微差测量装置和测量方法与流程

本发明涉及一种微差测量装置和测量方法，尤其涉及一种可适用于风力发电机组中大型零部件的大尺寸孔间距等测量的测量装置和测量方法。

背景技术：

1、在可再生能源中，风力发电技术相比其他可再生能源技术而言，更加成熟，效率也更高，当前是世界上发展最快的可再生能源技术之一。

2、随着风力发电技术的发展，对于风力发电机组中的大型轴承、底座、轮毂等的几何量尺寸的精度要求也越来越高。

3、在风力发电机组装配过程中，大型轴承、底座、轮毂等的孔径以及孔间距尺寸精度，是保证轮毂与轴承、轴承与叶片等部件顺利装配及风机运行过程交变载荷对联接螺栓承受剪切力大小的技术依据，因此，保证这类回转体零部件大尺寸孔径以及孔间距的尺寸精度至关重要。如果这些关键零部件的大尺寸孔径或孔间距的尺寸精度过低，则可能导致整个发电机组装配后轮毂与轴承联接、轴承与叶片联接等的可靠性降低。

4、在生产实践中，风力发电机组中大型零部件的大尺寸孔径或孔间距，由于其跨度大、精度高等原因，导致尺寸检测难度非常高，一直是检测难点。用常规量具检测无法保证结果的精确度，而应用国外专用检测设备(例如，激光跟踪仪、测量臂等)的配置成本又非常高且对测量环境有严格要求。

5、因此，迫切需要一种低成本、易校准、易操作、高精度的测量装置来实现有效检测。

技术实现思路

1、本发明的主要发明目的之一在于提供一种微差测量装置和测量方法，该装置和方法突破现有技术中的尺寸检测难点，可容易地实现尺寸检测。

2、针对上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

3、根据本发明的一方面，提供一种微差测量装置，所述微差测量装置包括：测量装置主体，所述测量装置主体包括主测量杆、第一固定座和第二固定座，所述主测量杆在长度方向上的两个端部分别结合到所述第一固定座和所述第二固定座；活动测量部，所述活动测量部连接到所述第一固定座并且能够相对于所述第一固定座沿所述长度方向运动；固定测量部，所述固定测量部设置在所述第二固定座上；长度测量表，所述长度测量表设置在所述第一固定座上，所述长度测量表的量杆接触所述活动测量部且能够随着所述活动测量部沿所述长度方向运动而伸缩。

4、所述第一固定座可包括基体部、第一固定块和设置在所述基体部和所述第一固定块之间的中央支撑板，所述第二固定座包括基座部和第二固定块，所述主测量杆在所述长度方向上的一个端部结合到所述基体部，且所述主测量杆在所述长度方向上的另一端部结合到所述基座部，并通过主测量杆锁紧构件可调节地锁定所述第二固定座在所述主测量杆上的位置。

5、所述活动测量部可设置在所述第一固定座在所述长度方向上的外侧，所述活动测量部可包括第一测头和第一测头固定板，所述第一测头呈杆状，下端用作接触测头，上部结合到所述第一测头固定板的滑动引导部，以引导所述第一测头沿竖直方向运动，所述第一测头固定板呈板状，垂直于所述长度测量表的所述量杆，且接触所述长度测量表的量杆测头。

6、所述第一测头固定板可通过弹性引导部结合到所述第一固定座，其中，所述弹性引导部包括至少一个导柱和弹性构件，所述至少一个导柱的一端连接到所述第一测头固定板，另一端穿过所述中央支撑板，中部结合到所述第一固定块的滑动引导部，以引导所述至少一个导柱和所述第一测头固定板沿所述长度方向运动，所述弹性构件位于所述中央支撑板与所述第一固定块之间，且能够随所述至少一个导柱的运动而伸缩。

7、所述至少一个导柱可包括第一导柱和第二导柱，所述弹性构件为弹簧，所述弹簧围绕所述第二导柱的小直径部分，且所述弹簧被所述第二导柱的大直径部分和所述中央支撑板夹持，所述大直径部分与所述小直径部分相邻，且所述大直径部分的直径大于所述小直径部分的直径，所述弹性引导部还包括设置在所述第一导柱上的止动件，所述止动件位于所述中央支撑板与所述第一固定块之间或者所述基体部与所述中央支撑板之间。

8、所述第一固定座还可包括加强压板和表安装板，所述加强压板结合到所述第一固定块的下表面，且所述加强压板的远离所述活动测量部的部分连接到所述基体部，所述中央支撑板具有倒l形截面，且包括结合到所述基体部的竖直部和结合到所述第一固定块的上表面的水平部，所述表安装板设置在所述中央支撑板的所述水平部上，其中，所述长度测量表固定在所述表安装板上，且所述长度测量表的所述量杆设置为平行于所述长度方向，所述长度测量表为千分表或百分表。

9、所述固定测量部可设置在所述第二固定座在所述长度方向上的外部部分上，所述固定测量部可包括第二测头和第二测头锁紧构件，所述第二测头呈杆状，下端用作接触测头，上端结合到所述第二固定块的滑动引导部，以引导所述第二测头沿竖直方向运动，所述第二测头锁紧构件用于可调节地锁定所述第二测头在所述竖直方向上的位置，所述活动测量部还包括第一测头锁紧构件，所述第一测头锁紧构件用于可调节地锁定所述第一测头在所述竖直方向上的位置。

10、所述第一固定座还可包括位于所述第一固定座下部的第一支撑部，所述第一支撑部包括第一支撑板和/或第一支撑杆，所述第二固定座还包括位于所述第二固定座下部的第二支撑部，所述第二支撑部包括第二支撑板和/或第二支撑杆。

11、根据本发明的一方面，提供一种应用如上所述的微差测量装置的测量方法，所述测量方法包括：通过对表校准装置对所述微差测量装置进行对零校准，并获得长度测量表的初始读数，使用所述微差测量装置在待测部件上进行微差对比测量。

12、所述测量方法还可包括：在进行对零校准之前，根据待测部件的设计尺寸选择具有合适测量范围的所述主测量杆，安装所述主测量杆，调节并锁定所述第二固定座在所述长度方向上的位置，将所述微差测量装置放置在平台上，所述平台的上表面水平，在所述平台的所述上表面上进行对零校准。

13、对零校准可包括水平对零，进行水平对零的步骤包括：将第一量块组设置在所述微差测量装置下方，所述第一量块组的总长度与待测部件的设计尺寸一致，将量块延伸块分别设置在所述第一量块组的两端，使所述活动测量部的接触测头和所述固定测量部的接触测头分别抵接所述量块延伸块，获得所述长度测量表的所述初始读数。

14、对零校准还可包括竖直对零，在进行水平对零之前进行竖直对零，进行竖直对零的步骤包括：将两组第二量块组设置在所述平台上且分别设置于所述活动测量部的接触测头和固定测量部的接触测头下方，所述两组第二量块组各自的总高度彼此相同或不同，沿竖直方向调节所述活动测量部的接触测头和所述固定测量部的接触测头至与距离所述平台的距离等于相应第二量块组的总高度，锁定所述活动测量部的接触测头和所述固定测量部的接触测头在所述竖直方向上的位置。

15、进行微差对比测量可包括找测量转折点的步骤，找测量转折点的步骤包括：通过在保持测量深度不变的同时，移动所述微差测量装置的所述第一固定座和/或所述第二固定座，找到并记录所述长度测量表在测量转折点的读数，所述测量转折点为在保持测量深度不变并移动所述第一固定座和/或所述第二固定座时所述长度测量表的读数极限折返点，读数极限折返点为最大读数点或最小读数点。

16、进行微差对比测量还可包括找深度转折点的步骤，在找测量转折点的步骤之前进行找深度转折点的步骤，找深度转折点的步骤包括：沿测量深度方向移动所述微差测量装置的所述第一固定座和/或所述第二固定座，找到所述长度测量表在深度转折点的读数时所述微差测量装置的所述第一固定座和所述第二固定座的位置，所述深度转折点为在沿测量深度方向移动所述第一固定座和/或所述第二固定座时所述长度测量表的最小读数点，通过辅助垫块支撑所述微差测量装置的所述第一固定座和/或所述第二固定座，以保持所述长度测量表在深度转折点的读数时所述第一固定座和所述第二固定座的所述位置。

17、可将所述长度测量表在测量转折点的所述读数与所述初始读数进行比较，从而获得微差测量的尺寸值。

18、根据本发明的一方面，提供一种风力发电机组零部件孔径或孔间距测量方法，采用如上所述的测量方法。

19、根据本发明的微差测量装置，可容易地进行大尺寸孔间距等几何量尺寸的测量操作。

20、根据本发明的微差测量装置，结构简单实用易制造，可降低生产成本。

21、根据本发明的微差测量装置，通过模块化设计，可自由调整测量深度和/或量程范围，从而提高测量装置的通用性。

22、根据本发明的微差测量装置，降低了检测难度，可提高检测效率。

23、根据本发明的微差测量装置和测量方法，应用相对测量法，测量稳定性高，可确保较高的测量精度。

24、根据本发明的微差测量装置和测量方法，可容易地进行测量装置的校准。

25、根据本发明的微差测量装置和测量方法，检测结果受环境温度影响小，可应用于现场检测。

26、根据本发明的微差测量装置和测量方法，可应用于风力发电机组中零部件的检测，可用于加工过程的质量控制，或者可用于装配现场的检测，以保证装配顺利进行，提高装配可靠性，确保风力发电机组的整机性能和/或运行稳定性。