一种用于微小球体表面缺陷和轮廓检测的夹具和装置

专利2025-11-18  4


本发明涉及辅助夹具,具体涉及一种用于微小球体表面缺陷和轮廓检测的夹具和装置。


背景技术:

1、微小球体在国防、航空航天、精密传动等领域发挥着重要的作用,其质量的好坏直接决定了机械零件质量的优异性。表面缺陷及圆度是评价球体质量的两个关键指标,而快速、准确地检测出微小球体全球面缺陷以及多角度轮廓又直接决定了机械生产、加工实验的效率。

2、微小球体在加工后,需要通过光学显微镜对其表面缺陷及轮廓进行检测,由于光学显微镜定焦的需求,检测空间存在一定的限制且缺少一种小尺寸的多功能检测、定位夹具,从而造成检测时需要频繁对微小球体进行拨动、定位,这不仅消耗了大量时间,还无法对微小球体的表面缺陷进行指定检测,更容易造成掉球现象。

3、针对微小球体表面缺陷的检测,授权公告号为cn219320129u的实用新型专利公开了一种轴承用微型球表面缺陷检测系统,其通过由弧形夹具、连接轴、第一电动伸缩杆、橡胶垫片以及第一电机等组成的具有自动翻面功能的微型球夹持结构,以及由第一卡孔、第二电动伸缩杆、安装座、第二电机以及支撑架等组成的微型球支撑旋转结构,实现了微小球体的全球面表面缺陷检测,但由于该检测系统夹持方式的限制,单次只能检测一颗球,检测效率低,且无法用于检测微小球体的轮廓,同时该检测系统尺寸较大,无法满足检测空间的限制需求。

4、针对球体的检测夹具,申请公布号为cn117381682a的发明专利申请公开了一种陶瓷球检测夹具,该夹具在使用时,先通过按压操作部使其受力带动塞部朝向吸附头方向运动,之后让吸附头贴合陶瓷球形成对内腔空间的封堵,最后再让操作部受弹性力复位,使得内腔内外形成压力差,来对陶瓷球进行吸附,但该检测夹具单次只能吸附一颗球,降低了检测效率,且该夹具无法实现对球体全球面进行表面缺陷检测,同时也无法对球体轮廓进行多角度检测。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种使用于有空间限制情况下微小球体表面缺陷全球面检测及轮廓多角度检测的夹具和装置,以解决背景技术中提出使用光学显微镜对直径在0.8mm~2mm之间的微小球体的表面缺陷及轮廓的检测存在耗时久、效率低、无法指定检测全球面缺陷的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供了一种用于微小球体表面缺陷和轮廓检测的夹具,包括底座、滑台、齿条滑板、齿轮、弹簧挡板和载玻片,所述底座具有高倍检测区和较低倍检测区;所述滑台沿前后方向滑动设置于所述高倍检测区中,所述齿条滑板沿左右方向滑动地设置于所述滑台上;所述齿轮转动安装在所述滑台上并与所述齿条滑板的齿条相啮合,以带动所述齿条滑板在所述滑台上滑动;所述弹簧挡板设置在所述滑台靠近所述齿条滑板的一侧,所述弹簧挡板与所述滑台之间设有夹紧弹簧;所述高倍检测区顶部设置有第一检测定位板,所述第一检测定位板朝向所述齿条滑板的一侧开设有若干检测卡槽,所述若干检测卡槽与所述齿条滑板上的第二检测定位板相互配合以夹持定位待检测的微小球体;所述较低倍检测区中设置有若干检测定位孔;所述载玻片设置于所述若干检测卡槽和所述若干检测定位孔的下方,以承托置于所述若干检测卡槽和/或所述若干检测定位孔内的微小球体,且所述载玻片能够沿左右方向滑动。

3、进一步的,所述高倍检测区的底板上设置有用于所述滑台沿前后方向滑动的第一滑槽和用于对所述弹簧挡板进行定位的止动槽,所述止动槽设置在所述底板的顶部前侧并与所述第一滑槽连通;所述高倍检测区的左右两侧壁内侧面上设置有为所述齿条滑板提供移动空间的凹槽,所述高倍检测区的后侧壁上设置有为所述齿轮转动提供操作空间的操作口;所述滑台的顶部后侧设置有用于安装所述齿轮的齿轮安装轴,所述滑台的顶部前侧设置有用于所述齿条滑板左右滑动的第五滑槽,所述滑台的前侧壁上设置有用于带动所述滑台沿前后方向滑动的驱动装置和用于所述夹紧弹簧一端安装的安装孔,所述滑台的底部设置有滑动设置于所述第一滑槽内的第一滑块。

4、进一步的,所述滑台的顶部后侧左右两边各设有一条第四滑槽;所述滑台上还设置有用于对所述载玻片进行支撑的载玻片底板,所述载玻片底板呈门字形结构跨设于所述齿轮之上,所述载玻片底板的底部两端分别设置有滑动设置于所述第四滑槽内的第三滑块。

5、进一步的,所述弹簧挡板朝向所述滑台一侧的侧底部设置有与所述夹紧弹簧另一端连接的弹簧安装轴,所述弹簧挡板的底部设置有与所述止动槽配合的卡榫以及能供所述驱动装置活动贯穿的开口。

6、进一步的,所述滑台前侧壁的中心部设置有连接凹槽;所述驱动装置为拉杆,所述拉杆的前端设置有插设在所述连接凹槽内的连接榫头。

7、进一步的,所述齿条滑板包括板面垂直设置的支撑板和第二检测定位板,所述支撑板竖向设置于所述滑台上,所述支撑板底部设置有滑动设置于所述第五滑槽内的第二滑块;所述第二检测定位板设置于所述支撑板的顶部一侧,所述第二检测定位板远离所述支撑板的一侧用于与所述若干检测卡槽配合;所述齿条竖直设置于所述支撑板的前表面上。

8、进一步的,所述夹具还包括板状结构的第一防尘盖,所述第一防尘盖的底面上设置有用于增加强度的加强台阶面和用于与所述底座连接的第四滑块;所述高倍检测区的左右两侧壁顶面上开设有与所述第四滑块相匹配的第二滑槽。

9、进一步的,所述夹具还包括l型结构的第二防尘盖,所述第二防尘盖包括第一板和第二板,所述第一板上设置有第五滑块,且所述第一板的一端设置有凸出于所述第二板的凸出部;所述较低倍检测区具有台阶状表面,所述台阶状表面包括第一台阶和第二台阶,所述第一台阶的横向台阶面从所述底座的顶面向下凹陷设置,所述第一台阶的竖向台阶面上设有竖向设置的第三滑槽;所述第二台阶低于所述第一台阶,所述第二台阶的底部还设置有用于收纳所述第一板的收纳槽,所述收纳槽的顶面上开设有沿前后方向设置的第六滑槽。

10、进一步的,所述若干检测定位孔包括从左到右依次布置的第一组台阶锥形孔、第二组台阶锥形孔和第三组台阶锥形孔,每一组均包括多个台阶锥形孔。

11、本发明还提供一种用于微小球体表面缺陷和轮廓检测的装置,包括上述的夹具、检测物镜和检测平台,所述检测平台顶部设置有夹持定位装置,所述夹具通过所述夹持定位装置固定设置在所述检测平台上,所述检测物镜设置在所述夹具的上方,用于对待检测的微小球体进行检测。

12、相比于现有技术,本发明具有以下有益效果:

13、(1)、本发明的用于微小球体表面缺陷和轮廓检测的夹具,将对微小球体的表面缺陷全球面检测功能与轮廓多角度检测功能结合在一起;通过第一检测定位板上设置的不同尺寸的检测卡槽与齿条滑板上的第二检测定位板上的第二检测定位板相互配合,实现对不同尺寸微小球体的夹持定位,当沿夹具(底座)左右方向转动齿轮时,齿条滑板上的第二检测定位板带动置于检测卡槽内的微小球体绕其y轴(垂直轴)旋转;当沿夹具左右方向移动位于微小球体下方的载玻片时,载玻片带动微小球体(此时微小球体仍由检测卡槽与第二检测定位板相互配合夹持、定位)绕其z轴(水平轴)旋转;本发明在上述两种作用下实现不同尺寸微小球体的360°旋转,进而实现对微小球体全球面表面缺陷的检测。

14、(2)、本发明的用于微小球体表面缺陷和轮廓检测的夹具,利用不同孔径尺寸和高度尺寸的台阶锥形孔和设置于微小球体下方可沿夹具左右方向移动的载玻片,实现微小球体的定位以及转动,进而实现对微小球体轮廓的多角度检测。

15、(3)、本发明的用于微小球体表面缺陷和轮廓检测的装置,包括夹具、检测物镜和检测平台,通过检测物镜与夹具的配合,实现对不同尺寸微小球体的全球面表面缺陷检测和轮廓的多角度检测,结构简单、检测效率高。

16、除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图,对本发明作进一步详细的说明。


技术特征:

1.一种用于微小球体表面缺陷和轮廓检测的夹具,其特征在于,包括底座(1)、滑台(2)、齿条滑板(3)、齿轮(4)、弹簧挡板(6)和载玻片(7),所述底座(1)具有高倍检测区和较低倍检测区;所述滑台(2)沿前后方向滑动设置于所述高倍检测区中,所述齿条滑板(3)沿左右方向滑动地设置于所述滑台(2)上;所述齿轮(4)转动安装在所述滑台(2)上并与所述齿条滑板(3)的齿条(3.2)相啮合,以带动所述齿条滑板(3)在所述滑台(2)上滑动;所述弹簧挡板(6)设置在所述滑台(2)靠近所述齿条滑板(3)的一侧,所述弹簧挡板(6)与所述滑台(2)之间设有夹紧弹簧(11);所述高倍检测区顶部设置有第一检测定位板,所述第一检测定位板朝向所述齿条滑板(3)的一侧开设有若干检测卡槽,所述若干检测卡槽与所述齿条滑板(3) 上的第二检测定位板(3.3)相互配合以夹持定位待检测的微小球体;所述较低倍检测区中设置有若干检测定位孔;所述载玻片(7)设置于所述若干检测卡槽和所述若干检测定位孔的下方,以承托置于所述若干检测卡槽和/或所述若干检测定位孔内的微小球体,且所述载玻片(7)能够沿左右方向滑动。

2.根据权利要求1所述的夹具,其特征在于,所述高倍检测区的底板上设置有用于所述滑台(2)沿前后方向滑动的第一滑槽(1.1)和用于对所述弹簧挡板(6)进行定位的止动槽(1.2),所述止动槽(1.2)设置在所述底板的顶部前侧并与所述第一滑槽(1.1)连通;所述高倍检测区的左右两侧壁内侧面上设置有为所述齿条滑板(3)提供移动空间的凹槽(1.4),所述高倍检测区的后侧壁上设置有为所述齿轮(4)转动提供操作空间的操作口(1.9);所述滑台(2)的顶部后侧设置有用于安装所述齿轮(4)的齿轮安装轴(2.2),所述滑台(2)的顶部前侧设置有用于所述齿条滑板(3)左右滑动的第五滑槽(2.3),所述滑台(2)的前侧壁上设置有用于带动所述滑台(2)沿前后方向滑动的驱动装置和用于所述夹紧弹簧(11)一端安装的安装孔(2.5),所述滑台(2)的底部设置有滑动设置于所述第一滑槽(1.1)内的第一滑块(2.6)。

3.根据权利要求2所述的夹具,其特征在于,所述滑台(2)的顶部后侧左右两边各设有一条第四滑槽(2.1);所述滑台(2)上还设置有用于对所述载玻片(7)进行支撑的载玻片底板(5),所述载玻片底板(5)呈门字形结构跨设于所述齿轮(4)之上,所述载玻片底板(5)的底部两端分别设置有滑动设置于所述第四滑槽(2.1)内的第三滑块(5.1)。

4.根据权利要求2所述的夹具,其特征在于,所述弹簧挡板(6)朝向所述滑台(2)一侧的侧底部设置有与所述夹紧弹簧(11)另一端连接的弹簧安装轴(6.1),所述弹簧挡板(6)的底部设置有与所述止动槽(1.2)配合的卡榫(6.2)以及能供所述驱动装置活动贯穿的开口(6.3)。

5.根据权利要求4所述的夹具,其特征在于,所述滑台(2)前侧壁的中心部设置有连接凹槽(2.4);所述驱动装置为拉杆(9),所述拉杆的前端设置有插设在所述连接凹槽(2.4)内的连接榫头(9.1)。

6.根据权利要求2所述的夹具,其特征在于,所述齿条滑板(3)包括板面垂直设置的支撑板(3.1)和第二检测定位板(3.3),所述支撑板(3.1)竖向设置于所述滑台(2)上,所述支撑板(3.1)底部设置有滑动设置于所述第五滑槽(2.3)内的第二滑块(3.1a);所述第二检测定位板(3.3)设置于所述支撑板(3.1)的顶部一侧,所述第二检测定位板(3.3)远离所述支撑板(3.1)的一侧用于与所述若干检测卡槽配合;所述齿条(3.2)竖直设置于所述支撑板(3.1)的前表面上。

7.根据权利要求1所述的夹具,其特征在于,所述夹具还包括板状结构的第一防尘盖(8),所述第一防尘盖(8)的底面上设置有用于增加强度的加强台阶面(8.1)和用于与所述底座(1)连接的第四滑块(8.2);所述高倍检测区的左右两侧壁顶面上开设有与所述第四滑块(8.2)相匹配的第二滑槽(1.3)。

8.根据权利要求1所述的夹具,其特征在于,所述夹具还包括l型结构的第二防尘盖(10),所述第二防尘盖(10)包括第一板(10.1)和第二板(10.2),所述第一板(10.1)上设置有第五滑块(10.3),且所述第一板(10.1)的一端设置有凸出于所述第二板(10.2)的凸出部(10.1a);所述较低倍检测区具有台阶状表面,所述台阶状表面包括第一台阶(1.13)和第二台阶(1.18),所述第一台阶(1.13)的横向台阶面从所述底座(1)的顶面向下凹陷设置,所述第一台阶(1.13)的竖向台阶面上设有竖向设置的第三滑槽(1.15);所述第二台阶(1.18)低于所述第一台阶(1.13),所述第二台阶的底部还设置有用于收纳所述第一板(10.1)的收纳槽(1.16),所述收纳槽(1.16)的顶面上开设有沿前后方向设置的第六滑槽(1.17)。

9.根据权利要求1所述的夹具,其特征在于,所述若干检测定位孔包括从左到右依次布置的第一组台阶锥形孔、第二组台阶锥形孔和第三组台阶锥形孔,每一组均包括多个台阶锥形孔。

10.一种用于微小球体表面缺陷和轮廓检测的装置,其特征在于,包括权利要求1-9中任一项所述的夹具(a)、检测物镜(12)和检测平台(13),所述检测平台(13)顶部设置有夹持定位装置(b),所述夹具(a)通过所述夹持定位装置(b)固定设置在所述检测平台(13)上,所述检测物镜(12)设置在所述夹具(a)的上方,用于对待检测的微小球体进行检测。


技术总结
本发明公开了一种用于微小球体表面缺陷和轮廓检测的夹具和装置,夹具包括底座、滑台、齿条滑板、齿轮、载玻片底板、弹簧挡板和载玻片,滑台滑动设置于高倍检测区内,齿条滑板滑动设置于滑台上,齿轮转动安装在滑台上,齿轮与齿条滑板配合带动齿条滑板滑动,载玻片底板设置在齿轮的上方,高倍检测区内设置有第一检测定位板,第一检测定位板的一侧设有若干检测卡槽,弹簧挡板设置在滑台的一侧,弹簧挡板与滑台之间设有夹紧弹簧,较低倍检测区内设置有检测定位孔,载玻片用于放置待检测的微小球体,且载玻片可沿底座的左右方向滑动。本发明的检测装置能够实现不同尺寸微小球体的全球面表面缺陷检测和轮廓的多角度检测,结构简单、检测效率高。

技术研发人员:余家欣,包琢钰,欧李苇,朱波,叶嘉豪,张玲,赖建平
受保护的技术使用者:西南科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
转载请注明原文地址: https://bbs.8miu.com/read-435488.html

最新回复(0)