连接装置以及测量设备

技术领域

本申请涉及机械制造领域，更具体地说，涉及一种连接装置以及测量设备。

背景技术

例如发动机齿轮轴等轴类零件在装配前需要测量其轴类零件的高度，为了符合使用时的工况通常需要待测轴类零件在旋转中进行测量。目前，通常的测量方法是将能够旋转的涨紧轴与待测轴的中心孔连接，使涨紧轴驱动待测轴的中心孔使待测轴一同旋转，测量设备理论上是不允许受任何的外力影响，否则测量不准确，涨紧轴在涨紧待测轴的时候会拉拽待测轴，会使待测轴产生轴向位移，而且测量设备的涨紧连接机构是刚性的，无法消除所产生的位移量，会直接影响测量结果。

因此如何避免在涨紧过程中造成的位移，成为本申请需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种，以克服上述技术问题。

根据本申请，提出了一种连接装置，包括：支架、浮动部以及涨紧机构，其中，所述支架包括沿竖直方向延伸的导杆，所述浮动部安装于所述导杆并能够相对于所述导杆在竖直方向浮动，所述涨紧机构绕竖直方向的轴线可旋转地安装于所述浮动部，并且，所述涨紧机构的一端突出于所述支架的底部，其中，所述涨紧机构的端部能够在扩张状态和收缩状态间转换。

优选地，所述连接装置包括与所述导杆固定连接的固定部，所述浮动部通过弹性件与所述固定部浮动连接。

优选地，所述浮动部限定有内腔，并且，所述浮动部的底部具有与所述内腔连通的第一开孔，所述涨紧机构穿过所述第一开孔向下延伸，并且所述涨紧机构的顶部轴向限位于所述内腔。

优选地，所述固定部设置于所述浮动部的下方以对所述涨紧机构限位，和/或，所述浮动部通过套设于所述导杆的直线轴承与所述导杆连接。

优选地，所述涨紧机构包括筒状的壳体，并且所述壳体的一端包括能够沿径向发生弹性形变的开口部，所述壳体内设置有能够相对于所述壳体在竖直方向移动的杆部，所述杆部包括截面相对于所述杆部的其他部分向外凸出的挤压部，所述挤压部通过在竖直方向移动，能够使所述开口部在受到所述挤压部挤压从而径向扩张的扩张状态和脱离所述挤压部的挤压从而恢复原状的收紧状态间转换。

优选地，所述开口部包括竖直向上渐缩的锥管部分，所述挤压部包括竖直向下渐扩的锥状部，所述锥状部能够收纳在所述锥管部分中，并且所述锥状部的外壁与所述锥管部分的内壁贴合。

优选地，所述壳体内围绕至少部分所述杆部设置有处于压缩状态的弹性体，所述弹性体抵靠所述杆部以及所述壳体，以使所述杆部相对于所述壳体保持向上移动的趋势，并且，所述连接装置包括能够推动所述杆部向下移动的推动机构。

优选地，所述浮动部的顶部开设有与所述第一开孔相应的第二开孔，并且，所述壳体的顶部开设有与所述第二开孔对应的通孔，所述推动机构安装于所述浮动部的顶部，并且，所述推动机构包括能够相对于所述壳体沿竖直方向移动的推动头，所述推动头通过所述第二开孔以及通孔与所述杆部连接。

优选地，所述支架包括底板和顶板，至少两个所述导杆安装于所述底板和顶板之间，其中，所述底板开设有供所述涨紧机构穿过的通过孔。

根据本申请，还提出了一种测量设备，其特征在于，包括如上所述的连接装置，以及安装于所述支架的驱动机构，其中，所述驱动机构能够驱动所述涨紧机构旋转。

根据本申请的技术方案，涨紧机构与待测轴的中心孔连接时，由于工件以及涨紧机构能够通过浮动部在竖直方向产生位移，从而抵消掉由于涨紧机构涨紧连接过程中产生的位移。

本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：

图1为根据本申请的一种实施方式的连接装置的示意图；

图2为图1所示的连接装置的剖视图；

图3为图2所示的连接装置的开口部处于收紧状态的放大图；

图4为图3所示的连接装置的开口部处于扩张状态的放大图；

图5为图2所示的连接装置的浮动部的放大图；

图6为根据本申请的一种实施方式的测量设备的示意图；

图7为图6所示的测量设备的剖视图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。

根据本申请的一个方面，提供了一种连接装置，包括支架100、浮动部210以及涨紧机构300，其中，所述支架100包括沿竖直方向延伸的导杆101，所述浮动部210安装于所述导杆101并能够相对于所述导杆101在竖直方向浮动，所述涨紧机构300绕竖直方向的轴线可旋转地安装于所述浮动部210，并且，所述涨紧机构300的一端突出于所述支架100的底部，其中，所述涨紧机构300的端部能够在扩张状态和收缩状态间转换。

根据本申请的技术方案，涨紧机构300与待测轴(工件)的中心孔连接时，由于工件以及涨紧机构300能够通过浮动部210在竖直方向产生位移，使本连接装置与待测轴在竖直方向上柔性连接，由于待测轴以及涨紧机构300的自重能够通过浮动部210抵消掉由于涨紧机构涨紧连接过程中产生的位移，从而避免了传统的测量装置与待测轴之间刚性连接导致的涨紧连接过程中产生的位移。

本申请的技术方案中，支架100用以支撑浮动部210以及涨紧机构300以使本连接装置与待测轴在竖直方向柔性连接。涨紧机构300用以从待测轴的上方插入待测轴的中心孔，并与待测轴的中心孔涨紧连接，使连接后的涨紧机构300与待测轴能够绕轴线同步旋转，其中，涨紧机构300可以采用适当的形式，以与待测轴连接，例如，涨紧机构300的端部可以通过液压或气压使其发生形变，从而使涨紧机构300的端部扩张并从待测轴的中心孔内部挤压中心孔的内壁，以实现涨紧连接；还可以通过例如与膨胀螺栓类似的机构与待测轴的中心孔涨紧连接，此处不作限制，只要能够使是涨紧机构300的端部能够在扩张状态和收缩状态件转换，从而实现与待测轴的中心孔形成涨紧连接即可。涨紧机构300与浮动部210可旋转地连接，并且浮动部210在竖直方向可浮动的与支架100连接，从而使涨紧机构300能够相对于支架100可在竖直方向浮动并且能够绕轴线旋转。

导杆101可以采用适当的形式，以与浮动部210浮动地连接，浮动部210可以包括能够套设于导杆101的套筒结构或者通过在浮动部210开设于导杆101匹配的通孔等方式与导杆101连接，从而使浮动部210能够沿导杆101的延伸方向移动。并且，浮动部210可以通过弹簧、拉簧、浮动液压缸等弹性件与支架100连接，例如，通过在支架100顶部和浮动部210之间安装拉簧或在支架100的底部和浮动部210之间安装浮动液压缸、弹簧等，从而使浮动部210能够沿竖直方向相对于支架100浮动。

通过本申请，由于涨紧机构300与浮动部210可旋转地连接，使得涨紧机构300相对于支架100可以在竖直方向浮动并能够绕轴线旋转，突出支架100的涨紧机构300的端部能够插入待测轴的中心孔中，以使涨紧机构300与待测轴形成涨紧连接能够共同绕轴线旋转，并且通过浮动部210使连接装置与待测轴在竖直方向形成柔性连接。连接过程中支架100相对于待测轴位置固定，而涨紧机构300相对于支架100可在竖直方向浮动，涨紧过程中所产生的向上的位移量能够被浮动部210产生的浮动所抵消，从而使涨紧过程中由于待测轴自身重量使其能够始终保持在原位置，避免了涨紧过程中造成的待测轴位移。

为了实现浮动部210与支架100浮动连接，根据一个优选的实施方式，所述连接装置包括与所述导杆101固定连接的固定部211，所述浮动部210通过弹性件202与所述固定部211浮动连接。

本申请中，固定部211可以安装于浮动部210的上方、下方或者侧方，并且通过弹性件202与浮动部210连接。例如，固定部211可以固定安装于支架100的顶部以设置于浮动部210的上方，并且固定部211的底部可以通过例如拉簧等弹性件202与浮动部210的顶部连接，从而通过拉拽浮动部210使浮动部210与支架浮动连接；固定部211还可以固定安装于支架100的底部已设置于浮动部210的下方，并且固定部211的顶部可以通过弹簧等弹性件与浮动部210的底部连接，从而通过从下方承托浮动部210使浮动部210与支架100浮动连接等，其中，弹性件202在与浮动部210和固定部211连接后应当处于可上下浮动的非临界状态，即，弹性件202在与浮动部210和固定部211连接后仍然可以变形，使浮动部210处于浮动状态，以满足与待测轴连接后能够在竖直方向浮动的需求，此处不做赘述，只要能够实现浮动部210与支架100浮动连接即可。

其中，固定部211可以采用适当的形式与支架100连接，例如固定部211可以采用多个在竖直方向延伸的支撑杆的形式以与支架100连接，并且当安装于浮动部210的下方的情况下，可以围绕浮动部210底部周向布置以留出涨紧机构300的空间，或者采用筒形结构使涨紧机构300从其中穿设等多种形式，此处不做赘述，只要能够实现与支架100固定连接即可。

通过本申请的技术方案，支架100与固定部211固定连接，浮动部210通过弹性件202与固定部211浮动连接，使涨紧机构300可浮动的与支架100连接，以实现本连接装置与待测轴的柔性连接。

由于通过浮动部210能够提供足够的浮动量以抵消涨紧机构300在涨紧连接过程中产生的位移量，涨紧机构300可以与浮动部210在竖直方向保持位置固定，使得涨紧机构300无法相对于浮动部210在竖直方向产生位移，根据一个优选的实施方式，如图5所示，所述浮动部210限定有内腔，并且，所述浮动部210的底部具有与所述内腔连通的第一开孔2101，所述涨紧机构300穿过所述第一开孔2101向下延伸，并且所述涨紧机构300的顶部轴向限位于所述内腔。

本申请中，涨紧机构300的顶部可以具有环状凸缘，浮动部210可以具有与该环状凸缘匹配的内腔，以使环状凸缘轴向限位于内腔中，从而使涨紧机构300无法相对于浮动部210在竖直方向移动，另外，为了减小涨紧机构300在旋转过程中其顶部与内腔的摩擦，可以在环状凸缘的上下两侧安装轴承220。

为了提高涨紧机构300旋转时的稳定性，避免发生摆动，根据一个优选的实施方式，如图1和2所示，所述固定部211设置于所述浮动部210的下方以对所述涨紧机构300限位，和/或，所述浮动部210通过套设于所述导杆101的直线轴承201与所述导杆101连接。

本申请中，固定部211安装于浮动部210的下方，并可以通过例如弹簧等弹性件202与浮动部210连接。其中，固定部211可以具有筒形的形状，以套设于涨紧机构300，使涨紧机构300容纳于固定部211的内腔中，并且固定部211的内壁可以与涨紧机构300的外壁匹配，浮动部210通过弹性件202安装于固定部211的上方，以使固定部211在竖直方向限制浮动部210的浮动范围，进而限制涨紧机构300在竖直方向上的移动范围。。

并且，浮动部210可以通过直线轴承201与导杆101连接，从而降低浮动部210在浮动过程中与导杆101之间的摩擦。

涨紧机构300可以采用适当的形式，以便于与待测轴涨紧连接，根据一个优选的实施方式，所述涨紧机构300包括筒状的壳体301，并且所述壳体301的一端包括能够沿径向发生弹性形变的开口部304，所述壳体301内设置有能够相对于所述壳体301在竖直方向移动的杆部302，所述杆部302包括截面相对于所述杆部302的其他部分向外凸出的挤压部303，所述挤压部303通过在竖直方向移动能够使所述开口部304在受到所述挤压部303挤压从而径向扩张的扩张状态和脱离所述挤压部303的挤压从而恢复原状的收紧状态间转换。

本申请的技术方案中，壳体301的开口部304作为涨紧机构300用于插入待测轴的中心孔的端部，开口部304可以采用适当的形式，以实现扩张和收紧，例如，可以从开口部304的底端向上方开设多个槽，以将开口部304分割成多个瓣部，当有外力从开口部304内部径向向外的施加在多个瓣部的内壁时，多个瓣部可以径向的向外扩张，从而进入扩张状态；而当消除该外力时，多个瓣部可以恢复至原状从而进入收紧状态。为了实现从壳体301的内部向外挤压开口部304，可以采用在壳体301内设置能够在竖直方向移动的杆部302，其中杆部302包括大于杆部302的其他部分直径的挤压部303，并且，壳体301可以具有多种内径，至少在开口部304或者其附近包括与挤压部303的直径匹配的内径部分，壳体301的其他部分可以与杆部302的其他部分直径匹配。

例如，大部分的壳体301的壁可以具有较厚尺寸以使这部分壳体301的内径与杆部302的大部分的直径匹配但小于挤压部303的直径，在开口部304部分的壁可以具有较薄的尺寸，挤压部303可以容纳于该部分，而不会挤压开口部304的内壁。从而通过移动杆部302使挤压部303在壳体301中的不同内径的位置移动，当挤压部303处于匹配的内径部分时不会挤压开口部304，此时开口部304处于收紧状态；当挤压部303从该较大内径部分向较小内径部分移动时，会从内部向外挤压开口部304的内壁，从而使瓣部径向向外张开，从而进入扩张状态；当挤压部303重新移动至内径较大部分时瓣部可以恢复至收紧状态，从而实现涨紧机构的端部在收紧状态和扩张状态之间转换。

其中，杆部302可以通过例如液压缸、电机等驱动装置进行驱动从而使杆部302在壳体301内移动。

通过本申请，涨紧机构300可以通过杆部302的移动使挤压部303向开口部304施加径向向外的而压力，从而实现开口部304扩张状态和收紧状态之间转换，以便于开口部304在收紧状态时插入待测轴的中心孔，并通过将开口部304从收紧状态转换至扩张状态从而实现与待测轴的涨紧连接。

挤压部303和开口部304可以采用适当的形式，以实现通过挤压部303的移动使开口部304在收紧状态和扩张状态之间转换，根据一个优选的实施方式，如图2至4所示，所述开口部304包括竖直向上渐缩的锥管部分，所述挤压部303包括竖直向下渐扩的锥状部，所述锥状部能够收纳在所述锥管部分中，并且所述锥状部的外壁与所述锥管部分的内壁贴合。

本申请的技术方案中，锥管部分可以设置于开口部304的端部，椎管部分的内轮廓与锥状部的外轮廓匹配，使锥状部可以容纳于锥管部分之中，例如图3所示，此时，锥状部完全容纳于锥管部分之中，锥状部的最大直径部分处于锥管部分的最大内径部分，锥状部不会对开口部304的内壁施加压力。当向上移动杆部302时会带动挤压部303上移，如图4所示，此时，锥状部的最大直径部分向上移动脱离了锥管部分的最大内径部分，使得锥状部移动至内径小于锥状部的最大直径部分的位置，使锥状部对开口部304的内壁施加径向向外的压力，从而使开口部304径向向外逐渐扩张，已进入扩张状态。

为了使涨紧机构300在通常状态下处于扩张状态，根据一个优选的实施方式，如图2所示，所述壳体301内围绕至少部分所述杆部302设置有处于压缩状态的弹性体306，所述弹性体306抵靠所述杆部302以及所述壳体301，以使所述杆部302相对于所述壳体301保持向上移动的趋势，并且，所述连接装置包括能够推动所述杆部302向下移动的推动机构204。

本申请的技术方案中，壳体301可以包括容纳弹性体306的部分，并且该部分的底部形成台阶状的横截面已从下方止挡弹性体306，杆部302的顶部可以具有凸台，以能够从上方止挡该弹性体306，并且，壳体301的顶部可以具有止挡杆部302的止挡结构，以限制杆部302在壳体301中的移动范围，其中，弹性体306可以采用碟形弹簧，并且，上下两端分别通过第一垫片308和第二垫片309与杆部302和壳体301连接。

处于压缩状态的弹性体306能够向上推动杆部302，使杆部302能够处于被壳体301顶部的止挡结构止挡的状态，进而使杆部302底部的挤压部303保持在挤压开口部304的位置，从而使开口部304保持扩张状态。为了使开口部304能够恢复至收紧状态，可以通过推动机构204，以使杆部302抵抗弹性体306的斥力向下移动，从而使挤压部303向下移动至无法对开口部304施加压力的位置，以使开口部304恢复至收紧状态。其中，推动机构204可以安装于适当的位置以与杆部302连接，例如，推动机构204可以安装于壳体301的一侧，并在壳体301的适当位置开设竖直方向的槽，杆部302可以包括能够沿该槽移动的连接部，推动机构204可以通过该连接部与杆部302连接，从而驱动杆部302移动等，此处不作限制，只要能够实现通过推动机构204使杆部302移动即可。

推动机构204可以采用适当的形式与杆部302连接，根据一个优选的实施方式，如图2所示，所述浮动部210的顶部开设有与所述第一开孔2101相应的第二开孔2102，并且，所述壳体301的顶部开设有与所述第二开孔2102对应的通孔307，所述推动机构204安装于所述浮动部210的顶部，并且，所述推动机构204包括能够相对于所述壳体301沿竖直方向移动的推动头2041，所述推动头2041通过所述第二开孔2102以及通孔307与所述杆部302连接。

通过本申请的技术方案，推动机构204安装于浮动部210的顶部，并且可以沿竖直方向移动的推动头2041能够依次穿过位于浮动部210顶部的第二开孔2102和壳体301顶部的通孔307伸入至壳体301内与杆部302的顶部连接，通过推动头2041的推动能够使杆部302沿竖直方向向下移动，使开口部304处于收紧状态，并且当推动头2041回缩时杆部302收到弹性体306的弹力向上移动，以使开口部304恢复至扩张状态。

支架100可以采用适当的形式，以使结构稳定，根据一个优选的实施方式，如图1所示，所述支架100包括底板103和顶板102，至少两个所述导杆101安装于所述底板103和顶板102之间，其中，所述底板103开设有供所述涨紧机构300穿过的通过孔。

通过本申请的技术方案，支架100通过底板103、顶板102以及至少两个导杆101形成框架性结构，增加了结构稳定性，其中，导杆101的两端分别固定于底板103和顶板102，优选地，固定部211可以通过中间板104固定于导杆101，以进一步提升固定部211的稳定性。

根据本申请的另一方面，还提供了一种测量设备，包括如上所述的连接装置，以及安装于所述支架100的驱动机构，其中，所述驱动机构能够驱动所述涨紧机构300旋转。

测量设备用于测量齿轮轴的高度，即，测量齿轮轴的顶部与齿轮箱结合缝所在平面之间的高度差，从而为齿轮轴安装适合的垫圈已闭合齿轮箱，测量设备需要在待测轴旋转过程中对其进行测量为了使与涨紧机构300涨紧连接的待测轴旋转，需要驱动涨紧机构300旋转。

本申请的技术方案中，驱动机构可以包括与支架100固定连接的旋转电机401，能够由旋转电机401驱动的驱动齿轮402，固定连接于涨紧机构300的第一传动齿轮404，以及与驱动齿轮402和第一传动齿轮404啮合的第二传动齿轮403，其中，驱动齿轮402、第一传动齿轮404以及第二传动齿轮403的旋转轴线与涨紧机构300的旋转轴线平行。其中，固定部211可以具有筒状的形状，期内腔的至少一部分具有与第一传动齿轮404的直径匹配的内径，以供第一传动齿轮404在固定部211内旋转，为了与第二传动齿轮403连接，固定部211可以开设有能够暴露第一传动齿轮404的至少一部分的开槽2111，第二传动齿轮403能够穿过开槽2111与第一传动齿轮404啮合，从而使旋转电机401驱动驱动齿轮402旋转，进而通过第二传动齿轮403带动第一传动齿轮404旋转，以驱动涨紧机构300旋转从而带动待测齿轴旋转。其中，固定部211的内腔具有满足第一传动齿轮404在竖直方向移动的空间，以使涨紧机构300在竖直方向浮动时不受固定部211的内腔的限制，并且，第一传动齿轮404的高度大于开槽2111的高度，以使第一传动齿轮随涨紧机构300在竖直方向浮动时始终保持至少一部分与第二传动齿轮403啮合。

为了测量齿轮轴顶部的高度，本测量设备还包括与支架100连接的接触板230以及与接触板230的顶部连接的多个高度传感器501，接触板230开设有供涨紧机构300穿出的开孔，接触板230设置于涨紧机构300的端部上方，以使涨紧机构300与待测轴涨紧连接后接触板230的底部抵靠安装于待测轴的轴承外圈的顶面，在涨紧机构300带动待测轴旋转时，接触板230抵靠于轴承的外圈，使待测轴能够相对于接触板230旋转，因此以接触板230的底面高度即为待测轴的轴承的顶面高度，从而以接触板230为基准通过高度传感器501获取待测轴的轴承顶面的高度数据，进而确定轴承顶面与齿轮箱接缝面高度差。

通过本申请，测量设备与待测轴在竖直方向上柔性连接，由于待测轴以及涨紧机构的自重能够通过浮动部抵消掉由于涨紧机构涨紧连接过程中产生的位移，从而避免了传统的测量装置与待测轴之间刚性连接导致的涨紧连接过程中产生的位移，使测量更准确。

实际测量过程如下：

首先，将测量设备设置于待测轴的上方，使涨紧机构300与待测轴的中心孔对准；再将涨紧机构300的端部转换至收紧状态，例如通过推动机构204推动杆部302克服弹性体306的斥力向下移动，从而带动挤压部303在壳体301内向下移动至不会挤压开口部304的位置，以使涨紧机构300的端部转换至收紧状态，之后将测量设备下降，使涨紧机构300的端部插入待测轴的中心孔中，并使接触板230的底部接触待测轴的轴承外圈的顶面；再将涨紧机构300的端部转换至扩张状态，例如，收回推动机构204的推动头2041，使杆部302受弹性体306的斥力，从而带动壳体301内的挤压部303恢复至挤压开口部304的位置，使开口部304径向向外扩张，以使涨紧机构300与待测轴涨紧连接，涨紧连接过程中待测轴向上的位移被浮动部210的浮动所抵消，因此能够使待测轴的高度保持不变；再通过驱动机构使涨紧机构300旋转，同时带动待测轴一同旋转；最后通过高度传感器获得旋转状态下待测轴的轴承顶面的高度数据，并通过与齿轮箱接缝面的高度数据比对从而得到轴承顶面与齿轮箱接缝面的高度差。

以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本申请所公开的内容。