[實用新型]管狀物內輪廓測量裝置

有效

• 申請號: 201820828977.6
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN208206051U
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 鄭立評;于楊;祁春陽;朱建杰;曹營修;胡備;張鑫東;鄭雨昊
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司 13112
• 代理人: 胡素梅;胡澎

1.一種管狀物內輪廓測量裝置，其特征是，包括推進桿，在所述推進桿的前端設置有可支撐在管狀物內壁的支撐機構；所述支撐機構包括軸桿及設置在所述軸桿兩端的傘狀支撐架；在所述支撐機構的前端固定有混合式步進電機，所述混合式步進電機與控制系統電連接；所述混合式步進電機的輸出軸通過聯軸器連接一延伸軸，所述延伸軸的端部通過懸臂連接激光位移傳感器；在所述延伸軸上套接有導電滑環，所述導電滑環包括固定鎖死在所述延伸軸上的轉子以及與所述聯軸器固定相接的定子；在所述轉子和所述定子上均設置有引出線，定子引出線與所述控制系統相連，轉子引出線與所述激光位移傳感器相連；所述激光位移傳感器可在所述混合式步進電機的帶動下旋轉前進，進而可測量出管狀物內壁的位置，最終可在管狀物內完成整周測量和縱深測量，測量結果可發送至所述控制系統。

2.根據權利要求1所述的管狀物內輪廓測量裝置，其特征是，所述傘狀支撐架包括固定塊、移動塊、支撐板、調整板、限位塊和壓縮彈簧；所述固定塊、所述移動塊、所述壓縮彈簧、所述調整板和所述限位塊依序套接在所述軸桿上；所述支撐板以傘狀分布的形式鉸接在所述固定塊的四周；在所述支撐板上沿軸向開有滑槽；所述移動塊包括套接在所述軸桿上可沿所述軸桿滑動的中心塊以及設置在所述中心塊四周與所述支撐板上滑槽一一對應、且可沿對應滑槽滑動的栓柱；所述壓縮彈簧的兩端分別與所述移動塊和所述調整板固定，所述限位塊用于對所述調整板進行限位；所述調整板可通過所述壓縮彈簧推動所述移動塊在所述軸桿上移動，進而帶動所述支撐板收縮或擴張，所述支撐板遠離所述固定塊的端部可支撐在管狀物的內壁。

3.根據權利要求2所述的管狀物內輪廓測量裝置，其特征是，所述限位塊以螺紋的形式螺接在所述軸桿上。

4.根據權利要求2所述的管狀物內輪廓測量裝置，其特征是，所述限位塊可沿所述軸桿滑動，在所述限位塊上開有通孔，通過穿過所述通孔的銷釘可實現對所述限位塊的緊固。

5.根據權利要求1所述的管狀物內輪廓測量裝置，其特征是，所述控制系統包括：

驅動器，分別與所述混合式步進電機和單片機相接，用于接收單片機的指令，驅動所述混合式步進電機實現步進式轉動；

A/D轉換器，分別與所述單片機和所述激光位移傳感器相接，用于將所述激光位移傳感器所檢測的信號轉換成數字信號；

單片機，分別與所述驅動器、所述A/D轉換器和上位機相接，用于接收上位機指令，向驅動器發出混合式步進電機動作信號，并將通過A/D轉換器轉換后的信號發送給上位機；

上位機，分別與所述單片機和所述A/D轉換器相接，用于向單片機發出檢測指令，并將通過A/D轉換器轉換后的信號進行數據處理和計算，從而得到管狀物內輪廓的測量數據，并顯示數據處理后的成像圖像；以及

藍牙模塊，用于實現所述單片機和所述上位機之間的數據傳輸。

6.根據權利要求5所述的管狀物內輪廓測量裝置，其特征是，還包括用于給所述混合式步進電機、所述激光位移傳感器、所述單片機和所述藍牙模塊進行供電的電源模塊。

7.根據權利要求5所述的管狀物內輪廓測量裝置，其特征是，所述推進桿與所述支撐機構的軸桿之間、所述支撐機構的軸桿與所述混合式步進電機之間均采用莫氏錐度進行緊密連接。

8.根據權利要求1所述的管狀物內輪廓測量裝置，其特征是，所述懸臂包括中心穿接在在所述延伸軸端部的定位板以及與所述定位板板面垂直相接的定位座；所述激光位移傳感器固定安裝在所述定位座上；在所述定位板上開設有若干定位孔，所述定位座通過所述定位孔與所述定位板固定相接；若干定位孔呈直線排列，且若干定位孔所在直線與所述延伸軸垂直；調整所述定位座至不同的定位孔處，可實現對激光位移傳感器與管狀物內壁之間距離的調整。

9.根據權利要求8所述的管狀物內輪廓測量裝置，其特征是，在所述定位板的兩端分別開有C字型穿線槽；在所述定位板的中心還開設有與其中一個C字型穿線槽相連通的條形穿線槽。

10.根據權利要求1所述的管狀物內輪廓測量裝置，其特征是，所述激光位移傳感器包括機殼，在所述機殼中設置有半導體激光器、發射器鏡頭、成像透鏡和受光元件，所述發射器鏡頭設置在所述半導體激光器的發射光路上，所述受光元件設置在所述成像透鏡的焦平面上，所述半導體激光器的發射光路與所述混合式步進電機輸出軸的軸心線相垂直，所述成像透鏡的成像光路與所述半導體激光器的發射光路為銳角設置。