且该锁紧螺母的端面与移动装置主体 相抵接，从而进行所述锁紧。
8. 根据权利要求7所述的孔腔内移动装置，其特征在于， 在所述锁紧螺母周面上设置有孔，在移动装置主体上的径向上对应该孔的部位设置有沿周向延伸的条形孔。
全文摘要
本发明提供一种可以有效方便地对孔腔检测装置自动定心的孔腔内移动装置，其结构简单，适应一定范围内的深孔直径变化。其包括移动装置主体，支撑爪，联动件以及力加载构件，其中，所述支撑爪至少为3个，这些支撑爪沿移动装置主体的周向等间隔配置于其上，该支撑爪的基端与移动装置主体铰接，使各支撑爪均能够相对于移动装置主体以相同的动作打开或闭合；该联动件分别与各支撑爪配合，从而使各支撑爪之间实现联动；该力加载构件对各支撑爪朝向使该各支撑爪从移动装置主体向外打开的方向施加力。
文档编号G01N21/88GK101109714SQ20071014285
公开日2008年1月23日 申请日期2007年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者冯忠伟, 周世圆, 徐春广, 朱文娟, 王宏甫, 肖定国, 贾玉萍, 娟 郝 申请人:北京理工大学