[發(fā)明專利]管道空間姿態(tài)的無動力測量裝置及測量方法

有效

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• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN110160487B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 冷建興;李豪杰;田漢武;許晨光
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發(fā)明公開了管道空間姿態(tài)的無動力測量裝置及測量方法，用于管道空間姿態(tài)的測量，包括內板，角度測量儀，內環(huán)，外環(huán)，把手，圓球，測量圓環(huán)等。該無動力測量裝置在空間中形成三個標準面：水平面，內環(huán)所在的鉛垂面，角度測量儀所在的鉛垂面；兩個鉛垂面相互垂直。通過本發(fā)明的管道空間姿態(tài)的測量裝置中的角度測量設備，可測出管道端口平面與三個標準面之間的夾角，從而得出管道的空間姿態(tài)。本發(fā)明的管道空間姿態(tài)的無動力測量裝置解決了傳統(tǒng)設備體積過大攜帶不方便，不易移動，不易操作，需要多種動力支持，狹小空間測量困難，以及某些特殊場所動力設備禁止使用的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及管道空間姿態(tài)測量技術領域，尤其涉及管道空間姿態(tài)的無動力測量裝置及測量方法。

背景技術

船廠、建筑工地等，在施工和維修過程中，經常需要對管道進行改造，準確測量管道的空間姿態(tài)能夠大大降低工作難度，減少工作量。傳統(tǒng)存在一些體積較大的測量設備，這些設備的移動和操作都有一定難度，耗時耗力，另一方面，傳統(tǒng)設備都是一些由電力、內燃機等動力設備帶動的，常常還需要多種動力設備支持，這些設備存在需要布線，不能在狹小空間使用等問題，特別的，在一些特殊的場所，外來的動力設備會引起安全問題。因此體積小，便于攜帶，經濟，便捷，能夠快速測量，無動力的測量設備是目前市場所迫切需求的。

發(fā)明內容

針對解決傳統(tǒng)測量方法過程繁瑣、設備笨重、移動操作不便、狹小空間測量困難、某些特殊場合動力設備禁止使用等問題，本發(fā)明提供管道空間姿態(tài)的無動力測量裝置及測量方法，適用于船廠、建筑工地等管道布置和維修工程中對管道的空間姿態(tài)進行測量。

本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案是：

管道空間姿態(tài)的無動力測量裝置，包括外環(huán)、內環(huán)、內板、角度測量儀、把手、圓球；所述的外環(huán)用于嵌在管道上，內環(huán)通過徑向兩點與外環(huán)同心連接，外環(huán)和內環(huán)之間可以自由相互轉動，角度測量儀為一扇形框架，其弧段與內環(huán)固定且垂直于內環(huán)所在平面，內板作為鉛垂線與角度測量儀連接并可相對角度測量儀自由轉動，把手安裝在外環(huán)的一側，與角度測量儀處于同一平面內，圓球安裝于把手上，為透明材質且內盛有液體，液體體積剛好占據圓球容積的一半，在角度測量儀的弧段上、及圓球球面上均具有夾角刻度。

上述技術方案中，進一步的，所述的外環(huán)為環(huán)形板，在環(huán)形板上同心設有若干不同半徑的圓弧形卡槽，其半徑的大小根據標準管道的半徑來制作。測量時可根據不同管道的規(guī)格，選擇相對應的圓弧形卡槽，通過卡槽將管道和該裝置鑲嵌在一起，保證了外環(huán)與管道的同心連接。

進一步的，所述的內板為一圓板，圓板的上半部均勻鏤空，下半部沿一半徑標記為一條鉛垂線，內板相對鉛垂線所在的直線完全對稱，內板與內環(huán)共面且內板圓心處與角度測量儀連接。如在內板上半部分均勻分布若干大小相同的圓孔，在內板表面標記一條直線將內板分成完全對稱的兩部分，該直線即為鉛垂線。

進一步的，該裝置還包括測量圓環(huán)，測量圓環(huán)固定于內環(huán)外側，且測量圓環(huán)的圓心位于內環(huán)與外環(huán)的一個連接處，測量圓環(huán)圓周上具有角度刻度。設置測量圓環(huán)可以在管道傾角較大時，用于補償角度測量儀刻度的不足。

進一步的，所述的圓球上的刻度可以采用如下方法制作：

使把手鉛垂，將圓球的液面所在的水平面位置標記為0度，再將圓球的一個垂向的圓周按360度進行等分，等分點即為刻度。測量時，水面最高點或最低點所對應的刻度即為管道端口平面與水平面的夾角。

夾角測量儀(或測量圓環(huán))用于測出管道端口與內環(huán)所在鉛垂面之間的夾角。圓球表面的刻度用于測量管道端口平面與水平面的夾角。

本發(fā)明還提供管道空間姿態(tài)的測量方法，即：將裝置的外環(huán)嵌于管道上，內板上的鉛垂線會與角度測量儀形成一定夾角，通過轉動把手，直到角度測量儀與內板上的鉛垂線重合時，該裝置在空間中形成三個標準面：圓球內水平面、內環(huán)所在的鉛垂面、及角度測量儀所在的鉛垂面，且所述的兩個鉛垂面相互垂直；根據刻度即可獲得管道空間姿態(tài)。