探测装置及测量系统的制作方法

1.本实用新型涉及检测技术领域，特别是涉及一种探测装置及测量系统。


背景技术：

2.汽车研发试制过程中，碰撞试验、风洞试验是必要的工作。试验过程需要在车身特定的坐标位置划上标记点，试验后通过扫描仪对标记点坐标进行测量，用于试验前后的对比。扫描仪对同心圆标记点的识别性最佳，但现有的探测装置无法在不平整的工件上画出扫描仪能够识别出的颜色均匀的同心圆标记点。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有的探测装置无法在不平整的工件上画出扫描仪能够识别出的颜色均匀的同心圆标记点的问题，提供一种探测装置及测量系统。
4.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
5.一种探测装置，包括探头、连接杆和划点笔机构，所述划点笔机构的一端与所述连接杆连接，所述划点笔机构的另一端与所述探头连接，并从所述探头内部穿出至所述探头的下端；所述划点笔机构包括内笔机构和外笔机构，所述外笔机构套设在所述内笔机构的外部，所述外笔机构与所述内笔机构同心，所述外笔机构与所述内笔机构能够沿轴线方向实现相对运动。
6.进一步地，所述外笔机构与所述连接杆连接，所述内笔机构与所述外笔机构连接；所述外笔机构与所述连接杆之间，和/或所述内笔机构与所述外笔机构之间，设置有弹性机构。
7.进一步地，所述弹性机构包括弹簧或橡胶结构。
8.进一步地，所述弹性机构为弹簧，所述弹簧包括第一弹簧和第二弹簧；所述外笔机构的上端与所述连接杆连接，所述外笔机构的上端与所述连接杆之间连接有所述第一弹簧；所述内笔机构的上端与所述外笔机构的上端连接，所述内笔机构的上端与所述外笔机构的上端之间连接有所述第二弹簧。
9.进一步地，所述外笔机构包括外套管、外套管塞和外笔芯，所述外套管的上端与所述连接杆连接，所述外套管的下端连接在所述探头内部：所述外套管为中空结构，所述外套管塞连接在所述外套管下端内壁上；所述外套管塞上设置有第一安装孔，所述外笔芯连接在所述第一安装孔上。
10.进一步地，所述内笔机构包括内套管、内套管塞和内笔芯，所述内套管设置在所述外套管内，所述内套管的上端与所述外套管的上端连接，所述内套管的下端与所述外套管塞间隔设置：所述内套管为中空结构，所述内套管塞连接在所述内套管下端内壁上；所述内套管塞上设置有第二安装孔，所述内笔芯连接在所述第二安装孔上；所述外笔芯内设有第三安装孔，所述内笔芯的下端穿过所述第三安装孔并与所述外笔芯的端面平齐。
11.进一步地，所述连接杆包括相互连接的第一连接杆和第二连接杆，所述外套管的上端设有外笔机构连接部，所述外笔机构连接部插入所述第一连接杆内，所述外套管通过螺纹连接在所述第二连接杆内；所述内套管上端设有内笔机构连接部，所述内笔机构连接部插入所述外笔机构连接部内。
12.进一步地，所述外笔芯的颜色为白色，所述内笔芯的颜色是黑色。
13.进一步地，所述连接杆上设置有调节卡槽，所述划点笔机构与所述调节卡槽连接，所述划点笔机构能够在所述调节卡槽中调节位置，在所述探测装置处于探测状态时以使所述划点笔机构的下端内缩在所述探头内。
14.本实用新型还提供了一种测量系统，包括上述探测装置、坐标测量机和扫描仪，所述探测装置通过连接杆与所述坐标测量机连接，所述扫描仪用于扫描所述划点笔机构画出的标记点的坐标。
15.本实用新型带来的有益效果在于，通过探测装置的外笔机构与内笔机构能够沿轴线方向实现相对运动的结构，使划点笔机构在不平整的工件上进行画点时，能够调节外笔机构和内笔机构之间的相对位置，以调节外笔机构和内笔机构的划点力度，从而画出扫描仪能够识别出的颜色均匀的同心圆标记点。
附图说明
16.图1是本实用新型一实施例提供的探测装置的结构示意图；
17.图2是本实用新型一实施例提供的探测装置的爆炸图；
18.图3是本实用新型一实施例提供的坐标测量机结构示意图；
19.图4是本实用新型一实施例提供的扫描仪的结构示意图；
20.图5是本实用新型实施例二提供的探测装置的结构示意图；
21.图6是本实用新型实施例三提供的探测装置的结构示意图；
22.图7是本实用新型实施例四提供的探测装置的结构示意图。
23.说明书附图中的附图标记如下：
24.100、探测装置；1、探头；11、第一探头内孔；12、第二探头内孔；2、连接杆；21、第一连接杆；211、外笔机构安装孔；22、第二连接杆；221、内螺纹孔；23、调节卡槽；3、划点笔机构；31、内笔机构；311、内套管；3111、内笔机构连接部；312、内套管塞；3121、第二安装孔；313、内笔芯；32、外笔机构；321、外套管；3211、外笔机构连接部；3212、内笔机构安装孔；322、外套管塞；3221、第一安装孔；323、外笔芯；3231、第三安装孔；33、第一弹簧；34、第二弹簧；200、坐标测量机；300、扫描仪。
具体实施方式
25.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
27.在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征，“多个”的含义是两个或两个以上，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
28.下面参考附图描述根据本实用新型实施例的连接结构。
29.参照图1至图2所示，根据本实用新型实施例的探测装置100，包括探头1、连接杆2和划点笔机构3，划点笔机构3的一端与连接杆2连接，划点笔机构3 的另一端与探头1连接，并从探头1内部穿出至探头1的下端；划点笔机构3 包括内笔机构31和外笔机构32，外笔机构32套设在内笔机构31的外部，外笔机构32与内笔机构31同心，外笔机构32与内笔机构31能够沿轴线方向实现相对运动。
30.根据本实用新型实施例的探测装置100，通过探测装置的外笔机构32与内笔机构31能够沿轴线方向实现相对运动的结构，使划点笔机构3在不平整的工件上进行画点时，能够调节外笔机构32和内笔机构31之间的相对位置，以调节外笔机构32和内笔机构31的划点力度，从而画出扫描仪300能够识别出的颜色均匀的同心圆标记点。
31.在本实用新型的实施例中，外笔机构32与内笔机构31能够沿轴线方向实现相对运动的结构形式有多种实现方式。
32.根据本实用新型的实施例，外笔机构32与连接杆2之间，和/或内笔机构 31与外笔机构32之间，设置有弹性机构。通过在外笔机构32和内笔机构31上设置弹性机构，使划点笔机构3在不平整的工件上进行画点时，外笔机构32能够压缩外笔机构32与连接杆2之间的弹性机构，内笔机构31能够压缩内笔机构31与外笔机构32之间的弹性机构，从而能够分别调节外笔机构32和内笔机构31的划点力度，从而画出颜色均匀的同心圆标记点。
33.在一些实施例中，外笔机构32与连接杆2之间，和/或内笔机构31与外笔机构32之间，设置有可压缩的油液。通过在外笔机构32与连接杆2之间、内笔机构31与外笔机构32之间设置有可压缩的油液，使划点笔机构3在不平整的工件上进行画点时，外笔机构32能够压缩外笔机构32与连接杆2之间的可压缩油液，内笔机构31能够压缩内笔机构31与外笔机构32之间的可压缩油液，从而能够分别调节外笔机构32和内笔机构31的划点力度，从而画出颜色均匀的同心圆标记点。
34.在本实用新型的实施例中，外笔机构32与连接杆2之间，和/或内笔机构 31与外笔机构32之间，设置有弹性机构。弹性机构可以是弹簧，也可以是橡胶结构。
35.根据本实用新型的实施例，如图1所示，弹性机构是弹簧，弹簧包括第一弹簧33和第二弹簧34。外笔机构32与连接杆2之间，连接有第一弹簧33。内笔机构31与外笔机构32之间，连接有第二弹簧34。通过在外笔机构32和内笔机构31上均设置弹簧，使划点笔机构3在不平整的工件上进行画点时，能够分别调节外笔机构32和内笔机构31的划点力度，从而画出颜色均匀的同心圆标记点。例如，内笔机构31的划点区域的工件向外凸起，外笔机构32的
划点区域的工件向内凹进时，外笔机构32与连接杆2之间的第一弹簧33被压缩的程度，小于内笔机构31与外笔机构32之间的第二弹簧34被压缩的程度，从而调节外笔机构32的端部伸出探头1的长度大于内笔机构31的端部伸出探头1的长度。
36.在一些实施例中，仅在内笔机构31与外笔机构32之间，连接有一弹簧，外笔机构32与连接杆2之间固定连接。通过在外笔机构32和内笔机构31之间设置弹簧，使划点笔机构3在不平整的工件上进行画点时，能够调节外笔机构 32和内笔机构31之间的相对位置，以调节外笔机构32和内笔机构31的划点力度，从而画出颜色均匀的同心圆标记点。例如，内笔机构31的划点区域的工件向外凸起，外笔机构32的划点区域的工件向内凹进时，由于外笔机构32与连接杆2固定连接，外笔机构32的位置不可调节，因此在划点时先确定外笔机构 32的位置，使外笔机构32的下端部与工件的凹进区域紧密贴合；由于内笔机构 31的划点区域为工件的凸出区域，内笔机构31的下端部需要相对于外笔机构 32的下端部向探头1方向缩进，通过内笔机构31与外笔机构32之间的弹簧能够实现内笔机构31相对于外笔机构32向探头1方向缩进的运动，调节外笔机构32的端部伸出探头1的长度大于内笔机构31的端部伸出探头1的长度。
37.在本实用新型的实施例中，外笔机构32与连接杆2之间的第一弹簧33，既可以设置在外笔机构32的上端与连接杆2之间，也可以设置在外笔机构32的外侧壁与连接杆2之间。内笔机构31与外笔机构32之间的第二弹簧34，既可以设置在内笔机构31的上端与外笔机构32的上端之间，也可以设置在内笔机构31的外侧壁与外笔机构32的内侧壁之间。
38.根据本实用新型的实施例，如图1所示，弹性机构为弹簧，弹簧包括第一弹簧33和第二弹簧34；外笔机构32的上端与连接杆2连接，外笔机构32的上端与连接杆2之间连接有第一弹簧33；内笔机构31的上端与外笔机构32的上端连接，内笔机构31的上端与外笔机构32的上端之间连接有第二弹簧34。
39.具体地，连接杆2内部设有外笔机构安装孔211。外笔机构32的上端设有外笔机构连接部3211，外笔机构连接部3211的直径小于外笔机构安装孔211。外笔机构连接部3211插入外笔机构安装孔211，且外笔机构连接部3211与外笔机构安装孔211装配完成后能够保持同轴。第一弹簧33连接在外笔机构连接部 3211与外笔机构安装孔211之间。
40.外笔机构连接部3211内设有内笔机构安装孔3212。内笔机构31的上端设有内笔机构连接部3111，内笔机构连接部3111的直径小于内笔机构安装孔3212。内笔机构连接部3111插入内笔机构安装孔3212，且内笔机构连接部3111与内笔机构安装孔3212装配完成后能够保持同轴。第二弹簧34连接在内笔机构连接部3111与内笔机构安装孔3212之间。
41.在一些实施例中，如图5所示，外笔机构32的外侧壁与连接杆2之间连接有第一弹簧33。内笔机构31的外侧壁与外笔机构32的内侧壁之间连接有第二弹簧34。
42.在本实用新型的实施例中，外笔机构32套设在内笔机构31的外部有多种结构形式。
43.根据本实用新型的实施例，如图1所示，外笔机构32包括外套管321、外套管塞322和外笔芯323，外套管321的上端与连接杆2连接，外套管321的下端连接在探头1内部。外套管321为中空结构，外套管塞322连接在外套管321 下端内壁上；外套管塞322上设置有第一安装孔3221，外笔芯323连接在第一安装孔3221上。
44.具体地，外套管321的上端设有外笔机构连接部3211，连接杆2内部设有外笔机构
安装孔211，外笔机构连接部3211插入外笔机构安装孔211，为确保外笔机构32与连接端同轴进行定位。外套管321的中部外壁上设有外螺纹，连接杆2的下端内部设有内螺纹孔221，通过螺纹配合实现外套管321与连接杆2的固定连接。
45.划点笔机构3的下端连接在探头1内部。探头1内开设有第一探头内孔11 和第二探头内孔12，第一探头内孔11位于第二探头内孔12的上方，第一探头内孔11的直径大于第二探头内孔12的直径。外套管321穿过第一探头内孔11，并限位在第一探头内孔11的底部。第一探头内孔11的底部连接的第二探头内孔12贯穿出，外笔芯穿过第二探头内孔12。外套管321为中空结构，外套管塞 322的直径与外套管321相同，使外套管塞322连接在外套管321下端内壁上。外套管塞322用于为外笔芯323提供安装在外套管321下端的安装位置，外套管塞322上设置有第一安装孔3221，外笔芯323连接在第一安装孔3221上，外笔芯323的下端从第一安装孔3221向下伸出，从而使外笔芯323的下端能够从第二探头内孔12伸出。
46.在一些实施例中，如图6所示，外笔机构32整体为中空套筒结构，外笔机构32的上端与连接杆2的下端连接，外笔机构32的下端从探头1下端伸出。外笔机构32的下端截面为环形，外笔机构32的下端能够直接出墨进行标记点的外圆绘制。
47.在本实用新型的实施例中，内笔机构31也有多种结构形式。
48.根据本实用新型的实施例，如图1所示，内笔机构31包括内套管311、内套管塞312和内笔芯313，内套管311设置在外套管321内，内套管311的上端与外套管321的上端连接，内套管311的下端与外套管塞322间隔设置。内套 311管为中空结构，内套管塞312连接在内套管311下端内壁上；内套管塞312 上设置有第二安装孔3121，内笔芯313连接在第二安装孔3121上；外笔芯323 内设有第三安装孔3231，内笔芯313的下端穿过第三安装孔3231并与外笔芯 323的端面平齐。
49.具体地，内套管311设置在外套管321内，并保持内套管311与外套管321 同轴。内套管311的直径小于外套管321，从而内套管311的外壁与外套管321 的内壁之间存在间隙。内套管311的上端设有内笔机构连接部3111，外套管321 的上端内部设有内笔机构安装孔3212，内笔机构连接部3111插入内笔机构安装孔3212，为确保外笔机构32与内笔机构31同轴进行定位。内套管311的下端与内外套管塞322间隔设置，从而内套管塞312并不接触外套管塞322。内套管 311为中空结构，内套管塞312的直径与内套管311相同，使内套管塞312连接在内套管311下端内壁上。内套管塞312用于为内笔芯313提供安装在内套管311下端的安装位置，内套管塞312上设置有第二安装孔3121，内笔芯313连接在第二安装孔3121上，内笔芯313的下端从第二安装孔3121向下伸出，从而使内笔芯313的下端能够伸入外笔芯323内部。外笔芯323内设有第三安装孔3231，内笔芯313的下端从内套管塞312的第二安装孔3121穿出后伸入并穿出第三安装孔3231，使内笔芯313的端面与外笔芯323的端面平齐。
50.在一些实施例中，如图6所示，内笔机构31整体为中空套筒结构，内笔机构31的上端与外笔机构32的上端连接，内笔机构31的下端从探头1下端伸出。内笔机构31的外壁直径与外笔机构32的内壁直径相同，使外笔机构32紧密套设在内笔机构31的外圆柱面上。内笔机构31的下端截面为圆形，内笔机构31 的下端能够直接出墨进行标记点的内圆绘制，并配合外笔机构32的下端绘制出同心圆标记点。
51.在本实用新型的实施例中，如图1和图2所示，连接杆2包括相互连接的第一连接杆21和第二连接杆22，外套管321的上端设有外笔机构连接部3211，外笔机构连接部3211插入
第一连接杆21内，外套管321通过螺纹连接在第二连接杆22内；内套管311上端设有内笔机构连接部3111，内笔机构连接部3111 插入外笔机构连接部3211内。
52.具体地，第一连接杆21连接在第二连接杆22的上方并形成阶梯结构，第一连接杆21用于与坐标测量机200连接，第一连接杆21的内部用于与外笔机构连接部3211，第二连接杆22用于与外笔机构32连接。外套管321也形成有阶梯结构，外套管321的上端设有外笔机构连接部3211，第一连接杆21内部设置有外笔机构安装孔211，外笔机构连接部3211插入外笔机构安装孔211。外套管321的中部设有外螺纹，第二连接杆22内部设置有内螺纹孔221，外套管321 通过螺纹连接在第二连接杆22内。内套管311上端设有内笔机构连接部3111，外笔机构连接部3211的下端内部设有内笔机构安装孔3212，内笔机构连接部 3111插入内笔机构安装孔3212中。
53.在本实用新型的实施例中，外笔芯323的颜色和内笔芯313的颜色能够根据扫描仪300的扫描识别特点相应设置。
54.根据本实用新型的实施例，外笔芯323的颜色为白色，内笔芯313的颜色是黑色。通过采用同轴双笔设计的划点笔机构3，外笔芯323为白色，内笔芯 313为黑色，画出来的标记点为规则的同心圆，内圆为黑色、外圆为白色。内圆为黑色、外圆为白色的同心圆特征的标记点，在试验后可采用扫描仪300进行拍照扫描，运用特定的算法识别并计算标记点的坐标值，在保证精度的同时能够大大提升效率。
55.在一些实施例中，也可以外笔芯323为黑色、内笔芯313为白色，或外笔芯323为白色、内笔芯313为红色。通过设置具有对比度的颜色的外笔芯323 和内笔芯313，能够使扫描仪300更易识别。
56.在本实用新型的实施例中，如图7所示，连接杆2上设置有调节卡槽23，划点笔机构3与调节卡槽23连接，划点笔机构3能够在调节卡槽23中调节位置，在探测装置100处于探测状态时以使划点笔机构3的下端内缩在探头1内。在探测装置100处于探测状态时，探头1发挥探测作用，此时将划点笔机构3 卡在调节卡槽23的上部，使划点笔机构3的整体位置升高，划点笔机构3的下端内缩在探头1内，从而避免在探测状态时划点笔机构3影响探头1的探测功能。在探测装置100处于划点状态时，划点笔机构3发挥划点作用，此时将划点笔机构3卡在调节卡槽23的下部，使划点笔机构3的整体位置降低，划点笔机构3的下端从探头1内伸出，实现划点功能。
57.本实用新型的实施例还提供了一种测量系统，如图3和图4所示，包括上述的探测装置100、坐标测量机200和扫描仪300，探测装置100通过连接杆2 与坐标测量机200连接，扫描仪用于扫描划点笔机构3画出的标记点的坐标。探测装置100通过连接杆2与坐标测量机200主体通过螺纹连接在一起，扫描仪300对划点笔机构3画出的标记点的坐标进行扫描。
58.测量系统的使用过程包括：在坐标测量机200的控制软件中输入需要在工件上标记点的坐标值，坐标测量机200使探测装置100自动移动到工件的目标坐标位置点，与此同时，外笔芯323、内笔芯313在工件的对应位置画出标记点。内笔芯313和外笔芯323画出的标记点为规则的同心圆，内圆为黑色，外圆为白色。接着对工件进行碰撞等试验，试验后标记点的坐标位置发生了变化。此时，扫描仪300先对工件上试验不会发生坐标变化的点进行扫描，例如工件的外角，以此拟合出坐标系；再对内圆黑色外圆白色的标记点进行拍照扫描，采用特定的算法识别并计算出标记点的新的坐标值，在保证精度的同时能够大大提升效
率。
59.根据本实用新型实施例的探测装置100及测量系统，通过探测装置的外笔机构32与内笔机构31能够沿轴线方向实现相对运动的结构，使划点笔机构3 在不平整的工件上进行画点时，能够调节外笔机构32和内笔机构31之间的相对位置，以调节外笔机构32和内笔机构31的划点力度，从而画出扫描仪300 能够识别出的颜色均匀的同心圆标记点。
60.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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。
61.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
62.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。