本技术涉及机械零件测量，尤其涉及一种深孔零件内型面尺寸测量机器人及其测量方法。
背景技术：
1、随着机加工技术的进步，一些深孔类零件的加工越来越成熟，且应用范围也越来越广泛，如在航空航天、能源勘探、军工武器等重要领域应用广泛，随着深孔类零件的应用越来越广泛，对其加工的精度要求也在逐步提升，在深孔零件的精度要求中，主要包括三个方面：尺寸精度、形状精度和表面粗糙度，其中，形状精度具体指的是深孔轴线的直线度误差以及圆度误差，在深孔类零件的生产过程中，鉴于加工材料、加工刀具、加工过程的差异，往往会出现深孔轴心发生偏移，使得深孔类零件的形状精度下降，进而导致深孔零件质量下降，而为了能更好地评估深孔零件的质量，往往需要对深孔类零件内孔型面的形状精度，即内径尺寸、直线度误差、圆度误差等进行检测评价，准确测量深孔类零件的直线度和圆度等，不仅可以作为深孔类零件产品的验收标准，还可以用来分析误差产生的原因，为提高深孔类零件加工精度和装配精度提供可靠依据，同时，通过测量的形状精度对不合格的高深孔类零件的生产参数及时校直矫正，有效保证深孔类零件的质量。
2、目前，对于深孔类零件的形状精度的测量，现有的技术方案提出了一种深孔零件直线度及轮廓智能检测装置，该装置中是通过控制双轮测量小车沿深孔类零件的内壁轴线移动，每间隔一定距离，由双目视觉测量系统采集光斑点光源的成像轮廓中心点位置信息；另外，通过激光云台电机旋转激光传感器获取深孔工件圆截面各点位置信息。由测量车控制器控制测量小车位移和旋转角度，并将采集的数据通过无线网络模块传送到上位计算机，同时工业摄像机的图像数据采集到上位计算机，通过处理分析可重构出深孔工件的轴心线和内孔轮廓。该装置虽然能够完成对深孔类零件的形状精度的测量，但由于深孔类零件的长径比大、孔内空间狭小，进而通过该装置测量时，操作复杂，测量效率低；同时，由于深孔内型面为长轴孔圆截面，在孔内移动检测相比平面和外圆面要困难得多，难以保持测量小车位置基准在小车运动过程中的一致性，导致测量的精度低下。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种深孔零件内型面尺寸测量机器人，用以解决现有检测方法操作复杂，测量精度低，自动化智能化程度低，无法满足相关行业需求的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、本发明公开了一种深孔零件内型面尺寸测量机器人，包括：
4、定心测径模块、轮式电机、连接支架、主控制单元、无线通讯单元、锂电池单元、电机控制单元和末端套筒；
5、所述定心测径模块和所述末端套筒沿孔轴向依次前后放置，并通过所述连接支架联接成一整体；
6、所述连接支架中间设置有轮式电机，所述轮式电机上方分别安装所述主控制单元、所述无线通讯单元、所述锂电池单元和所述电机控制单元；
7、所述末端套筒内上下对称安装有一对测距传感器。
8、优选地，所述定心测径模块包括：
9、测距传感器、中间套筒、定心滑套、压盖、螺杆滚珠和弹簧；
10、所述测距传感器同轴设置在所述中间套筒内筒上侧，所述中间套筒内筒下侧设置所述螺杆滚珠，所述中间套筒外圆上嵌套所述定心滑套，在所述中间套筒和所述定心滑套之间安装所述弹簧，所述弹簧上端由所述压盖限位，所述压盖安装在所述中间套筒上。
11、优选地，由所述弹簧作用力使所述定心滑套与所述螺杆滚珠卡压在深孔零件内孔轴向任一圆截面上，起到三点定圆心的作用；
12、所述定心滑套的横向跨度x值大小决定了跨度张开角α允许设定的范围：α1～α2，由此确定可测孔内径d的范围：d1～d2，从而确定所述螺杆滚珠伸出所述中间套筒外的长度p的长度范围：p1～p2；
13、在参数x,α和p确定后，即可由所述测距传感器的读数l获得圆截面直径大小d。
14、优选地，所述轮式电机包括：
15、定子铁心盘、电枢绕组、转子铁心盘、永磁体、支承轴、轮胎和推力轴承；
16、所述转子铁心盘设置在所述支承轴外圆上，所述转子铁心盘两侧对称同轴设置两个所述定子铁心盘；
17、所述转子铁心盘沿周向间隔开有相同的第一方槽，各所述第一方槽内分别内嵌所述永磁体，所述转子铁心盘外圆与轮胎连接；
18、所述定子铁心盘沿周向间隔开有相同的第二方槽，在各所述第二方槽间形成扇形铁心齿，所述电枢绕组分别通过所述第二方槽缠绕在各所述扇形铁心齿上；
19、所述转子铁心盘和所述定子铁心盘之间通过所述推力轴承连接。
20、优选地，所述两个定心测径模块和末端套筒轴向分别间隔s；
21、由两个所述轮式电机驱动机器人整体在深孔零件沿轴向移动，每间隔一段s位移机器人上的个所述测距传感器分别进行一次读数，通过所述定心测径模块上的测距传感器读数l1，l2取平均值确定圆截面的直径，通过所述末端套筒上侧的测距传感器读数l3确定圆截面的上端点轨迹，通过末端套筒下侧的测距传感器读数l4确定圆截面的下端点轨迹。由此可获得以深孔零件的轴截面形状和尺寸。机器人整体由深孔零件孔前端移动到孔末端，完成深孔内型面尺寸测量。
22、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
23、本发明公开了一种深孔零件内型面尺寸测量机器人，本发明提出的测量机器人通过定心测径组件与连接支架的巧妙结合，实现了机器人在深孔零件内部的稳定定位与精确测量，定心测径组件能够自适应地调整位置，确保测量基准的准确无误，有效避免了传统测量方法中因定位不准导致的误差；同时，连接支架的坚固设计保证了测量过程中机器人的整体稳定性，进一步提升了测量精度；末端套筒上对称安装的测距传感器与定心测径组件上的测距传感器协同工作，实现了对深孔零件内型面尺寸的全方位、高精度测量，提高了测量数据的冗余度，还增强了系统的抗干扰能力和可靠性，使得测量结果更加准确可靠；主控制单元与电机控制单元的集成设置，结合锂电池单元的供电支持，为机器人提供了强大的动力控制与能源保障，主控制单元负责整体运行逻辑的调度与决策，电机控制单元则精准控制轮式电机组的运动，实现机器人在深孔内的灵活移动与精确定位。锂电池单元的高能量密度与长续航能力，确保了机器人在长时间、高强度的测量任务中也能保持稳定运行；无线通讯器的加入，使得机器人能够实时将测量数据回传至外部设备或控制系统，实现远程监控与数据分析，提高了测量的便捷性，还便于后续的数据处理与结果分析，为深孔零件的加工质量控制提供了有力支持。本发明提出的测量机器人通过定心测径组件进行定位，保证测量机器人在移动过程中传感器初始数值基准的一致性。通过多个传感器复合测量的方式提高测量信息维度和测量精度。结构紧凑，机电一体化，测量方便。
24、进一步地，本发明提出的测量机器人通过中间套筒确保了测量过程中机器人能够精确地对准深孔零件的中心轴线，简化了定心过程，显著提高了定心的精度与稳定性，螺杆滚珠使得中间套筒能够在一定程度上进行微调，以适应不同直径或形状的深孔零件，极大地扩展了机器人的应用范围，使其能够应对更多样化的测量需求；定心滑套和弹簧根据实际需要灵活调整测距传感器的位置，确保测量数据的准确性和全面性至关重要，轻松实现对深孔零件内型面尺寸的全方位、高精度测量，进而定心测径组件使得机器人在进行深孔零件内型面尺寸测量时能够更快地达到稳定状态，并更准确地捕获测量数据，提高了测量效率，还减少了因重复定位和调整而浪费的时间与资源。
25、更进一步地，本发明提出的测量机器人通过轮式电机组实现了动力传输与车轮结构的高度集成，即将永磁体直接嵌入转子铁心盘外壁，并转子铁心盘的外壁上设置有轮胎，简化了传统轮毂电机的结构复杂度，还大幅减轻了整体重量，提升了车辆的能效与续航里程。同时，永磁体与轮胎的紧密结合，增强了电机的扭矩输出能力，使得车辆加速更为迅猛，响应更加灵敏，在支承轴上两侧对称布置的电枢绕组与外侧的定子铁心盘，构成了高效、稳定的电磁场系统，优化了磁通路径，减少了能量损耗，提高了电机的转换效率，通过精确控制电枢绕组的电流，可以实现对电机转速和扭矩的精准调节，从而满足车辆在不同工况下的动力需求，有效降低了电机工作时的温升，延长了电机及整车的使用寿命。
1.一种深孔零件内型面尺寸测量机器人，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种深孔零件内型面尺寸测量机器人，其特征在于，所述定心测径模块(1)包括：
3.根据权利要求2所述的一种深孔零件内型面尺寸测量机器人，其特征在于，由所述弹簧(16)作用力使所述定心滑套(13)与所述螺杆滚珠(15)卡压在深孔零件(4)内孔轴向任一圆截面上，起到三点定圆心的作用；
4.根据权利要求1所述的一种深孔零件内型面尺寸测量机器人，其特征在于，所述轮式电机(2)包括：
5.根据权利要求4所述的一种深孔零件内型面尺寸测量机器人，其特征在于，所述两个定心测径模块(1)和末端套筒(17)轴向分别间隔s；
