小口径管道检测爬机结构设计(3)
1.2 国内外相关领域研究现状及发展趋势
1.2.1 身管检测技术简介
1.2.2 国外相关领域技术研究现状
1.2.3 国内相关领域技术研究现状
1.2.4 火炮身管内径测量的发展趋势
1.3 本课题研究目的及主要内容
1.3.1 本课题主要研究目的
火炮身管的内膛参数是火炮的一项重要性能参数，直接影响火炮的战斗。身管加工制造出来需要检测其内膛参数，测试其加工质量。另外，在使用火炮的过程中，虽然身管內膛炮钢具有高强度高硬度的特点，仍然会出现一些损伤，比如挂铜烧灼之类。这些损伤如不及时处理，到达一定程度时会严重影响火炮射击精度及安全。比如在射击完成后，火炮身管内膛可能会出现烧灼之类的细小裂纹。在反复的射击中，发射弹数会越来越多，而这些细小裂纹也会随之越来越多，越来越深，沿着管壁不断扩张。当某些裂纹扩张到一定深度时，火炮身管就会发生脆性断裂或突然破坏掉[13]。因此，火炮身管内膛参数的检测必不可少，而对于其内径的检测是重要项目，能反映很多实际问题。而当前国内对其检测的手段还比较落后，测试系统尚不完善，研制和开发自动化身管內膛参数参数系统就显得尤为重要。本课题针对这一情况，设计出一款自动化身管内径检测系统，并做了具体的结构设计，以实现身管内径的自动化精确检测，它针对于滑膛炮，但稍加改变即可适用于线膛炮身管检测，具有一定的通用性。
1.3.2 本课题研究的主要内容
首先，本文介绍了课题的研究背景及研究意义、国内外相关技术的发展现状和发展趋势，明确了本课题的研究目的。其次，本文介绍了身管内径检测爬机的总体设计方案，对于系统设计的要求，方案的比较以及最终方案的确定和具体组成作了详尽的叙述，确定总体设计方案。然后，对于身管检测爬机所需的传感器等元件进行选型，明确检测方法原理。最后对于具体检测爬机的各个部分的结构设计，参数计算以及最终装配进行了详细说明，利用SolidWorks三文软件进行建模仿真，完成最终设计。
2 总体方案设计
2.1 身管检测爬机系统设计要求
2.1.1 测试系统要求：
火炮身管内径智能检测系统需要达到以下要求：
检测对象：Φ125mm口径的滑膛炮身管内径；
内径测量范围：Φ125±0.5mm；
轴向位移测量精度：±1mm；
对于一个身管内径截面需要同时测量其水平和垂直方向的参数；
运动组件长度：<420mm；
测量重复性：≤0.05mm；
测量精度：0.005mm；
可以手动设置测量参数，检测过程自动化；
工作环境温度：-10℃~+40℃
供电电压：220V（AC）±10%，50Hz；
具有标定功能。
2.1.2 爬机系统机械结构设计要求
检测系统的小型化：被检测身管的口径较小，爬机工作空间有限，因此检测爬机个各部分功能部件应尽量小型化，以适应检测实际工况。
身管检测爬机各模块的简单化：模块的简单化能使测试系统尽可能得提高检测效率。在系统结构能够完成检测功能、达到检测目的的条件下，将能在火炮身管外部完成的功能部件分离出来，放置在身管外；将可以从管外提供能量的机构从系统中分离出来，在管外进行能量供给。尽量减少身管检测系统在身管内部的部分，使得身管爬机最大化利用有限的空间，达到检测的精确度要求，并且容易文护，测试结果更加可靠。
防振动：检测爬机在管内行走时，由于电机工作及行进路径的问题，可能出现振动，会对测试精度造成一定的影响，因此爬机在身管内行走时应具有防振动功能。