專利名稱：一種管狀工件內徑測量系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工件測量技術，特別涉及一種管狀工件內徑測量系統(tǒng)。
背景技術：
在機械加工行業(yè)中，管狀工件的加工是最常見的加工工藝，如武器裝備的火炮身管、油氣輸送管道以及發(fā)動機氣缸套等。在這些管狀工件的加工過程種，內徑尺寸的控制與測量直接關系到工件產品性能以及整機系統(tǒng)運行的安全性。目前，對于管狀工件內徑測量，主要采用接觸式測量方式，即人工通過內徑千分尺進行測量。但是，這種測量方式由于受到人為因素等的影響，測量誤差通常較大，即測量結·果的準確性較低，且測量效率較低。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種管狀工件內徑測量系統(tǒng)，能夠提高測量結果的準確性，且能夠提高測量效率。為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現的一種管狀工件內徑測量系統(tǒng)，包括一個爬行運載定位子系統(tǒng)、一個數據采集與控制子系統(tǒng)以及一個數據處理子系統(tǒng)；所述爬行運載定位子系統(tǒng)與所述數據采集與控制子系統(tǒng)相連，所述數據采集與控制子系統(tǒng)與所述爬行運載定位子系統(tǒng)以及所述數據處理子系統(tǒng)相連；當需要對一被測管狀工件的內徑進行測量時，所述爬行運載定位子系統(tǒng)在所述數據采集與控制子系統(tǒng)的控制下在所述被測管狀工件的管道中進行爬行，并在當每爬行到一個待測位置時，獲取該待測位置對應的管道截面的測量數據；所述數據采集與控制子系統(tǒng)采集所述爬行運載定位子系統(tǒng)獲取到的測量數據，發(fā)送給所述數據處理子系統(tǒng)；所述數據處理子系統(tǒng)根據接收到的測量數據生成所需的測量結果。可見，采用本發(fā)明所述管狀工件內徑測量系統(tǒng)，可自動完成管狀工件的內徑測量，無需人工參與，從而避免了人為因素的影響，進而提高了測量結果的準確性，而且可根據需要進行連續(xù)多次測量，從而提高了測量效率。


圖I為本發(fā)明管狀工件內徑測量系統(tǒng)實施例的組成結構示意圖。圖2為本發(fā)明驅動機器人的組成結構示意圖。圖3為本發(fā)明檢測機器人的組成結構示意圖。圖4為本發(fā)明爬行運載定位子系統(tǒng)的組成結構示意圖。圖5為本發(fā)明通過連接套將標定規(guī)與被測管狀工件進行連接的示意圖。圖6為本發(fā)明傾角傳感器以及X-Y軸加速度傳感器的安裝位置示意圖。圖7為本發(fā)明兩個坐標系之間的關系示意圖。
具體實施例方式針對現有技術中存在的問題，本發(fā)明中提出一種改進后的管狀工件內徑測量系統(tǒng)。實驗顯示，該系統(tǒng)的測量誤 差< O. 01毫米(mm)，并可實現內徑為100 400mm的管狀工件內徑測量。為了使本發(fā)明的技術方案更加清楚、明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明所述方案作進一步地詳細說明。圖I為本發(fā)明管狀工件內徑測量系統(tǒng)實施例的組成結構示意圖。如圖I所示，其中至少包括一個爬行運載定位子系統(tǒng)、一個數據采集與控制子系統(tǒng)以及一個數據處理子系統(tǒng)。爬行運載定位子系統(tǒng)與數據采集與控制子系統(tǒng)相連，數據采集與控制子系統(tǒng)與爬行運載定位子系統(tǒng)以及數據處理子系統(tǒng)相連；當需要對一被測管狀工件的內徑進行測量時，爬行運載定位子系統(tǒng)在數據采集與控制子系統(tǒng)的控制下在被測管狀工件的管道中進行爬行，并在當每爬行到一個待測位置時，獲取該待測位置對應的管道截面的測量數據；數據采集與控制子系統(tǒng)采集爬行運載定位子系統(tǒng)獲取到的測量數據，發(fā)送給數據處理子系統(tǒng)；數據處理子系統(tǒng)根據接收到的測量數據生成所需的測量結果。在此基礎上，圖I所示管狀工件內徑測量系統(tǒng)中還可進一步包括標定子系統(tǒng)以及校正子系統(tǒng)。以下對各子系統(tǒng)分別進行介紹。一 )爬行運載定位子系統(tǒng)爬行運載定位子系統(tǒng)為管狀工件內徑測量系統(tǒng)的主體，其中包括一個驅動機器人和一個檢測機器人，驅動機器人和檢測機器人通過連接法蘭相連。驅動機器人主要用于為管狀工件內徑測量系統(tǒng)提供動力，即在數據采集與控制子系統(tǒng)的控制下驅動爬行運載定位子系統(tǒng)在被測管狀工件的管道中進行爬行，包括前進和后退。檢測機器人為管狀工件內徑測量系統(tǒng)的實際載體，當爬行運載定位子系統(tǒng)每爬行到一個待測位置時，獲取該待測位置對應的管道截面的測量數據。圖2為本發(fā)明驅動機器人的組成結構示意圖。如圖2所示，包括一個主動輪、一個從動輪、一個驅動電機、一個蝸輪蝸桿以及一個外殼。驅動電機和主動輪通過蝸輪蝸桿相連；主動輪和從動輪的部分或全部暴露在外殼之外(圖2中為部分暴露在外殼之外)，驅動電機和蝸輪蝸桿位于外殼之內。驅動電機在數據采集與控制子系統(tǒng)的控制下發(fā)生旋轉，并通過蝸輪蝸桿帶動主動輪發(fā)生旋轉，主動輪的旋轉帶動從動輪發(fā)生旋轉，主動輪和從動輪的旋轉帶動爬行運載定位子系統(tǒng)在被測管狀工件的管道中進行爬行。驅動機器人的外殼由厚鋼板制作而成，通過厚鋼板的重力使得主動輪和從動輪壓緊被測管狀工件管道內壁，防止打滑。圖3為本發(fā)明檢測機器人的組成結構示意圖。如圖3所示，包括一個主軸、一個套在主軸上且固定在主軸上的第一擋圈、兩段套在主軸上的等長的第一彈簧和第二彈簧、兩組支撐結構、一個激光位移傳感器、一個傳感器底座、一個導電滑環(huán)以及一個旋轉步進電機。激光位移傳感器固定在傳感器底座上，通過導電滑環(huán)與旋轉步進電機相連，旋轉步進電機固定在主軸上。為了避免激光位移傳感器旋轉產生的線纜纏繞問題，通過導電滑環(huán)將激光位移傳感器與旋轉步進電機相連，導電滑環(huán)還可為激光位移傳感器進行供電等，通過使用導電滑環(huán)，使得激光位移傳感器可以無限制地旋轉，進而提高了系統(tǒng)的靈活性。其中，一組支撐結構位于旋轉步進電機與第一擋圈之間，包括一個套在主軸上且固定在主軸上的第二擋圈、一個套在主軸上的第一滑動擋圈、N個活動支桿、N個支撐輪以及N個支撐桿；N為大于2的正整數，N個支撐輪在圓周上等角分布；第一滑動擋圈與第一彈簧的一端相連，第一彈簧的另一端與第一擋圈相連；第二擋圈位于旋轉步進電機以及第一滑動擋圈之間；每個活動支桿的一端與第二擋圈相連，另一端與一個支撐輪相連，每個支撐桿的一端與第一滑動擋圈相連，另一端與一個滑動支桿兩端之間的一點相連，每個支撐桿所連接的活動支桿均不同，每個活動支桿所連接的支撐輪也均不同。
另一組支撐結構位于第一擋圈與連接法蘭之間，包括一個套在主軸上且固定在主軸上的第三擋圈、一個套在主軸上的第二滑動擋圈、N個活動支桿、N個支撐輪以及N個支撐桿；N為大于2的正整數，N個支撐輪在圓周上等角分布；第二滑動擋圈與第二彈簧的一端相連，第二彈簧的另一端與第一擋圈相連；第三擋圈位于連接法蘭以及第二滑動擋圈之間；每個活動支桿的一端與第二滑擋圈相連，另一端與一個支撐輪相連，每個支撐桿的一端與第三擋圈相連，另一端與一個滑動支桿兩端之間的一點相連，每個支撐桿所連接的活動支桿均不同，每個活動支桿所連接的支撐輪也均不同。N的具體取值可根據實際需要而定，較佳地，取值為5。兩組支撐結構可保證檢測機器人的運動水平性和定心精度，兩組支撐結構均可擴張和聚合。當任一組支撐結構中的任一支撐輪受壓時，通過與其相連的活動支桿和相應的支撐桿推動該組支撐結構中的滑動擋圈發(fā)生移動并壓縮與該滑動擋圈相連的彈簧，進而帶動該組支撐結構中的各支撐輪發(fā)生移動。具體來說，在實際應用中，各支撐輪緊貼被測管狀工件管道內壁，在驅動機器人的推動下向前或向后運動；當某一支撐輪受壓時，在相應的支撐桿的三角支撐下將作用力傳遞給同組的支撐結構中的滑動擋圈，使得滑動擋圈壓縮與其相連的彈簧，彈簧的運動帶動各支撐輪運動到適當位置，從而保證各支撐輪始終能夠起到定心作用，確保爬行運載定位子系統(tǒng)的軸向基準定位精度，同時通過活動支桿的擴張與聚合，可實現不同內徑大小的管狀工件的內徑測量。當爬行運載定位子系統(tǒng)每爬行到一個待測位置時，旋轉步進電機在數據采集與控制子系統(tǒng)的控制下發(fā)生旋轉，并帶動激光位移傳感器進行圓周掃描，獲取該位置對應的管道截面的測量數據。圖4為本發(fā)明爬行運載定位子系統(tǒng)的組成結構示意圖。如圖4所示，其為圖2所示驅動機器人以及圖3所示檢測機器人的組合。需要說明的是，在實際應用中，在對被測管狀工件進行內徑測量的過程中，從進入到被測管狀工件的管道開始，爬行運載定位子系統(tǒng)通常一直處于前進狀態(tài)，即當測量完一個待測位置后，則前進到下一個待測位置進行測量，依此類推，當完成全部待測位置的測量后，爬行運載定位子系統(tǒng)則從被測管狀工件中退出。
二)數據采集與控制子系統(tǒng)數據采集與控制子系統(tǒng)主要用于完成對爬行運載定位子系統(tǒng)的運動控制和數據采集，其中主要包括運動控制模塊和數據采集模塊。運動控制模塊與驅動電機以及旋轉步進電機相連，控制驅動電機以及旋轉步進電機進行旋轉；數據采集模塊與激光位移傳感器相連，采集激光位移傳感器獲取到的測量數據，發(fā)送給數據處理子系統(tǒng)。具體來說，在測量過程中，首先通過運動控制模塊控制驅動機器人的驅動電機旋轉，從而實現爬行運載定位子系統(tǒng)的爬行，當爬行到一待測位置時，控制驅動電機停止旋轉，并控制旋轉步進電機旋轉，從而實現激光位移傳感器的旋轉，即360度旋轉；在激光位 移傳感器旋轉的過程中，數據采集模塊實時采集激光位移傳感器獲取到的測量數據，并發(fā)送給數據處理子系統(tǒng)。三)標定子系統(tǒng)和校正子系統(tǒng)標定子系統(tǒng)中包括標定規(guī)以及連接套，標定規(guī)與連接套均為管狀工件。為進一步提高測量結果的準確性，在利用本發(fā)明所述管狀工件內徑測量系統(tǒng)對被測管狀工件進行測量之前，可先對其進行標定。并且，為了實現標定過程與實際測量過程的一體化，可采用連接套將標定規(guī)與被測管狀工件進行連接，也就是說，連接套的一端套住標定規(guī)，另一端套住被測管狀工件，爬行運載定位子系統(tǒng)能夠通過連接套從標定規(guī)中爬行到被測管狀工件中。圖5為本發(fā)明通過連接套將標定規(guī)與被測管狀工件進行連接的示意圖。如圖5所示，其中的連接套和標定規(guī)通常為鋼結構，標定規(guī)的截面為標準的圓形，且各截面的內外層圓形的大小均相等，另外，標定規(guī)的內徑大小通常和被測管狀工件的內徑大小一致。校正子系統(tǒng)與數據采集與控制子系統(tǒng)、爬行運載定位子系統(tǒng)以及數據處理子系統(tǒng)相連，主要是為了避免被測管狀工件的管道質量以及運動穩(wěn)定性對于測量造成的負面影響，通過獲取測量過程中的相關參數，依據空間坐標變換關系建立校正模型，并基于所建立的校正模型對接收到的測量數據進行校正。為了配合校正子系統(tǒng)的工作，還需要在圖3所示檢測機器人中增加傾角傳感器和X-Y軸加速度傳感器。圖6為本發(fā)明傾角傳感器以及X-Y軸加速度傳感器的安裝位置示意圖。如圖6所示，傾角傳感器可安裝在第一擋圈的上端，X-Y軸加速度傳感器可安裝在第一擋圈的下端。當需要進行被測管狀工件的內徑測量時，通過連接套將標定規(guī)與被測管狀工件相連，并將爬行運載定位子系統(tǒng)放置在標定規(guī)中，通過數據采集與控制子系統(tǒng)控制爬行運載定位子系統(tǒng)爬行到標定規(guī)中的一指定位置；χ-γ軸加速度傳感器獲取該指定位置上的軸心初始值，發(fā)送給校正子系統(tǒng)，傾角傳感器獲取該指定位置上的軸向傾角初始值，發(fā)送給校正子系。之后，數據采集與控制子系統(tǒng)控制爬行運載定位子系統(tǒng)通過連接套從標定規(guī)中爬行到被測管狀工件中；當每爬行到一個待測位置時，數據采集與控制子系統(tǒng)采集爬行運載定位子系統(tǒng)獲取到的該待測位置對應的管道截面的測量數據，并發(fā)送給校正子系統(tǒng)；校正子系統(tǒng)根據接收到的軸心初始值以及軸向傾角初始值對接收到的測量數據進行校正，并將校正后的測量數據發(fā)送給數據處理子系統(tǒng)。
具體來說，假設本實施例中的激光位移傳感器與檢測機器人的主軸位于同一水平面；針對每個待測位置，激光位移傳感器進行360度旋轉，并每旋轉M度，則獲取一次該旋轉角度下該待測位置對應的管道截面的測量數據，通過數據采集與控制子系統(tǒng)發(fā)送給校正子系統(tǒng)；同時，X-Y軸加速度傳感器獲取該待測位置上的軸心值，發(fā)送給校正子系統(tǒng)，傾角傳感器獲取該待測位置上的軸向傾角值，發(fā)送給校正子系統(tǒng)；M為正整數，且需要保證獲取測量數據的次數為2的整數倍;M的具體取值可根據實際需要，較佳地，可為1，即當旋轉角度為O度時，獲取一次測量數據，當旋轉角度為I時，再獲取一次測量數據，依此類推。校正子系統(tǒng)確定出接收到的軸心值相對于軸心初始值的變化位移量(x#。)，并確定出接收到的軸向傾角值相對于軸向傾角初始值的變化角度α ;根據變化位移量以及變化角度對該待測位置上的每個旋轉角度對應的測量數據進行校正。其中，激光位移傳感器獲取到的該待測位置上的每個旋轉角度對應的測量數據包括該旋轉角度對應的測量點在被測管狀工件的坐標系中的坐標，測量點是指該旋轉角度所對應的該待測位置對應的管道截面內層圓形上的點；校正后的該待測位置上的每個旋轉角度對應的測量數據包括該旋轉角度對應的測量點在標定規(guī)的坐標系中的坐標。圖7為本發(fā)明兩個坐標系之間的關系示意圖。如圖7所示，假設xoy坐標系為標定規(guī)的坐標系，X’ O’ I，為被測管狀工件的坐標系，兩個坐標系的差別主要體現在一是坐標原點O’相對于坐標原點O的變化位移量(Xdytl),另一個是變化角度α。結合圖7，可得到兩個坐標系之間的關系如下
權利要求
1.一種管狀工件內徑測量系統(tǒng)，其特征在于，包括一個爬行運載定位子系統(tǒng)、一個數據采集與控制子系統(tǒng)以及一個數據處理子系統(tǒng)； 所述爬行運載定位子系統(tǒng)與所述數據采集與控制子系統(tǒng)相連，所述數據采集與控制子系統(tǒng)與所述爬行運載定位子系統(tǒng)以及所述數據處理子系統(tǒng)相連； 當需要對一被測管狀工件的內徑進行測量時，所述爬行運載定位子系統(tǒng)在所述數據采集與控制子系統(tǒng)的控制下在所述被測管狀工件的管道中進行爬行，并在當每爬行到一個待測位置時，獲取該待測位置對應的管道截面的測量數據；所述數據采集與控制子系統(tǒng)采集所述爬行運載定位子系統(tǒng)獲取到的測量數據，發(fā)送給所述數據處理子系統(tǒng)；所述數據處理子系統(tǒng)根據接收到的測量數據生成所需的測量結果。
2.根據權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述爬行運載定位子系統(tǒng)中包括一個驅動機器人和一個檢測機器人； 所述驅動機器人和所述檢測機器人通過連接法蘭相連； 所述驅動機器人在所述數據采集與控制子系統(tǒng)的控制下驅動所述爬行運載定位子系統(tǒng)在所述被測管狀工件的管道中進行爬行； 所述檢測機器人在當所述爬行運載定位子系統(tǒng)每爬行到一個待測位置時，獲取該待測位置對應的管道截面的測量數據。
3.根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述驅動機器人中包括一個主動輪、一個從動輪、一個驅動電機、一個蝸輪蝸桿以及一個外殼； 所述驅動電機和所述主動輪通過所述蝸輪蝸桿相連；所述主動輪和從動輪的部分或全部暴露在所述外殼之外，所述驅動電機和所述蝸輪蝸桿位于所述外殼之內； 所述驅動電機在所述數據采集與控制子系統(tǒng)的控制下發(fā)生旋轉，并通過所述蝸輪蝸桿帶動所述主動輪發(fā)生旋轉，所述主動輪的旋轉帶動所述從動輪發(fā)生旋轉，所述主動輪和所述從動輪的旋轉帶動所述爬行運載定位子系統(tǒng)在所述被測管狀工件的管道中進行爬行。
4.根據權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測機器人中包括一個主軸、一個套在所述主軸上且固定在所述主軸上的第一擋圈、兩段套在所述主軸上的等長的第一彈簧和第二彈簧、兩組支撐結構、一個激光位移傳感器、一個傳感器底座、一個導電滑環(huán)以及一個旋轉步進電機； 所述激光位移傳感器固定在所述傳感器底座上，并通過所述導電滑環(huán)與所述旋轉步進電機相連，所述旋轉步進電機固定在所述主軸上； 其中，一組支撐結構位于所述旋轉步進電機與所述第一擋圈之間，包括一個套在所述主軸上且固定在所述主軸上的第二擋圈、一個套在所述主軸上的第一滑動擋圈、N個活動支桿、N個支撐輪以及N個支撐桿；N為大于2的正整數，N個支撐輪在圓周上等角分布； 第一滑動擋圈與所述第一彈簧的一端相連，所述第一彈簧的另一端與所述第一擋圈相連；所述第二擋圈位于所述旋轉步進電機以及所述第一滑動擋圈之間；每個活動支桿的一端與所述第二擋圈相連，另一端與一個支撐輪相連，每個支撐桿的一端與所述第一滑動擋圈相連，另一端與一個滑動支桿兩端之間的一點相連，每個支撐桿所連接的活動支桿均不同，每個活動支桿所連接的支撐輪也均不同； 另一組支撐結構位于所述第一擋圈與所述連接法蘭之間，包括一個套在所述主軸上且固定在所述主軸上的第三擋圈、一個套在所述主軸上的第二滑動擋圈、N個活動支桿、N個支撐輪以及N個支撐桿；N為大于2的正整數，N個支撐輪在圓周上等角分布； 第二滑動擋圈與所述第二彈簧的一端相連，所述第二彈簧的另一端與所述第一擋圈相連；所述第三擋圈位于所述連接法蘭以及所述第二滑動擋圈之間；每個活動支桿的一端與所述第二滑擋圈相連，另一端與一個支撐輪相連，每個支撐桿的一端與所述第三擋圈相連，另一端與一個滑動支桿兩端之間的一點相連，每個支撐桿所連接的活動支桿均不同，每個活動支桿所連接的支撐輪也均不同； 當任一組支撐結構中的任一支撐輪受壓時，通過與其相連的活動支桿和相應的支撐桿推動該組支撐結構中的滑動擋圈發(fā)生移動并壓縮與該滑動擋圈相連的彈簧，進而帶動該組支撐結構中的各支撐輪發(fā)生移動； 當所述爬行運載定位子系統(tǒng)每爬行到一個待測位置時，所述旋轉步進電機在所述數據采集與控制子系統(tǒng)的控制下發(fā)生旋轉，并帶動所述激光位移傳感器進行圓周掃描，獲取該待測位置對應的管道截面的測量數據。
5.根據權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數據采集與控制子系統(tǒng)中包括運動控制模塊以及數據采集模塊； 所述運動控制模塊與所述驅動電機以及所述旋轉步進電機相連，控制所述驅動電機以及所述旋轉步進電機進行旋轉； 所述數據采集模塊與所述激光位移傳感器相連，采集所述激光位移傳感器獲取到的測量數據，發(fā)送給所述數據處理子系統(tǒng)。
6.根據權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)中進一步包括標定子系統(tǒng)；所述標定子系統(tǒng)中包括標定規(guī)以及連接套，所述標定規(guī)與所述連接套均為管狀工件； 所述系統(tǒng)中進一步包括校正子系統(tǒng)，所述校正子系統(tǒng)與所述數據采集與控制子系統(tǒng)、所述爬行運載定位子系統(tǒng)以及所述數據處理子系統(tǒng)相連； 所述爬行運載定位子系統(tǒng)中進一步包括傾角傳感器和X-Y軸加速度傳感器，所述傾角傳感器安裝在所述第一擋圈的上端，所述X-Y軸加速度傳感器安裝在所述第一擋圈的下端; 當需要進行所述被測管狀工件的內徑測量時，通過所述連接套將所述標定規(guī)與所述被測管狀工件相連，并將所述爬行運載定位子系統(tǒng)放置在所述標定規(guī)中，通過所述數據采集與控制子系統(tǒng)控制所述爬行運載定位子系統(tǒng)爬行到所述標定規(guī)中的一指定位置；所述X-Y軸加速度傳感器獲取該指定位置上的軸心初始值，發(fā)送給所述校正子系統(tǒng)，所述傾角傳感器獲取該指定位置上的軸向傾角初始值，發(fā)送給所述校正子系統(tǒng)； 之后，所述數據采集與控制子系統(tǒng)控制所述爬行運載定位子系統(tǒng)通過所述連接套從所述標定規(guī)中爬行到所述被測管狀工件中；當每爬行到一個待測位置時，所述數據采集與控制子系統(tǒng)采集所述爬行運載定位子系統(tǒng)獲取到的該待測位置對應的管道截面的測量數據，并發(fā)送給所述校正子系統(tǒng)；所述校正子系統(tǒng)根據接收到的軸心初始值以及軸向傾角初始值對接收到的測量數據進行校正，并將校正后的測量數據發(fā)送給所述數據處理子系統(tǒng)。
7.根據權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述激光位移傳感器與所述主軸位于同一水平面； 針對每個待測位置，所述激光位移傳感器進行360度旋轉，并每旋轉M度，則獲取一次該旋轉角度下該待測位置對應的管道截面的測量數據，通過數據采集與控制子系統(tǒng)發(fā)送給所述校正子系統(tǒng)；同時，所述X-Y軸加速度傳感器獲取該待測位置上的軸心值，發(fā)送給所述校正子系統(tǒng)，所述傾角傳感器獲取該待測位置上的軸向傾角值，發(fā)送給所述校正子系統(tǒng);M為正整數，且需要保證獲取測量數據的次數為2的整數倍； 所述校正子系統(tǒng)確定出接收到的軸心值相對于軸心初始值的變化位移量(xo，Yo)，并確定出接收到的軸向傾角值相對于軸向傾角初始值的變化角度α ;根據所述變化位移量以及所述變化角度對該待測位置上的每個旋轉角度對應的測量數據進行校正； 其中，所述激光位移傳感器獲取到的該待測位置上的每個旋轉角度對應的測量數據包括該旋轉角度對應的測量點在所述被測管狀工件的坐標系中的坐標，測量點是指該旋轉角度所對應的該待測位置對應的管道截面內層圓形上的點； 所述校正后的該待測位置上的每個旋轉角度對應的測量數據包括該旋轉角度對應的測量點在所述標定規(guī)的坐標系中的坐標； 兩個坐標系之間存在如下關系
8.根據權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述數據處理子系統(tǒng)中包括互相連接的數據處理模塊和顯示模塊； 針對每個待測位置，所述數據處理模塊分別按照以下方式確定出該待測位置上的各測量點對應的校正后的旋轉角度以及校正后的極徑
9.根據權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述數據處理模塊進一步根據各待測位置上的在所述標定規(guī)的坐標系中每旋轉M度后的旋轉角度以及分別對應的真實極徑，通過自適應插值方式，得到所述被測管狀工件中不屬于待測位置的指定位置上的測量結果，并發(fā)送給所述顯示模塊進行顯示；所述顯示模塊在顯示各測量結果的同時，進一步顯示該測量結果對應的位置到所述被測管狀工件與所述連接套相連的一端的距離。
10.根據權利7 9中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述N的取值為5，所述M的取值為I。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種管狀工件內徑測量系統(tǒng)，包括一個爬行運載定位子系統(tǒng)、一個數據采集與控制子系統(tǒng)以及一個數據處理子系統(tǒng)；當需要對一被測管狀工件的內徑進行測量時，爬行運載定位子系統(tǒng)在數據采集與控制子系統(tǒng)的控制下在被測管狀工件的管道中進行爬行，并在當每爬行到一個待測位置時，獲取該待測位置對應的管道截面的測量數據；數據采集與控制子系統(tǒng)采集爬行運載定位子系統(tǒng)獲取到的測量數據，發(fā)送給數據處理子系統(tǒng)；數據處理子系統(tǒng)根據接收到的測量數據生成所需的測量結果。應用本發(fā)明所述方案，能夠提高測量結果的準確性，且能夠提高測量效率。
文檔編號G01B11/12GK102927922SQ20121038778
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權日2012年10月12日
發(fā)明者劉賓, 陳平, 韓焱, 蘇新彥, 崔唯佳, 李紅亮 申請人:中北大學