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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110530272A(43)申请公布日2019.12.03(21)申请号201910955846.3(22)申请日2019.10.09(71)申请人河南科技大学地址471003河南省洛阳市涧西区西苑路48号(72)发明人杨芳李济顺王晓明马喜强陈运鹏郭楠余永健薛玉君李伦司东宏韩红彪隋新刘春阳(74)专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限公司41119代理人贾东东(51)Int.Cl.G01B11/02(2006.01)G01B17/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称角接触球轴承内圈沟道位置的非接触测量装置及测量方法(57)摘要本发明涉及一种角接触球轴承内圈沟道位置的非接触测量装置及测量方法,测量装置包括:内圈安装结构、传感器支架、摆角电机,非接触式测距传感器、上编码器及计算机,测量时,由摆角电机驱使非接触式测距传感器绕摆角电的摆动输出部的回转中心轴线摆动,以摆动轴线摆动输出部的回转中心轴线为坐标原点时,在整个非接触测量过程中,原点位置并不发生改变,非接触式测距传感器测量的均是摆动轴线的回转中心轴线到相应外轮廓点的间距,进而可有效简化后续的计算过程。而且,相对现有技术中的利用转动的支架驱使位移传感器摆动测距的结构,本发明中传感器支架固定不动,摆角电机驱动非接触式测距传感器摆动的方式,有效避免装配误差带来的测量影响。CN110530272ACN110530272A权利要求书1/2页1.一种角接触球轴承内圈沟道位置的非接触测量装置,其特征在于:包括:内圈安装结构,用于支撑安装待测的轴承内圈;传感器支架;摆角电机,安装在所述传感器支架上,位于所述内圈安装结构旁侧,将轴承内圈的轴向定义为X向,将摆角电机摆动输出部的回转中心轴线延伸方向定义为Y向,摆角电机的摆动输出部在XZ平面内摆动;非接触式测距传感器,安装在所述摆角电机的摆动输出部上,并由摆动输出部驱动绕所述回转中心轴线在XZ平面内摆动,以扫描测量所述轴承内圈在XZ平面内的外轮廓线上的相应轮廓点与所述非接触式测距传感器之间的距离,进而得到所述轴承内圈在XZ平面内的外轮廓线上的相应轮廓点与所述回转中心轴线的距离;上编码器,设置在所述摆角电机上,用于检测摆角电机驱使非接触式测距传感器在XZ平面内的转动角度;计算机,与所述非接触式测距传感器和上编码器连接,以接收非接触式测距传感器输出的测距信息和上编码器输出的角度信息。2.根据权利要求1所述的角接触球轴承内圈沟道位置的非接触测量装置,其特征在于:所述内圈安装结构包括芯轴,用于支撑套装待测的轴承内圈。3.根据权利要求2所述的角接触球轴承内圈沟道位置的非接触测量装置,其特征在于:所述芯轴由转动电机驱动回转,对应所述转动电机设有用于检测芯轴带着轴承内圈转动角度的下编码器。4.根据权利要求2或3所述的角接触球轴承内圈沟道位置的非接触测量装置,其特征在于:所述芯轴位于所述非接触式测距传感器正下方。5.根据权利要求1或2或3所述的角接触球轴承内圈沟道位置的非接触测量装置,其特征在于:所述摆角电机沿Y向位置可调的固定安装在所述传感器支架上。6.一种角接触球轴承内圈沟道位置的非接触测量方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)将待测轴承内圈的轴向定义为X向,将摆角电机摆动输出部的回转中心轴线延伸方向定义为Y向,摆角电机在Z向上位于待测轴承内圈旁侧,待测轴承内圈的沟道在XZ平面内的轮廓线的最低点与所述回转中心轴线形成的基准平面平行于YZ平面,待测轴承内圈朝向所述非接触式测量传感器的一侧在XZ平面内的外轮廓线包括沟道轮廓线及周面轮廓线,沟道轮廓线和周面轮廓线的交点为过渡轮廓点,周面轮廓线与待测轴承内圈轴向上的相应基准端面的交点为末端轮廓点;由摆动输出部驱动非接触式测量传感器围绕所述回转中心轴线在XZ平面内摆动,以扫描测量沟道轮廓线和周面轮廓线上的多个轮廓点与非接触式测距传感器的距离数值,并利用上编码器测得与各距离数值一一对应的表示非接触式测量传感器相对所述基准平面转动的角度;由所述非接触式测距传感器测得距离数值可得所述沟道轮廓线和周面轮廓线上的多个轮廓点与所述回转中心轴线的距离,从中选取最小值作为过渡轮廓点到所述回转中心轴线的距离L2,从中选取与所述基准端面对应的极大值作为末端轮廓点到所述回转中心轴线的距离L1;从所述上编码器测得的角度数值中选取与所述距离L1对应的角度α,以及选取与所述距2CN110530272A权利要求书2/2页离L2对应的角度β;(2)计算得到末端外轮廓点到过渡外轮廓点的距离a:(3)计算得到轴承内圈沟道位置c,即轴承内圈沟道轮廓线最低点到所述基准端面的距离:c=a+L2sinβ。7.根据权利要求6所述的角接触球轴承内圈沟道位置的非接触