本實(shí)用新型涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種大尺寸圓柱體直徑測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

工程技術(shù)人員經(jīng)常需要測(cè)量一些大尺寸圓柱體的直徑，例如水電站泄洪管道、發(fā)電站排煙管道等物體的直徑。對(duì)于這些大尺寸的圓柱體，利用鋼卷尺等傳統(tǒng)工具十分的不方便，且測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。目前技術(shù)比較成熟的都是一些基于非接觸測(cè)量的光電檢測(cè)裝置，具有精度高，響應(yīng)快等特點(diǎn)，但制造成本較大，效率也不夠高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量大尺寸圓柱體直徑操作復(fù)雜，成本高的問(wèn)題，而研究設(shè)計(jì)一種大尺寸圓柱體直徑測(cè)量裝置。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種大尺寸圓柱體直徑測(cè)量裝置，其特征在于，包括：

彎折板，所述彎折板的彎折角為α，其中60°≤α≤120°；

設(shè)置在所述彎折板頂端的上蓋板；

設(shè)置在所述彎折板底端的下底板；

固定在所述彎折板上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有第一輸出軸和第二輸出軸，所述第一輸出軸的下端通過(guò)軸承支撐在所述下底板上；

設(shè)置在所述上蓋板上的角度傳感器，用于檢測(cè)第二輸出軸旋轉(zhuǎn)的角度，所述第二輸出軸與所述角度傳感器的輸入軸固定連接；

設(shè)置在所述第一輸出軸上的測(cè)量組件，所述測(cè)量組件包括測(cè)量柱、位移傳感器、推桿、彈簧和測(cè)頭；所述測(cè)量柱的延伸方向與所述第一輸出軸垂直，所述測(cè)量柱內(nèi)從第一輸出軸向外依次具有同軸設(shè)置的第一孔、第二孔和第三孔；所述推桿包括桿部和桿帽，所述位移傳感器設(shè)置在所述第一孔內(nèi)，所述桿帽與所述位移傳感器的前端固接，所述桿部穿過(guò)所述第二孔與設(shè)置在第三孔內(nèi)的測(cè)頭固接，所述第二孔的直徑小于所述第三孔的直徑，所述測(cè)頭的后端固定連接所述彈簧，所述彈簧沿所述第三孔的軸向設(shè)置，所述彈簧將測(cè)頭壓緊在所要測(cè)量的圓柱體的壁面上。

進(jìn)一步地，所述測(cè)量裝置還包括固定在所述上蓋板下側(cè)的安裝柜，用來(lái)顯示測(cè)量數(shù)據(jù)的顯示單元安裝在此安裝柜內(nèi)，且上蓋板的對(duì)應(yīng)位置具有觀察孔，以能夠觀察到顯示單元上的數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述測(cè)量裝置還包括集成電路板，所述集成電路板對(duì)位移傳感器和角度傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算出圓柱體直徑，所述集成電路板設(shè)置在所述安裝柜內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述測(cè)量裝置還包括給所述集成電路板和所述顯示單元供電的電源，所述電源設(shè)置在所述安裝柜內(nèi)，所述電源為蓄電池。

進(jìn)一步地，所述安裝柜的下方設(shè)置有控制電源通電和斷電的開關(guān)。

進(jìn)一步地，所述彎折板的彎折角α＝90°。

進(jìn)一步地，所述彎折板以彎折處為中心呈鏡面對(duì)稱。

更進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型顯而易見地具有以下有益效果：

1、只需使測(cè)頭壓緊在圓柱體的壁面上，同時(shí)彎折板抵靠在圓柱體的壁面上，使彎折板彎折處的彎折線與圓柱體的軸線平行，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)測(cè)量組件旋轉(zhuǎn)，可以測(cè)出轉(zhuǎn)動(dòng)不同角度時(shí)，距離測(cè)量組件旋轉(zhuǎn)中心的距離，進(jìn)而可計(jì)算出被測(cè)量的圓柱體的直徑。本實(shí)用新型操作簡(jiǎn)單，且自動(dòng)化程度高，體積小，方便攜帶。

2、測(cè)量組件可伸縮，且利用位移傳感器和角度傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，測(cè)量精度高。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型俯視圖；

圖3是測(cè)量組件爆炸圖；

圖4是圓柱體直徑計(jì)算原理圖。

圖中，1、彎折板，2、上蓋板，3、下底板，4、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，41、第一輸出軸，42、第二輸出軸，5、軸承，6、測(cè)量組件，61、測(cè)量柱、611、第一孔，612、第二孔，613、第三孔，62、位移傳感器，63、推桿，631、桿部，632、桿帽，64、彈簧，65、測(cè)頭，7、安裝柜，8、顯示單元，9、集成電路板，10、電源，11、開關(guān)，12、角度傳感器。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“徑向”、“軸向”、“上”、“下”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

如圖1-圖3所示的一種大尺寸圓柱體直徑測(cè)量裝置，包括：

彎折板1，彎折板1的彎折角為α，其中60°≤α≤120°；本實(shí)施例中取α＝90°；彎折板1以彎折處為中心呈鏡面對(duì)稱；

設(shè)置在彎折板1頂端的上蓋板2；

設(shè)置在彎折板1底端的下底板3；

固定在彎折板1上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)4，驅(qū)動(dòng)電機(jī)4具有第一輸出軸41和第二輸出軸42，第一輸出軸41的下端通過(guò)軸承5支撐在下底板3上；驅(qū)動(dòng)電機(jī)4可采用步進(jìn)電機(jī)，能夠根據(jù)對(duì)步進(jìn)電機(jī)輸入的脈沖的多少控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)4旋轉(zhuǎn)的角度。第一輸出軸41和第二輸出軸42同軸，且分別從驅(qū)動(dòng)電機(jī)的上方和下方伸出，兩輸出軸旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度相同。

設(shè)置在上蓋板2上的角度傳感器12，用于檢測(cè)第二輸出軸42旋轉(zhuǎn)的角度(即驅(qū)動(dòng)電機(jī)4旋轉(zhuǎn)的角度)，第二輸出軸42與角度傳感器12的輸入軸固定連接；

設(shè)置在第一輸出軸41上的測(cè)量組件6，測(cè)量組件6包括測(cè)量柱61、位移傳感器62、推桿63、彈簧64和測(cè)頭65；測(cè)量柱61的延伸方向與第一輸出軸41垂直，測(cè)量柱61內(nèi)從第一輸出軸41向外依次具有同軸設(shè)置的第一孔611、第二孔612和第三孔613；推桿63包括桿部631和桿帽632，位移傳感器62設(shè)置在第一孔611內(nèi)，桿帽632與位移傳感器62的前端固接，桿部631穿過(guò)第二孔612與設(shè)置在第三孔613內(nèi)的測(cè)頭65固接，第二孔612的直徑小于第三孔613的直徑，測(cè)頭65的后端固定連接彈簧64，彈簧64沿第三孔613的軸向設(shè)置，彈簧64將測(cè)頭65壓緊在所要測(cè)量的圓柱體的壁面上。

本實(shí)施例中，測(cè)量裝置還包括固定在上蓋板2下側(cè)的安裝柜7，用來(lái)顯示測(cè)量數(shù)據(jù)的顯示單元8安裝在此安裝柜7內(nèi)，且上蓋板2的對(duì)應(yīng)位置具有觀察孔，以能夠觀察到顯示單元8上的數(shù)據(jù)。

測(cè)量裝置還包括集成電路板9，集成電路板9對(duì)位移傳感器62和角度傳感器12測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算出圓柱體直徑，集成電路板9設(shè)置在安裝柜7內(nèi)。

測(cè)量裝置還包括給集成電路板9和顯示單元8供電的電源10，電源10設(shè)置在安裝柜7內(nèi)，電源10為蓄電池。安裝柜7的下方設(shè)置有控制電源10通電和斷電的開關(guān)11。

具體地，測(cè)量圓柱體的直徑時(shí)，按下開關(guān)11，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)4，驅(qū)動(dòng)電機(jī)4帶動(dòng)設(shè)置在第一輸出軸41上的測(cè)量組件6同步轉(zhuǎn)動(dòng)，參見圖4，測(cè)量組件6從彎折板1的一個(gè)側(cè)板轉(zhuǎn)到另一個(gè)側(cè)板，在此期間測(cè)量組件6通過(guò)位移傳感器62測(cè)量測(cè)頭與圓柱體外壁面接觸點(diǎn)到第一輸出軸41中心的距離，可以看出位移傳感器62的測(cè)量值逐漸減小再逐漸增大。

集成電路板9對(duì)位移傳感器62和角度傳感器12測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，最終計(jì)算出圓柱體的直徑，并通過(guò)顯示單元8輸出。

圓柱體直徑的計(jì)算方法如圖4所示，假設(shè)檢測(cè)時(shí)測(cè)量組件6的旋轉(zhuǎn)中心(即第一輸出軸41的中心軸)為D點(diǎn)，測(cè)量組件6從A點(diǎn)開始順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，DA的長(zhǎng)度便是測(cè)量組件6的初始檢測(cè)值。隨著測(cè)量組件6逐漸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，測(cè)量組件6的檢測(cè)值逐漸減小，當(dāng)達(dá)到B點(diǎn)時(shí)，測(cè)量組件6的檢測(cè)值達(dá)到最小，若此時(shí)的測(cè)量值為a。測(cè)量組件6繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，其測(cè)量值逐漸增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)C點(diǎn)時(shí)，由于彎折板1的限制，測(cè)量組件6達(dá)到最大值，若此時(shí)測(cè)量值為b，通過(guò)角度傳感器12檢測(cè)從B點(diǎn)至C點(diǎn)測(cè)量組件6的旋轉(zhuǎn)角度為α。假設(shè)所測(cè)圓柱體的半徑為r，在三角形ODC內(nèi)應(yīng)用余弦定理。

r²＝(r-a)²+b²-2(r-a)bcos(180-α) (1)

解的：

圓柱體的直徑為：

利用上述公式(3)，在集成電路板9中進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果顯示在顯示單元8上。

上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。