一种格架弹簧夹持力的测量装置的制作方法

本实用新型涉及测量技术领域，具体涉及到一种格架弹簧夹持力的测量装置。

背景技术：

在核工业中需要用到格架来固定燃料棒，这对格架中起夹持作用的弹簧要求非常高，即夹持力不能太大，如果太大容易夹破燃料棒，发生核泄漏，又不能太小，否则对燃料棒起不到夹持作用。所以在格架使用之前，必须对其弹簧的夹持力做检测。

中国专利CN204301905U就公开了一种测量格架中弹簧夹持力的仪器，其主要采用应变片来探测弹簧的夹持力，并由信号转化模块进行数据的读取，从而获得弹簧的夹持力。这种测量仪器在测量过程，不能自动检测每个栅元的弹簧夹持力，需要人工逐个进行测量，测量效率低，而且很容易发生格架栅元漏测的现象。

技术实现要素：

本实用新型的首要目的就是要解决现有技术中格架弹簧夹持力测量装置存测量效率低和容易发生漏测的现象。

为此，本实用新型提出一种格架弹簧夹持力的测量装置，包括测头和用于放置格架的工作台，所述工作台的大小根据实际情况而定，比如一次测量四只格架，那么工作台就需要能同时放置四只格架的面积。工作台的台面可以选用大理石。所述测头通过信号转化装置与PC机连接。本领域技术人员应该知晓所述测头上还包括有电阻式应变片，应变片安装在应变体上，当应变片与格架弹簧接触时，会将弹簧的夹持力转化为电信号，显示在PC机上。为了能自动测量格架所述栅元的弹簧夹持力，本装置还包括滑动小车，所述工作台上设有用于所述滑动小车行走的竖向直线导轨，这里的直线导轨分布于格架的两侧，以便滑动小车可以竖向选择测量位置。在所述滑动小车上设有测量车和用于测量车行走的横向直线导轨，与竖向直线导轨类似，横向导轨用来测量车横向选择测量位置。这样所述测量车就测量格架任意位置的弹簧夹持力。沿着所述竖向直线导轨和横向直线导轨安装有光栅尺，所述光栅尺用于获取所述测量小车的位置，用于PC根据命令机控制所述测量小车的行走。所述测头安装在所述测量车上，所述测量车上还安装有用于测头的升降机构，以便所述测头进入或者离开格架。

进一步的，所述升降机构为同步带升降。同步带升降能带动测头上升或者下降。

进一步的，还设有电动刹车装置。

进一步的，所述工作台上设有格架定位块和夹紧机构。

在本实用新型的次要目的是首要目的基础上要解决测头在测量过程中容易触碰弹簧，致使格架弹簧损坏的技术问题。为此，所述测头具有伸缩头和推杆、连杆I和连杆Ⅱ，所述推杆、连杆I和连杆Ⅱ连接于所述伸缩头上；还包括压杆和压头，所述压杆一端连接于所述推杆，另一端连接于所述压头，在所述压头和所述推杆之间还设有回复弹簧。具有这种结构的测头，所述伸缩头可以合拢和张开，所述伸缩头合拢时，测头尺寸小于栅元弹簧与钢凸间的最小距离，这样进入栅元时就不会发生格架与测头碰撞。等测头完全进入栅元时，张开所述伸缩头，进行对格架弹簧夹持力的测量。测量后，由于回复弹簧的作用，所述伸缩头自动合拢，所述测头在升降机构的作用下离开所测栅元。

进一步的，所述测量车上设有压臂推钩和加力压臂，所述压臂推钩通过联轴器与电机连接，所述加力压臂与所述测头的压头接触。所述电机可以用直线电机，这样就可以省略丝杆组件，简化结构和减小误差。电机向下驱动所述压臂推钩，所述压臂推钩给所述加力压臂施加压力，进而所述加力压臂施将所述测头的压头下压。这样就能张开所述伸缩头。当电机提升所述压臂推钩时，带动加力压臂从而松开压头，所述伸缩头在所述回复弹簧的作用合拢。

在本实用新型的次要目的是首要目的基础上要解决现有技术中因定位不准造成的测头会与格架发生碰撞，造成格架或者测头损坏的技术问题。为此，所述PC机上设有图像处理模块、储存模块和显示模块；所述滑动小车上还设有CCD摄像头，所述CCD摄像头与所述图像处理模块连接，所述图像处理模块与所述储存模块连接，所述储存模块与所述控制模块连接，所述控制模块与所述显示模块连接。CCD摄像头将所述拍摄的图像传送给图像处理模块，经图像处理模块处理后传送给储存模块，PC机可以在根据储存模块中的数据进行计算并对滑动小车发出行走指令。

本实用新型的次要目的是在首要目的基础上要解决现有技术中测量装置不能适应格架上下钢凸不一致造成测量误差的技术问题。为此，在所述测量小车上包括偏摆板和锁紧杆，所述锁紧杆一端设有楔块或者球体，所述测头安装在所述偏摆板上，所述偏摆板能带动所述测头转动和摆动，所述锁紧杆通过丝杆组件与所述电机或者气缸连接，所述偏摆板上设置有与锁紧杆配合的“V”形槽。当所述锁紧杆与所述偏摆板的“V”形槽锁紧时，此时测头只能保持铅锤状态，不能转动，测头与格架栅元中最高的钢凸接触。当所述锁紧杆脱离所述偏摆板的“V”形槽时，测头可以自由转动并与上下钢凸都能接触。

进一步的，还包括挡杆和限位杆，所述限位杆安装在所述偏摆板上，所述档杆与直流电机连接，当所述档杆设置合适的位置时，所述偏摆板回转到一定角度，比如90°时，安装在所述偏摆板的限位杆便于所述档杆接触，阻止所述偏摆板继续回转。

本实用新型的次要目的是在首要目的基础上要解决现有技术中测头下降时会与格架发生碰撞，造成格架或者测头损坏的技术问题。为此，所述测头和格架上安装有正负电极，在所述测头上设有用于检测电流的检测装置和报警装置，当所述测头接触格架时，检测装置触发报警装置发出警报。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

(1)本测量装置通过测量小车和滑动小车，能使测头在横竖方向行走，即能测量格架上任意栅元，通过电气控制能实现自动检测格架所述栅元的弹簧夹持力。

(2)测头设有伸缩头，在测量时还能避免测头与弹簧的碰撞。

(3)通过CCD摄像定位，通过摄像定位，能快速找准所测栅元的位置，避免了测头和格架发生碰撞。

(4)偏摆板和锁紧杆的设置能够使测头通过转动和摆动来实现测头位置的调整，以减少测量误差。

(5)在测头和格架上安装电极，在测头与格架发生接触时，检测电路发生信号，即停止测量，能有效防止测头与格架发生碰撞现象。

附图说明

图1为本实用新型一种格架弹簧夹持力的测量装置的正视图；

图2为本实用新型一种格架弹簧夹持力的测量装置的俯视图；

图3为本实用新型一种格架弹簧夹持力的测量装置的左视图；

图4为本实用新型一种格架弹簧夹持力的测量装置的局部视图；

图5为本实用新型一种格架弹簧夹持力的测量装置测头伸缩头张开时的结构示意图；

图6为本实用新型一种格架弹簧夹持力的测量装置测头伸缩头收拢时的结构示意图；

图7为本实用新型一种格架弹簧夹持力的测量装置的CCD摄像头的升降机构示意图；

图8为本实用新型一种格架弹簧夹持力的测量装置的测头安装结构正视图；

图9为本实用新型一种格架弹簧夹持力的测量装置的测头安装结构左视图；

图10为本实用新型一种格架弹簧夹持力的测量装置的偏摆板正视图；

图11为本实用新型一种格架弹簧夹持力的测量装置的偏摆板左视图；

图12为本实用新型一种格架弹簧夹持力的测量装置的锁紧杆正视图；

图13为本实用新型一种格架弹簧夹持力的测量装置的恒滑板正视图；

图14为本实用新型一种格架弹簧夹持力的测量装置的加力压臂正视图；

图15为本实用新型一种格架弹簧夹持力的测量装置的压臂推钩正视图；

图中标记：

1-滑动小车，2-工作台，3-竖向直线轨道I，4-格架，5-定位块，6-夹紧机构，7-竖向直线轨道Ⅱ，8-电控柜，9-测头，9a-压头，9b-弹簧，9c-压杆，9d-伸缩头，9e-应变片，9f-推杆，9h-连杆Ⅱ，9i-连杆I，10-CCD摄像头，11-联轴器，12-摄像升降电机，13-编码器，14-丝杆组件，15-加力压臂，16-压臂推钩，17-滚珠丝杆组件，18-按压电机，19-偏摆电机，20-锁紧杆，21-偏摆板,22-横滑板，23-限位杆，24-档杆,25-测量小车。

具体实施方式

本实施例中的竖向是指平行于工作台2的长的方向，横向是指平行于工作台2的宽的方向。

参见图1-4，一种格架弹簧夹持力的测量装置，包含滑动小车1和工作台2，在工作台2上平行设置有竖向直线轨道I3和竖向直线轨道Ⅱ7，滑动小车1可以在轨道I3和轨道Ⅱ7上行走，以测量竖向不同位置的格架4栅元。在所述滑动小车1上设有测量车25和用于测量车25行走的横向直线导轨，与竖向直线导轨类似，横向导轨用来测量车25横向选择测量位置。

测头9和CCD摄像头10安装在滑动小车1上，测头9和摄像装置10可以跟随测量小车横向移动，而测量小车25可随滑动小车1竖向移动，这样测头9就可以测量格架4上所有的栅元弹簧了。沿着所述竖向直线导轨和横向直线导轨安装有光栅尺，所述光栅尺用于获取所述测量小车25的位置，用于PC机根据命令控制所述测量小车25的行走。格架4通过定位块5定位在工作台上，从图2中可以看出每块格架4都三块定位块5进行定位的。格架4除了用定位块5定位外，还有设有夹紧机构6，夹紧机构6用来夹紧格架4，使其在测量过程中不能发生移动。本实施例中，每块格架4设有两个夹紧机构6，一个夹紧格架4的中心部位，一个夹紧格架4的边角，本实施例中夹紧机构6通过气缸(图中未显示)来驱动。工作台2下方电控柜，用来安装控制滑动小车1的行走电气部分。测头9上安装有应变片9e和与应变片9e连接的信号转换装置,即将应变量转换为电讯号并显示出来。参见图5和图6，测头9设有伸缩头9d，伸缩头9d可相对于测头9转动，也就是所述伸缩头9d可以张开和合拢。测头9的尺寸小于栅元弹簧与钢凸间的最小距离。当测头9完全插入栅元格后再张开到设定的尺寸。从而避免了弹簧因与测头碰撞而损坏。测头9还包括推杆9f、连杆I9i和连杆Ⅱ9h，推杆9f、连杆I9i和连杆Ⅱ9h连接于所述伸缩头9d上的一点，连杆Ⅱ9h还连接于伸缩头9d另一点，连杆I9i连接于套体Ⅱ9j。推杆9f、连杆I9i和连杆Ⅱ9h组成一能实现所述伸缩头9d开合的连杆机构。本实施例中测头9还包括压杆9c和压头9a，所述压杆9c一端连接于推杆9f，另一端连接于压头9a，在压头9a和所述压杆9c之间还设有弹簧9b。可以按押压头9a来实现所述伸缩头9d的张开和闭合，弹簧9b能在外力去掉后使所述伸缩头9d回到收拢状态。

图7展示了CCD摄像头10的升降机构结构示意图，编码器13与电机12连接并给电机12传输来自控制模块的指令。电机12通过联轴器11与丝杆组件14连接，摄像装置10安装在丝杆上。电机12通过正转或者反转从而带动摄像装置10的上升或下降。所述测头9也设有同样的升降装置，电机正转带动测头9下降，反转则带动测头9上升。

在参见图1-3，所述摄像装置10与测头9安装在所述轨道垂直的方向上。在本实施中所述CCD摄像头与所述测头安装距离为83mm，控制模块可以根据这个距离来给测头9定位。

见图7至图15，本测头1调整装置包括偏摆板21，测头9安装在偏摆板21上，偏摆板安装在横滑板22上。偏摆电机19通过联轴器与滚珠丝杆组件17连接，滚珠丝杆组件17与锁紧杆20连接。偏摆板21整体大致呈“L”形，从图中可以看出偏摆板21上设有“V”形槽，用于与锁紧杆20配合，横滑板22也大致呈“L”形，偏摆板21贴附在横滑板22上，这样偏摆板8就可以在横滑板9上移动。锁紧杆20的一端设有楔块，楔块的形状与“V”形槽的形状相配合。当锁紧杆20的楔块与嵌入偏摆板21的“V”形槽8a中时，测头9不能转动，此时测头9只与格架4栅元中最高的钢凸接触，测量此时的栅元弹簧的夹持力。当锁紧杆20离开“V”形槽时，此时测头9可以自由转动能与格架4栅元中上下钢凸接触，测量此时栅元弹簧的夹持力。所述测量车上设有压臂推钩16和加力压臂15，所述压臂推钩16通过联轴器与电机按压电机18连接，所述加力压臂15与所述测头9的压头9a接触。所述按压电机18可以用直线电机，这样就可以省略丝杆组件，简化结构和减小误差。按压电机18向下驱动所述压臂推钩16，所述压臂推钩16给所述加力压臂15施加压力，进而所述加力压臂15将所述测头9的压头9a下压。这样就能张开所述伸缩头9d。当按压电机18提升所述压臂推钩16时，带动加力压臂16从而松开压头9a，所述伸缩头9d在所述回复弹簧9b的作用合拢。因格架栅元为方形，在测头9转动时，为了迅速到达预定的位置，还设置了限位杆24和档杆23，限位杆24安装在偏摆板21上，当偏摆板21带动测头9转动90°时，限位杆24就与档杆23接触，以防止偏摆板21转动过度。挡杆23与直线电机连接，可以实现升降同时避免采用丝杆组件进行运动转化。这样当偏摆板21不转动时，就利用直线电机将上升挡杆11，避免影响偏摆板21的移动。当需要偏摆板8转动，即测头1需要转动90°时，直线电机将挡杆23下降到合适位置，这样档杆23与限位杆24共同构成了的对测头9转动的限位。

最后，所述测头9和格架4上安装有正负电极，在所述测头9上设有用于检测电流的检测装置和报警装置，当所述测头接触格架时，检测装置触发报警装置发出警报。报警装置可以使用蜂鸣器来报警，当然也可以使用其他装置来报警，如闪烁灯。