CN219301531U - 一种基于激光测距的管道测径装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于激光测距的管道测径装置，其特征在于，该装置包括工作块、伸缩测量组件、激光测距仪，伸缩测量组件设置在工作块的一侧，激光测距仪设置在伸缩测量组件上；该基于激光测距的管道测径装置，通过将伸缩测量组件放入管道中，然后启动双头电机，带动安装板向外移动，安装板上的移动轮与管壁抵接，然后通过激光测距仪对管道内径进行测量，再通过辅助尺对管道壁厚进行测量，即可得到管道厚度；然后通过启动旋转电机，带动伸缩测量组件在管内旋转，方便通过激光测距仪对管道的多个位置进行内径测量，获得多个管径测量数据，方便计算出管道圆度。该装置测量方法简单，测量速度快，不需要搬移管道，使用方便，提升管道测量效率。

Description

一种基于激光测距的管道测径装置

技术领域

本实用新型涉及管道测径技术领域，具体为一种基于激光测距的管道测径装置。

背景技术

在深海石油、天然气、石化、城市燃气、建筑工程等钢管管道的生产加工、扩径过程中，需要随时对管道的直径及圆度进行检测和分析，以便及时调整生产工艺，从而保证扩径管道的尺寸和圆度符合生产标准。

目前，对管道的尺寸和圆度的测量分为两种方式，第一种通过采用卡尺、千分尺、卷尺、周径尺等手工测量量具对扩径管道直径进行直接测量，但是上述手工测量方法受生产环境、量具精确度和操作人员因素的影响较大；第二种，通过管道测径装置对管道进行测量，但管道测径装置大多是通过对管道的外表面进行测量，而且在现实情况中，管道存储时大多堆叠一起，不方便从外表面对管道圆度和直径进行测量，为此，我们提出一种基于激光测距的管道测径装置。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型提出一种基于激光测距的管道测径装置。

1、本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案是，设计一种基于激光测距的管道测径装置，其特征在于，该装置包括工作块、伸缩测量组件、激光测距仪，伸缩测量组件设置在工作块的一侧，激光测距仪设置在伸缩测量组件上；

伸缩测量组件包括支撑架、双头电机、螺纹套管、螺纹杆、插杆、安装板、移动轮、辅助尺、限位伸缩杆；所述支撑架为“口”状框架结构，其上、下、左、右均为板状，且在其顶板与底板的中部均设置有通孔；双头电机通过连接块固定安装在支撑架内部的中间位置，双头电机的两个输出轴分别竖直的朝上、朝下设置且与支撑架的顶板与底板上的通孔分别正对；

双头电机的两个输出轴上均固定安装有一个螺纹套管，两个螺纹套管分别通过相匹配的轴套设置在支撑架的顶板与底板上的通孔的中部；每一个螺纹套管内通过螺纹连接一个螺纹杆的一端，螺纹杆的另一端设置有沿轴向的伸缩腔；伸缩腔的内部设置有弹簧，插杆的一端设置在螺纹杆的伸缩腔内并与弹簧的一端固定连接，弹簧的另一端与伸缩腔的底部固定连接，插杆的另一端与安装板的内侧面固定连接，安装板的外侧面的右侧固定安装有移动轮；伸缩腔内壁面的两侧均开设有限位滑槽，插杆的两侧均固定安装有限位滑块，限位滑块设置于限位滑槽内且与其沿轴线方向滑动连接；

在支撑架的顶板的上表面与对应侧的安装板的内侧面之间以及支撑架的底板的下表面与对应侧的安装板的内侧面之间均安装有一个限位伸缩杆；限位伸缩杆包括限位套筒与限位杆，限位杆的一端设置在限位套筒一端的内部且与其沿轴线方向滑动连接，限位杆的另一端与对应侧的安装板的内侧面固定，两个限位套筒的另一端分别对应的固定在支撑架的顶板的上表面、支撑架的底板的下表面；

在支撑架的顶板的上表面固定安装有激光测距仪，在同一侧的安装板的外侧面的左侧沿垂直于外侧面的方向上固定安装有辅助尺；激光测距仪的激光发射与接收端口正对安装板的内侧面；

工作块的内部开设有工作腔，其一侧面开有轴孔；工作腔的内部固定安装有旋转电机，旋转电机的电机输出轴穿过工作腔侧面上的轴孔后与支撑架的左侧板的外侧面的中部通过打孔装螺钉的方式固定连接。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种基于激光测距的管道测径装置，具备以下有益效果：该基于激光测距的管道测径装置，通过将伸缩测量组件放入管道中，然后启动双头电机，带动安装板向外移动，安装板上的移动轮与管壁抵接，然后通过激光测距仪对管道内径进行测量，再通过辅助尺对管道壁厚进行测量，即可得到管道厚度；然后通过启动旋转电机，带动伸缩测量组件在管内旋转，方便通过激光测距仪对管道的多个位置进行内径测量，获得多个管径测量数据，方便计算出管道圆度。该装置测量方法简单，测量速度快，不需要搬移管道，使用方便，提升管道测量效率。

附图说明

图1为本实用新型一种基于激光测距的管道测径装置一种实施例的结构示意图。

图2为本实用新型一种基于激光测距的管道测径装置一种实施例的测量组件结构示意图。

图3为本实用新型一种基于激光测距的管道测径装置一种实施例的工作块的内部结构示意图(其中，工作块为剖视)。

图4为本实用新型一种基于激光测距的管道测径装置一种实施例的螺纹杆的内部结构示意图(其中，螺纹杆为剖视)。

图中：1、底座；2、液压杆；21、伸缩杆；3、工作块；31、工作腔；32、旋转电机；33、电机输出轴；4、测量组件；41、支撑架；42、双头电机；43、螺纹套管；44、螺纹杆；45、插杆；46、安装板；47、移动轮；48、辅助尺；49、限位伸缩杆；410、伸缩腔；411、弹簧；5、激光测距仪。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型内容进行进一步阐述。

本实用新型提供一种基于激光测距的管道测径装置，该装置包括底座1、液压伸缩杆2、工作块3、伸缩测量组件4、激光测距仪5，所述液压伸缩杆2的固定端固定设置在底座1上，液压伸缩杆2的伸缩端的末端与工作块3的底面固定连接，方便对工作块3进行辅助支撑；底座1的内部安装有配重块，方便提升装置的稳定性；伸缩测量组件4设置在工作块3的一侧，激光测距仪5设置在伸缩测量组件4上。

伸缩测量组件4包括支撑架41、双头电机42、螺纹套管43、螺纹杆44、插杆45、安装板46、移动轮47、辅助尺48、限位伸缩杆49；所述支撑架41为“口”状框架结构，其上、下、左、右均为板状，且在其顶板与底板的中部均设置有通孔；双头电机42通过连接块固定安装在支撑架41内部的中间位置，双头电机42的两个输出轴分别竖直的朝上、朝下设置且与支撑架41的顶板与底板上的通孔分别正对。

双头电机42的两个输出轴上均固定安装有一个螺纹套管43，两个螺纹套管43分别通过相匹配的轴套设置在支撑架41的顶板与底板上的通孔的中部；每一个螺纹套管43内通过螺纹连接一个螺纹杆44的一端，螺纹杆44的另一端设置有沿轴向的伸缩腔410；伸缩腔410的内部设置有弹簧411，插杆45的一端设置在螺纹杆44的伸缩腔410内并与弹簧411的一端固定连接，弹簧411的另一端与伸缩腔410的底部固定连接，插杆45的另一端与安装板46的内侧面(朝向双头电机42的一侧为内)固定连接，安装板46的外侧面的右侧固定安装有移动轮47；当测量装置4在管内旋转一周时，管内直径可能不同，弹簧411会通过自身弹力调整安装板46，使移动轮47始终与管壁贴合，方便对管道圆度进行测量；伸缩腔410内壁面的两侧均开设有限位滑槽，插杆45的两侧均固定安装有限位滑块，限位滑块设置于限位滑槽内且与其沿轴线方向滑动连接，方便对插杆45进行限位，防止插杆45在伸缩腔410内周向转动，或从伸缩腔410中脱落。

在支撑架41的顶板的上表面与对应侧的安装板46的内侧面之间以及支撑架41的底板的下表面与对应侧的安装板46的内侧面之间均安装有一个限位伸缩杆49；限位伸缩杆49包括限位套筒与限位杆，限位杆的一端设置在限位套筒一端的内部，限位杆的另一端与对应侧的安装板46的内侧面固定，两个限位套筒的另一端分别对应的固定在支撑架41的顶板的上表面、支撑架41的底板的下表面；限位套筒的内表面与限位杆的外表面设置有相匹配的沿竖直方向的内凹槽道与外凸齿，或者在限位套筒内表面上设置有限位槽，限位杆外表面固定有限位块，限位块与限位槽沿轴线方向滑动连接，以确保限位套筒与限位杆不发生周向运动，进而保证支撑架41与安装板46之间不发生周向偏转。

在支撑架41的顶板的上表面固定安装有激光测距仪5，在同一侧的安装板46的外侧面的左侧沿垂直于外侧面的方向上固定安装有辅助尺48。激光测距仪5的激光发射与接收端口正对安装板46的内侧面，测量激光测距仪5的激光发射与接收端口与安装板46的内侧面之间的距离；测量时，支撑架41的顶板上表面到底板下表面的距离、激光测距仪5的底面与其激光发射与接收端口之间的距离的两倍、测量激光测距仪5的激光发射与接收端口与安装板46的内侧面之间的距离的两倍、安装板46的内侧面与同一侧的移动轮47的末端之间的距离的两倍之和，即为待测管道的内径。其中，支撑架41的顶板上表面到底板下表面的距离、激光测距仪5的底面与其激光发射与接收端口之间的距离的两倍、安装板46的内侧面与同一侧的移动轮47的末端之间的距离的两倍均为装置本身的尺寸数据，对于一个装置来说是固定参数，只需要通过测量激光测距仪5获取测量激光测距仪5的激光发射与接收端口与安装板46的内侧面之间的距离，即可通过计算获得管道的内径数据。

工作块3的内部开设有工作腔31，其一侧面开有轴孔；工作腔31的内部固定安装有旋转电机32，旋转电机32的电机输出轴33穿过工作腔31侧面上的轴孔后与支撑架41的左侧板的外侧面的中部通过打孔装螺钉的方式固定连接。通过启动旋转电机32，带动电机输出轴33转动，电机输出轴33带动测量装置4旋转，方便通过激光测距仪5对管道内径测量多个数据，以便计算出管道圆度；

双头电机42的结构类似于深圳三兴达电机有限公司的RS560PH-3376-363型号双输出轴微型马达。激光测距仪5的结构类似于金徕光电的KLM100-Li型号的微型迷你便携高精度激光测距仪；旋转电机32的型号为MG90S，或者类似于深圳市金茂展微电机有限公司的KM-32A500-732-1203型号(额定转速2rpm)，的直流减速电机；辅助尺48为常规刻度尺，通过其上的刻度数据获取尺寸信息。

本实用新型设计的基于激光测距的管道测径装置的工作原理与工作流程：该基于激光测距的管道测径装置，使用时，首先启动双头电机42，使其正转，带动螺纹套管43转动，螺纹套管43与螺纹杆44之间的螺接面增加，由于螺纹杆44的周向方向被限制位移，螺纹杆44被径向的拉动带动从而向内移动，进而通过带动插杆45带动安装板46向内移动，调整两个移动轮47末端的距离不大于管道内径，关停双头电机42；然后调整工作块3的位置与高度，作为一种实施例，可通过控制液压伸缩杆2来实现，也可以通过其它的载体平台或者支撑架来实现高度与位置的适配，使测量组件4的两侧的安装板46上的移动轮47位于管道的外侧且辅助尺48位于管道的外侧；然后再次启动双头电机42并使其反转，带动螺纹套管43转动，螺纹套管43与螺纹杆44之间的螺接面减少，由于螺纹杆44的周向方向被限制位移，螺纹杆44被径向的推力带动从而向外移动，进而通过带动插杆45带动安装板46向外移动；当安装板46上的移动轮47与内管壁抵接后，继续调整，使弹簧411为压缩状态，然后关停双头电机42，通过激光测距仪5对管道内径进行测量，再通过辅助尺48对管道壁厚进行测量，即可得到管径；通过再次启动旋转电机32，电机输出轴33带动伸缩测量组件4在管内旋转，关停后测量该位置处的管内径，采用该方法测量多个位置的管内径，当管内径发生变化时，弹簧411的伸缩状态发生变化，进而激光测距仪5测量的数据也有变化，方便通过激光测距仪5对管道内径测量多个数据。该装置通过管道内部对管道的直径和圆度进行测量，不需要搬移管道，提升管道测量效率。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。

Claims (5)

1.一种基于激光测距的管道测径装置，其特征在于，该装置包括工作块、伸缩测量组件、激光测距仪，伸缩测量组件设置在工作块的一侧，激光测距仪设置在伸缩测量组件上；

伸缩测量组件包括支撑架、双头电机、螺纹套管、螺纹杆、插杆、安装板、移动轮、辅助尺、限位伸缩杆；所述支撑架为“口”状框架结构，其上、下、左、右均为板状，且在其顶板与底板的中部均设置有通孔；双头电机通过连接块固定安装在支撑架内部的中间位置，双头电机的两个输出轴分别竖直的朝上、朝下设置且与支撑架的顶板与底板上的通孔分别正对；

双头电机的两个输出轴上均固定安装有一个螺纹套管，两个螺纹套管分别通过相匹配的轴套设置在支撑架的顶板与底板上的通孔的中部；每一个螺纹套管内通过螺纹连接一个螺纹杆的一端，螺纹杆的另一端设置有沿轴向的伸缩腔；伸缩腔的内部设置有弹簧，插杆的一端设置在螺纹杆的伸缩腔内并与弹簧的一端固定连接，弹簧的另一端与伸缩腔的底部固定连接，插杆的另一端与安装板的内侧面固定连接，安装板的外侧面的右侧固定安装有移动轮；伸缩腔内壁面的两侧均开设有限位滑槽，插杆的两侧均固定安装有限位滑块，限位滑块设置于限位滑槽内且与其沿轴线方向滑动连接；

在支撑架的顶板的上表面与对应侧的安装板的内侧面之间以及支撑架的底板的下表面与对应侧的安装板的内侧面之间均安装有一个限位伸缩杆；限位伸缩杆包括限位套筒与限位杆，限位杆的一端设置在限位套筒一端的内部且与其沿轴线方向滑动连接，限位杆的另一端与对应侧的安装板的内侧面固定，两个限位套筒的另一端分别对应的固定在支撑架的顶板的上表面、支撑架的底板的下表面；

在支撑架的顶板的上表面固定安装有激光测距仪，在同一侧的安装板的外侧面的左侧沿垂直于外侧面的方向上固定安装有辅助尺；激光测距仪的激光发射与接收端口正对安装板的内侧面；

工作块的内部开设有工作腔，其一侧面开有轴孔；工作腔的内部固定安装有旋转电机，旋转电机的电机输出轴穿过工作腔侧面上的轴孔后与支撑架的左侧板的外侧面的中部通过打孔装螺钉的方式固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的管道测径装置，其特征在于，该装置还包括底座、液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的固定端固定设置在底座上，液压伸缩杆的伸缩端的末端与工作块的底面固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于激光测距的管道测径装置，其特征在于，底座的内部安装有配重块。

4.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的管道测径装置，其特征在于，限位伸缩杆的限位套筒的内表面与限位杆的外表面设置有相匹配的沿竖直方向的内凹槽道与外凸齿。

5.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的管道测径装置，其特征在于，限位伸缩杆的限位套筒的内表面设置有限位槽，限位杆外表面固定有限位块，限位块与限位槽沿轴线方向滑动连接。

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