一种用于核燃料包壳管或燃料棒的长度和外径测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种包壳管检测设备，具体地讲，是涉及一种用于核燃料包壳管或燃料棒的长度和外径测量装置。


背景技术：

2.核燃料元件包壳管的检测包括对包壳管长度、外径、内径、壁厚、内外壁缺陷检测等方面，目前检测时缺乏有效的自动化手段，是本领域技术人员的重要研究方向。例如长度和外径检测中，只是将包壳管置于检测平台上，在包壳管端部使用视觉测量仪器或直径测量仪器进行检测外径，而且包壳管一般较长，较难利用仪器检测，因此现有包壳管长度和外径检测操作较为繁琐，检测结果不够准确，检测效率较低，无法满足现有工业化生产需要，因此亟需改进。


技术实现要素：

3.针对上述技术问题，本实用新型提供一种检测高效准确并能满足工业化检测要求的用于核燃料包壳管或燃料棒的长度和外径测量装置，可适应不同长度的核燃料包壳管或燃料棒的长度值和多个位置的外径值测量检测。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种用于核燃料包壳管或燃料棒的长度和外径测量装置，包括用于承载待检测的核燃料包壳管或燃料棒的旋转轮机构，与旋转轮机构并排设置的直线模组，安置于直线模组的活动端上的检测支架，以及安置于检测支架上用于检测核燃料包壳管或燃料棒的长度和外径的光学测量组件；
6.所述旋转轮机构包括与直线模组并排设置的底架，通过电机安装板安置于底架一端的伺服电机和减速机，通过联轴器与减速机输出轴连接的驱动轴，以及多个相等间隔安置于底架上并与驱动轴传动连接的用于承载核燃料元件包壳管或燃料棒的旋转支撑机构。
7.具体地，所述旋转支撑机构包括与底架连接的支撑机体，安置于支撑机体下部并与驱动轴连接的主传动组件，安置于支撑机体内并与主传动组件传动连接的从传动组件，以及两个并排安置于支撑机体上部并均与从传动组件连接的转轮组件，其中，两个所述转轮组件的转轴轴向与驱动轴的轴向同向，两个所述转轮组件的外缘靠近形成支撑核燃料元件包壳管的支撑部，所述驱动轴穿过所述支撑机体下部设置。
8.进一步地，所述支撑机体内设有用于安置主传动组件和从传动组件的腔室，每个腔室的腔室盖上设有密封条安装槽，从而保证对腔室内传动组件齿轮的润滑。
9.进一步地，所述主传动组件包括套置于驱动轴上并穿过支撑机体设置的传动轴套，套置于传动轴套上并位于支撑机体内与从传动组件传动连接的主传动齿轮，由沿轴向开设于传动轴套两端侧壁上的条形缺口在传动轴套端部形成的松紧瓣体，以及套置于传动轴套端部并与松紧瓣体匹配的抱紧环。
10.进一步地，所述从传动组件包括安置于支撑机体的腔室内的从传动轴，安置于从
传动轴上并与主传动齿轮传动连接的从传动齿轮，安置于支撑机体的腔室内上部的分传动轴，以及安置于分传动轴上并与从传动齿轮传动连接的分传动齿轮，其上，所述分传动轴为并排设置的两个，且两个分传动轴的一端均伸出支撑机体用于安置转轮组件。
11.进一步地，所述转轮组件包括套置于分传动轴伸出支撑机构的端部的转轮连接头，套置于转轮连接头上的转轮体，设置于以及转轮体的转动外缘上的聚氨酯材质的转轮垫层，其中，两个所述转轮体的转动外缘相互靠近。
12.进一步地，所述光学测量组件包括均安置于检测支架上并正向相对的远心平行光源和双远心镜头工业相机，所述旋转轮机构位于远心平行光源和双远心镜头工业相机之间。
13.进一步地，所述旋转轮机构上还设有光电开关。
14.进一步地，所述直线模组上还设有光栅尺。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
16.(1)本实用新型采用旋转轮机构作为长圆柱体形状的核燃料元件包壳管或燃料棒的支撑，通过配置于直线模组和检测支架上的光学测量组件来对包壳管或燃料棒的外径和长度进行测量，实现了包壳管或燃料棒参数的自动化检测操作，有效提高了包壳管或燃料棒的长度和外径的测量效率。本实用新型设计巧妙，结构简单，使用方便，适于在核燃料元件包壳管或燃料棒的长度和外径测量中应用。
17.(2)本实用新型的旋转轮机构利用多个旋转支撑机构来对长条形状的核燃料元件包壳管进行有效支撑，并利用伺服电机和驱动轴同步驱动这些旋转支撑机构转动，有效实现了包壳管检测中的自动化轴向转动，保证了包壳管/燃料棒转动稳定性，还可以测量包壳管/燃料棒周面上的多个不同投影方向上的长度和直径值，从而提高了检测准确度。
18.(3)本实用新型的旋转轮机构巧妙设计了可以套置卡紧驱动轴的主传动组件，在保证传动稳定可靠的基础上最大限度地提高了驱动轴的传动效率。
19.(4)本实用新型的光学测量组件采用远心平行光源照射包壳管或燃料棒，将外径轮廓投影至双远心镜头工业相机，实现了包壳管或燃料棒外径的有效准确测量，同时利用光学测量组件沿直线模组的移动定位包壳管或燃料棒的端部位置图像，结合光栅尺对移动距离的记录，有效实现了包壳管或燃料棒的长度测量。
附图说明
20.图1为本实用新型-实施例一端的结构示意图。
21.图2为本实用新型-实施例中旋转轮机构一端的结构示意图。
22.图3为本实用新型-实施例中旋转支撑机构的结构示意图。
23.图4为本实用新型-实施例中旋转支撑机构内部的剖视结构示意图。
24.图5为本实用新型-实施例中主传动组件部分的剖视结构示意图。
25.图6为本实用新型-实施例中转轮组件部分的爆炸图。
26.图7为本实用新型-实施例中光学测量组件的结构示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括
但不限于下列实施例。
28.实施例
29.如图1至图7所示，该用于核燃料包壳管或燃料棒的长度和外径测量装置，包括用于承载待检测的核燃料包壳管或燃料棒的旋转轮机构，与旋转轮机构并排设置的直线模组11，安置于直线模组的活动端上的检测支架12，以及安置于检测支架上用于检测核燃料包壳管或燃料棒的长度和外径的光学测量组件13。
30.所述旋转轮机构包括与直线模组并排设置的底架1，通过电机安装板2安置于底架一端的伺服电机3和减速机4，通过联轴器6与减速机输出轴连接的驱动轴5，以及多个相等间隔安置于底架上并与驱动轴传动连接的用于承载核燃料元件包壳管10或燃料棒的旋转支撑机构100。
31.具体地，所述旋转支撑机构100包括底部与底架连接且下部供驱动轴穿过设置的支撑机体101，安置于支撑机体下部并与驱动轴连接的主传动组件110，安置于支撑机体内并与主传动组件传动连接的从传动组件120，设置于所述支撑机体内的用于安置主传动组件和从传动组件的腔室102，以及两个并排安置于支撑机体上部并均与从传动组件连接的转轮组件130，其中，两个所述转轮组件的转轴轴向与驱动轴的轴向同向，两个所述转轮组件的外缘靠近形成支撑核燃料元件包壳管的支撑部103，该支撑部的形状近似于v槽。
32.具体地，所述主传动组件110包括套置于驱动轴上并穿过支撑机体设置的传动轴套111，套置于传动轴套上并位于支撑机体内与从传动组件传动连接的主传动齿轮112，由沿轴向开设于传动轴套两端侧壁上的条形缺口在传动轴套端部形成的松紧瓣体113，以及套置于传动轴套端部并与松紧瓣体匹配的抱紧环114。所述从传动组件120包括安置于支撑机体的腔室内的从传动轴121，安置于从传动轴上并与主传动齿轮传动连接的从传动齿轮122，安置于支撑机体的腔室内上部的分传动轴123，以及安置于分传动轴上并与从传动齿轮传动连接的分传动齿轮124，其上，所述分传动轴为并排设置的两个，且两个分传动轴的一端均伸出支撑机体用于安置转轮组件。所述转轮组件130包括套置于分传动轴伸出支撑机构的端部的转轮连接头131，套置于转轮连接头上的转轮体132，以及设置于所述转轮体的转动外缘上的聚氨酯材质的转轮垫层133，其中，两个所述转轮体的转动外缘相互靠近。上述主传动组件、从传动组件和转轮组件中，轴部件、轴套部件以及齿轮部件与支撑机体的安装和连接均可采用常规安装方式，如通过轴承、轴承盖、键等常规部件安装，本实施例中对此不再赘述。
33.所述光学测量组件13包括均安置于检测支架上并正向相对的远心平行光源15和双远心镜头工业相机14，所述旋转轮机构位于远心平行光源和双远心镜头工业相机之间。所述旋转轮机构上还设有光电开关。所述直线模组上还设有光栅尺。
34.本实用新型使用时，针对长度测量，当工件进入长度尺寸测量模块采集图像区域，测量模块有触发信号开始采集长度数据，远心平行光源照射至管，管外径轮廓投影至双远心镜头工业相机，将测量装置安装在移动平台上，移动平台移动的整个行程都有光栅尺记录每一个位置，单根管的两端各有一套测量装置将管带有端面的外径采集完成，结合光栅尺记录两端测量装置与管的两个端面物理位置关系，由图像处理算法实现对产品长度测量。长度测量完成后，根据测量结果等分管的轴向4个位置，控制系统自动移动测量装置至等分的位置，旋转组件对每一个等分的位置4个周向等分角旋转，分别测量外径轮廓，最终
输出16个外径检测值。
35.上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而做出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。