一种炮管等齐膛线缠度测量仪的制作方法

本发明属于炮管等齐膛线几何精度检测技术领域，具体地说是一种炮管等齐膛线缠度测量仪。

背景技术：

在现代武器中，炮管膛线是火炮身管中关键的结构之一，等齐膛线的作用是在火炮发射炮弹时，使弹丸沿膛线旋转，赋予其一定的直线初速度和旋转角速度，使炮弹轨迹稳定。其旋度是否达标将对火炮的射击精度、弹道稳定性、炮弹初速度等关键作战性能指标的好坏造成巨大影响。在火炮炮管加工过程中，受刀杆变形、系统颤振、工件材质、钻头参数、切削参数、排屑困难等多方面因素的影响，其质量也会受到极大的影响。因此，旋度是评价一根炮管质量好坏的重要指标，必须在整个制作流程中对严密监测其旋度偏差。

目前，国内外在炮管膛线缠度检测领域的研究已经由许多优秀成果，但是相对其它的计量项目而言，膛线缠度检测技术显得较为落后，在实际生产中应用的缠度检测仪大多是利用基于模板匹配的方法，将ccd的影像与标准模板进行比对，进而评价旋度是否合格，但是这种方法并不能非常准确的测量出炮管膛线的缠度。还有的是利用光栅，但是其装置要进行精密的调整以及固定，否则将会极大的影响直线度测量精度，受场地限制及操作人员熟练度的影响，并且不能实现在机测量，要在多次加工工序结束后把零件卸下进行测量，影响了后续加工的精度。

而且这类高精度膛线缠度检测仪器的价格十分昂贵，难以广泛应用。

技术实现要素：

根据上述存在的技术问题，本发明提供一种炮管等齐膛线缠度测量仪。

本发明的技术方案：

一种炮管等齐膛线缠度测量仪，包括防护壳、芯轴、驱动电机、主动行走轮、从动行走轮、主动行走轮架、从动行走轮架、探针、扭簧、拉簧、摆架、倾角传感器、激光测距头、旋转编码器、电缆等。其中防护壳为圆筒状结构，上面对称开长方孔以露出探针及行走轮，它与芯轴同轴配合并用螺母固定成一体，在防护壳前端安装有倾角传感器和激光测距头，在防护壳后端安装有供电及通信电缆。在芯轴的前部固定了前探针，之后顺序套装了从动行走轮架、主动行走轮架、后探针和旋转编码器架。

芯轴的两端套接有两根机械式角度探针，所述两根探针内测装有两组扭簧给与两根探针相反的的扭力，作用为使所述两根探针与待测膛线的内壁贴合紧密，防止测量时所述探针脱开膛线槽侧面。

从动行走轮架固定在芯轴上，上下两端有通孔用于固定两个从动行走轮；主动行走轮架套装在芯轴上，可自由转动，在主动行走轮架下部直接安装一个减速电机，在此电机输出轴上安装一个主动行走轮，在主动行走轮架上部直接安装一个摆动臂，摆动臂一端也安装一个减速电机及主动行走轮。

在摆动臂另一端挂接一个拉簧，拉簧的另一端挂接在主动行走轮架下部的小孔中，拉簧拉力使摆动臂驱使上下两个主动行走轮靠紧膛线的槽壁上，便于行走。

旋转编码器是用来测量前探针和后探针之间的相对转角，旋转编码器的外壳固定在旋转编码器支架上，旋转编码器的输入轴通过联轴器固定在芯轴上。

使用时将炮管等齐膛线缠度测量仪放入待测炮管的开口端，由于弹簧的作用，所述两个从动轮、两个主动轮、两组探针均被压紧于待测炮管的内壁，此时给与供电电缆一定电压，启动减速电机，两个主动轮带动两个从动轮，从而推动整个一种炮管等齐膛线缠度测量仪在待测炮管中沿膛线前进；倾角传感器测量仪器整体炮管轴线旋转角度。

所述两组探针在测量仪前进的过程中会不断反映二者跨距之间夹角的变化，由旋转编码器转换成数字信号，倾角传感器测量仪器整体沿炮管轴线旋转角度，激光测距头在行进过程中记录仪器前进的距离；这三组数据将汇总传输到数据处理终端，最终将输出结果经过计算处理与标准膛线缠角数值进行比对，即可得到待测膛线是否标准。

本发明的有益效果：本发明利用机械探针接触式测量，使缠度的测量由光学扫描测量变成了机械测量，并且由于避免了漫反射等不确定误差，增加了测量的准确性，可以实现在机测量，使用简单方便。

附图说明

图1是一种炮管等齐膛线缠度测量仪整体外观图；

图2是一种炮管等齐膛线缠度测量仪内部结构图；

图3是主动轮架及减速电机装配结构示意图；

图4是编码器及编码器架安装示意图。

图中：1激光测距头，2倾角传感器，3前探针，4探头，5从动行走轮，6从动行走轮架，7拉簧，8主动行走轮，9减速电机，10芯轴，11螺钉，12电缆，13旋转编码器，14旋转编码器支架，15后探针，16外壳，17主动行走轮架，18扭簧，19摆动臂。

具体实施方式

为便于说明本发明的目的、技术方案和特点，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行进一步说明。

如图1及图2所示，一种炮管等齐膛线缠度测量仪，包括激光测距头1、倾角传感器2、前探针3、探头4、从动行走轮5、从动行走轮架6、拉簧7、主动行走轮8、减速电机9、芯轴10、螺钉11、电缆12、旋转编码器13、旋转编码器支架14、后探针15、防护壳16、主动行走轮架17、扭簧18和摆动臂19；

圆柱形防护壳16与芯轴10同轴配合固定，在防护壳16前端安装有倾角传感器2和激光测距头1，在防护壳16后端安装供电及通信的电缆12；前探针3套装在芯轴10的前部固定不动，在前探针3之后依次有扭簧18、从动行走轮架6、主动行走轮架17、扭簧18、后探针15和旋转编码器支架14套装在芯轴10上。

前探针3和后探针15为有中间圆孔的方杆结构，在方杆两端各安装微小球状耐磨探头4，两端探头4的间距使其恰好镶入炮管膛线槽中，贴近槽底又不能卡住；两个扭簧18的作用是借助从动行走轮架6和从主行走轮架17提供必要的扭力，使前探针3和后探针15与待测膛线的侧壁贴合紧密，防止在测量时与膛线侧面松脱。

从动行走轮架6为有中间套管的板状结构，板的上下面有一定角度，以适应炮管膛线缠角，板的上下面上各安装一个从动行走轮5，两个从动行走轮5轴线的间距使其恰好使从动行走轮5镶入炮管膛线槽中，轻松行走。

如图3所示，主动行走轮架17也有中间套管的板状结构，套装在芯轴10上可自由转动，在主动行走轮架17下部通过螺钉11直接安装有减速电机9并在减速电机9输出轴上安装主动行走轮8，在主动行走轮架17上部铰接安装摆动臂19，摆动臂19一端也安装减速电机9及主动行走轮8。

在摆动臂19另一端挂接拉簧7，拉簧7的另一端挂接在主动行走轮架17下部的小孔中，在拉簧7的拉力作用下使摆动臂驱使上下两个主动行走轮8的外圆柱面靠紧膛线的槽底，行成足够的摩擦力便于行走。

如图4所示，旋转编码器13是用来测量前探针3和后探针15之间跨距的相对转角，旋转编码器13的外壳固定在旋转编码器支架14上，旋转编码器13的输入轴通过联轴器固定在芯轴10上。

当要进行炮管膛线测量时，将本炮管等齐膛线缠度测量仪放入待测炮管的开口端，由于弹簧的作用，所述两个从动轮5、两个主动轮8、两组探针探头4均压紧在待测炮管的内壁，当接通电源后，启动减速电机9，两个主动轮8驱动，两个从动轮5随动，从而推动整个炮管等齐膛线缠度测量仪在待测炮管中沿膛线前进；倾角传感器2测量仪器整体沿炮管轴线旋转角度，所述前探针3与后探针15在测量仪前进的过程中的相对摆动会不断反映二者之间夹角的变化，由旋转编码器13转换成数字信号，激光测距头1在行进过程中记录仪器前进的距离；这三组数据将汇总传输到外接的数据处理终端，最终将输出结果经过计算处理与标准膛线缠角数值进行比对，即可评定待测膛线是否标准。