一种用于大直径圆柱体中心的定位装置及其使用方法与流程

[0001]
本申请涉及机械测量技术领域，特别涉及一种用于大直径圆柱体中心的定位装置及其使用方法。


背景技术：

[0002]
传统的管件圆心测量定位方式是通过全站仪在管件外缘测量三个点，然后再通过三个测量点的空间位置关系计算出管件圆心的坐标位置，这种测量方式需多次测量后再对数据进行分析、计算，耗费时间较长，数据精度无法保障。且无法满足将吊装的管件进行快速装配的需求，而且由于精度无法保证，更会影响装配的准确性，给管件装配带来很大的难度。
[0003]
相关技术中，测量圆心的工具，采用的是中心对称的剪刀式连杆机构，剪刀式连杆机构的外侧连杆上设置有四个抵靠件，用于抵靠在待测管件上，通过剪刀式连杆机构相对其中心的拉伸和收缩，使四个抵靠件抵靠在待测管件的外圆表面的四处，由此，可由剪刀式连杆机构的标靶机构确定管件圆心。
[0004]
但是，上述接触式连杆结构的测量工具，容易产生变形和磨损，且由于抵靠件的顶端需要抵靠在管件的法兰上，因此在测量大尺寸管件时，所需的抵靠件的长度大，无法确保抵靠件的垂直度，导致管件圆心测量不精确的问题。


技术实现要素：

[0005]
本申请实施例提供一种用于大直径圆柱体中心的定位装置及其使用方法，以解决相关技术中由于抵靠件的顶端需要抵靠在管件的法兰上，因此在测量大尺寸管件时，所需的抵靠件的长度大，无法确保抵靠件的垂直度，导致管件圆心测量不精确的问题。
[0006]
第一方面，提供了一种用于大直径圆柱体中心的定位装置，其包括：
[0007]
连杆机构，其包括：
[0008]-第一杆件；
[0009]-底座，其平行于所述第一杆件设置；
[0010]-两个第二杆件，所述第二杆件的两端分别与所述底座和所述第一杆件可转动连接，且两个所述第二杆件与所述底座之间的夹角相等；
[0011]
第一光源组件，其用于沿所述第一杆件与所述底座的中点的连线方向投射光线；
[0012]
两个第二光源组件，两个所述第二光源组件分设于两个所述第二杆件上，且所述第二光源组件用于沿所述第二杆件的轴线方向投射光线；
[0013]
调节机构，其组设于所述连杆机构上，并用于调节所述第二杆件与所述底座之间的夹角，以使两个所述第二光源组件所投射的光线共同形成的平面与待测圆柱体的端面平行，且两个所述第二光源组件所投射的光线与所述待测圆柱体的柱面相切。
[0014]
一些实施例中：
[0015]
所述第一光源组件包括一个第一光源；
[0016]
所述第二光源组件包括一个第二光源，所述第二光源位于所述第一光源的下方。
[0017]
一些实施例中：
[0018]
所述第一光源组件包括一个第一光源；
[0019]
所述第二光源组件包括两个第二光源，两个所述第二光源上下布置；两个所述第二光源所投射的光线相外切，且所述第一光源与位于上方的两个第二光源，所投射的光线位于同一平面内。
[0020]
一些实施例中，所述第二光源组件还包括第三光源，所述第三光源远离所述第一光源设置，所述第三光源与位于下方的第二光源所投射的光线相外切，且所有的第三光源和位于下方的第二光源所投射的光线位于同一平面内。
[0021]
一些实施例中，所述第一光源组件还包括第四光源，所述第四光源位于所述第一光源的下方；所述第四光源与所述第一光源所投射的光线相外切，且所述第四光源与位于下方的两个第二光源，所投射的光线位于同一平面内。
[0022]
一些实施例中，所述第二杆件通过连接杆与所述第一杆件连接。
[0023]
一些实施例中：
[0024]
所述第一杆件的中间开设有上的安装孔；所述底座的中间开设有螺纹孔；
[0025]
所述调节机构为螺杆，所述螺杆一端可转动地设于所述安装孔内，另一端螺接于所述螺纹孔内，并用于推动所述底座在所述螺杆上移动。
[0026]
一些实施例中，该定位装置还包括调节支架，所述调节支架包括：
[0027]
套筒；
[0028]
活动杆，其一端与所述连杆机构连接，另一端伸入所述套筒内，并可在套筒内转动；
[0029]
紧固件，其插入所述套筒内，并抵持于所述活动杆上。
[0030]
一些实施例中，所述第一光源组件设于所述第一杆件或所述底座上。
[0031]
第二方面，提供了一种上述所述的用于大直径圆柱体中心的定位装置的使用方法，其包括以下步骤：
[0032]
调节所述第二杆件与所述底座之间的夹角，以使两个所述第二光源组件所投射的光线所在的平面与待测圆柱体的端面平行，且两个所述第二光源组件所投射的光线与所述待测圆柱体的柱面相切；
[0033]
调节所述连杆机构的高度，以使所述第一光源组件所投射的光线经过所述待测圆柱体的端面；
[0034]
在所述待测圆柱体的端面上标记所述第一光源组件所投射的光线；
[0035]
移动所述定位装置，重复上述步骤，并将两次标记的所述第一光源组件所投射的光线的交点作为所述待测圆柱体端面的圆心。
[0036]
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：本申请实施例的定位装置无需跟待测圆柱体接触，减小定位装置的变形和磨损，可快速确定大直径圆柱体的端面圆心，操作简单，精确度高，大大提高了需要确定大直径圆柱体的端面圆心的工序效率及精度。
[0037]
本申请实施例提供了一种用于大直径圆柱体中心的定位装置及其使用方法，由于两个第二光源组件所投射的光线与第一光源组件所投射的光线之间的夹角相等，那么当两个第二光源组件所投射的光线共同形成的平面与待测圆柱体的端面平行时，说明第一光源
组件所投射的光线与待测圆柱体的端面之间无夹角，而且当两个第二光源组件所投射的光线与待测圆柱体的柱面相切时，第一光源组件所投射的光线就垂直穿设待测圆柱体的轴线，可以再通过调节定位装置的高度，使第一光源组件所投射的光线在白板上形成完成的圆形光斑，那么此时第一光源组件所投射的光线过待测圆柱体的端面的圆心。可以同时使用两个定位装置同时测量待测圆柱体的中心，那么两个定位装置的第一光源组件所投射的光线的交点就为待测圆柱体的端面的圆心；或者可以移动定位装置，那么两次获得的第一光源组件所投射的光线的交点就为待测圆柱体的端面的圆心。因此，本申请实施例的定位装置无需跟待测圆柱体接触，减小定位装置的变形和磨损，可快速确定大直径圆柱体的端面圆心，操作简单，精确度高，大大提高了需要确定大直径圆柱体的端面圆心的工序效率及精度。
附图说明
[0038]
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]
图1为本申请实施例提供的用于大直径圆柱体中心的定位装置的结构示意图；
[0040]
图2为本申请实施例提供的连杆机构的结构示意图；
[0041]
图3为本申请实施例提供的调节支架的结构示意图；
[0042]
图4为本申请实施例2的第一光源组件和第二光源组件的布置图；
[0043]
图5为本申请实施例3的第一光源组件和第二光源组件的布置图；
[0044]
图6为本申请实施例4的第一光源组件和第二光源组件的布置图；
[0045]
图7为第一光源组件和第二光源组件所投射的光线与待测圆柱体之间的相对位置的示意图；
[0046]
图8为本申请实施例提供的定位装置的使用状态的示意图；
[0047]
图9为图8的俯视图。
[0048]
图中：1、连杆机构；10、第一杆件；11、第二杆件；12、连接杆；13、底座；2、待测圆柱体；3、第一光源组件；30、第一光源；31、第四光源；4、第二光源组件；40、第二光源；41、第三光源；5、调节机构；6、调节支架；60、套筒；61、活动杆；62、紧固件。
具体实施方式
[0049]
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0050]
实施例1：
[0051]
参见图1-3所示，本申请实施1提供了一种用于大直径圆柱体中心的定位装置，其包括连杆机构1，连杆机构1包括第一杆件10、底座13和两个第二杆件11，底座13平行于第一杆件10设置；第二杆件11的两端分别与底座13和第一杆件10可转动连接，且两个第二杆件
11与底座13之间的夹角相等，那么两个第二杆件11与第一杆件10之间的夹角也相等。
[0052]
本申请实施例1的定位装置还包括第一光源组件3、两个第二光源组件4和调节机构5，第一光源组件3和两个第二光源组件4所投射的光线均为激光。第一光源组件3用于沿第一杆件10与底座13的中点的连线方向投射光线；两个第二光源组件4分设于两个第二杆件11上，且第二光源组件4用于沿第二杆件11的轴线方向投射光线；由于两个第二杆件11与底座13之间的夹角相等，两个第二杆件11与第一杆件10之间的夹角也相等，所以两个第二光源组件4所投射的光线与第一光源组件3所投射的光线之间的夹角也相等。调节机构5组设于连杆机构1上，并用于调节第二杆件11与底座13之间的夹角，以使两个第二光源组件4所投射的光线共同形成的平面与待测圆柱体2的端面平行，且两个第二光源组件4所投射的光线与待测圆柱体2的柱面相切。
[0053]
在本申请实施例1中：两个第二光源组件4所投射的光线与待测圆柱体2的柱面相切的意思是：使用本申请实施例1的定位装置测量待测圆柱体2的中心时，使用一个白板接收第一光源组件3和第二光源组件4所投射的光线，第一光源组件3和第二光源组件4所投射的光线在白板上形成的光斑的轮廓近似为圆形，当两个第二光源组件4所投射的光线从完全被待测圆柱体2挡住，在白板上无法形成光斑，到逐渐形成完整圆形光斑时，说明两个第二光源组件4所投射的光线正好没有被待测圆柱体2挡住，这种状态即为两个第二光源组件4所投射的光线与待测圆柱体2的柱面相切。
[0054]
本申请实施例1的定位装置的使用原理如下：
[0055]
由于两个第二光源组件4所投射的光线与第一光源组件3所投射的光线之间的夹角相等，那么当两个第二光源组件4所投射的光线共同形成的平面与待测圆柱体2的端面平行时，说明第一光源组件3所投射的光线与待测圆柱体2的端面之间无夹角，而且当两个第二光源组件4所投射的光线与待测圆柱体2的柱面相切时，第一光源组件3所投射的光线就垂直穿设待测圆柱体2的轴线，可以再通过调节定位装置的高度，使第一光源组件3所投射的光线在白板上形成完成的圆形光斑，那么此时第一光源组件3所投射的光线过待测圆柱体2的端面的圆心。可以同时使用两个定位装置同时测量待测圆柱体2的中心，那么两个定位装置的第一光源组件3所投射的光线的交点就为待测圆柱体2的端面的圆心；或者可以移动定位装置，那么两次获得的第一光源组件3所投射的光线的交点就为待测圆柱体2的端面的圆心。
[0056]
本申请实施例1的定位装置无需跟待测圆柱体2接触，减小定位装置的变形和磨损，可快速确定大直径圆柱体的端面圆心，操作简单，精确度高，大大提高了需要确定大直径圆柱体的端面圆心的工序效率及精度。
[0057]
实施例2：
[0058]
本申请实施例2的基本内容同实施例1，不同之处在于：
[0059]
参见图4所示，本申请实施例2的第一光源组件3包括一个第一光源30；第二光源组件4包括一个第二光源40，第二光源40位于第一光源30的下方。
[0060]
本申请实施例2中的第一光源30所投射的光线与两个第二光源40所投射的光线不共面，在使用时，当两个第二光源40所投射的光线从完全被待测圆柱体2挡住，在白板上无法形成光斑，到逐渐形成完整圆形光斑时，或者当两个第二光源40所投射的光线从完全未被待测圆柱体2挡住，在白板上形成完整的圆形光斑，到圆形光斑刚好完全消失时，说明两
个第二光源40所投射的光线与待测圆柱体2的柱面相切。将第一光源30所投射的光线调整至在白板上形成完整的圆形光斑时，说明第一光源30所投射的光线过待测圆柱体2的端面的圆心。
[0061]
实施例3：
[0062]
本申请实施例3的基本内容同实施例1，不同之处在于：
[0063]
参见图5所示，本申请实施例3的第一光源组件3包括一个第一光源30；第二光源组件4包括两个第二光源40，两个第二光源40上下布置；两个第二光源40所投射的光线相外切，且第一光源30与位于上方的两个第二光源40，所投射的光线位于同一平面内。
[0064]
本申请实施例3中：两个第二光源40所投射的光线相外切表示：两个第二光源40所投射的光线在白板上所形成的圆形光斑相外切。在使用时，先将位于上方的两个第二光源40与第一光源30共同形成的平面，调整至与待测圆柱体2的端面平行；再调整位于下方的两个第二光源40所投射的光线，从完全被待测圆柱体2挡住，在白板上无法形成光斑，到逐渐形成完整圆形光斑时，或者当位于下方的两个第二光源40所投射的光线从完全未被待测圆柱体2挡住，在白板上形成完整的圆形光斑，到圆形光斑刚好完全消失时，说明位于下方的两个第二光源40所投射的光线与待测圆柱体2的柱面相切，那么第一光源30所投射的光线过待测圆柱体2的端面的圆心。
[0065]
实施例4：
[0066]
本申请实施例4的基本内容同实施例3，不同之处在于：
[0067]
参见图6和图7所示，本申请实施例4的第二光源组件4还包括第三光源41，第三光源41远离第一光源30设置，第三光源41与位于下方的第二光源40所投射的光线相外切，且所有的第三光源41和位于下方的第二光源40所投射的光线位于同一平面内。
[0068]
本申请实施例4中：第三光源41与位于下方的第二光源40所投射的光线相外切表示：第三光源41与位于下方的第二光源40所投射的光线在白板上所形成的圆形光斑相外切。在使用时，先将位于上方的两个第二光源40与第一光源30共同形成的平面，调整至与待测圆柱体2的端面平行；再调整位于下方的第二光源40和第三光源41所投射的光线，当位于下方的第二光源40和第三光源41所投射的光线从完全未被待测圆柱体2挡住，在白板上形成完整的圆形光斑，到位于下方的第二光源40所投射的光线形成的圆形光斑刚好完全消失，且第三光源41所投射的光线形成的圆形光斑为完整圆形时，说明位于下方的两个第二光源40所投射的光线刚好被待测圆柱体2的柱面挡住，两个第三光源41所投射的光线未被挡住，且与待测圆柱体2的柱面相切，那么第一光源30所投射的光线过待测圆柱体2的端面的圆心。
[0069]
进一步的，第一光源组件3还包括第四光源31，第四光源31位于第一光源30的下方；第四光源31与第一光源30所投射的光线相外切，且第四光源31与位于下方的两个第二光源40，所投射的光线位于同一平面内。
[0070]
第四光源31与第一光源30所投射的光线相外切表示：第四光源31与第一光源30所投射的光线在白板上所形成的圆形光斑相外切。第四光源31作为辅助光源，当第四光源31所投射的光线刚好被待测圆柱体2挡住，在白板上所形成的光斑消失，且第一光源30所投射的光线未被挡住，正好与待测圆柱体2的端面相切，且过待测圆柱体2的端面的圆心。
[0071]
优选的，第二杆件11通过连接杆12与第一杆件10连接。连杆机构1的结构为稳定且
简单的六边形结构。
[0072]
进一步的，参见图2所示，第一杆件10的中间开设有上的安装孔；底座13的中间开设有螺纹孔；调节机构5为螺杆，螺杆一端可转动地设于安装孔内，另一端螺接于螺纹孔内，并用于推动底座13在螺杆上移动。通过旋转螺杆，以推动底座13在螺杆上移动，实现第二杆件11与底座13之间的夹角的调节。
[0073]
更进一步的，参见图3所示，该定位装置还包括调节支架6，调节支架6包括套筒60、活动杆61和紧固件62，活动杆61一端与连杆机构1连接，另一端伸入套筒60内，并可在套筒60内转动；紧固件62插入套筒60内，并抵持于活动杆61上。
[0074]
通过在套筒60内旋转活动杆61，以调整连杆机构1所在的平面与待测圆柱体2的端面平行。在本申请实施例中，活动杆61与两个第二杆件11中的一个连接，在使用过程中，先将连接有活动杆61的第二杆件11上的第二光源组件4所投射的光线，调整至与待测圆柱体2的柱面相切，然后将该第二杆件11通过调节支架6固定在三脚架上，旋转螺杆，使另外一个第二杆件11以两倍的加速度移动，快速调节两个第二杆件11之间的夹角。
[0075]
更进一步的，第一光源组件3设于第一杆件10或底座13上，并位于第一杆件10或底座13的中点，以使第一光源组件3沿第一杆件10与底座13的中点的连线方向投射光线。
[0076]
实施例5：
[0077]
参见图8和图9所示，本申请实施例5提供一种用于大直径圆柱体中心的定位装置的使用方法，其包括以下步骤：
[0078]
s1：调节第二杆件11与底座13之间的夹角，以使两个第二光源组件4所投射的光线所在的平面与待测圆柱体2的端面平行，且两个第二光源组件4所投射的光线与待测圆柱体2的柱面相切；
[0079]
由于两个第二光源组件4所投射的光线与第一光源组件3所投射的光线之间的夹角相等，那么当两个第二光源组件4所投射的光线共同形成的平面与待测圆柱体2的端面平行时，说明第一光源组件3所投射的光线与待测圆柱体2的端面之间无夹角，而且当两个第二光源组件4所投射的光线与待测圆柱体2的柱面相切时，第一光源组件3所投射的光线就垂直穿设待测圆柱体2的轴线。
[0080]
s2：调节连杆机构1的高度，以使第一光源组件3所投射的光线经过待测圆柱体2的端面；
[0081]
通过调节定位装置的高度，使第一光源组件3所投射的光线在白板上形成完成的圆形光斑，那么此时第一光源组件3所投射的光线过待测圆柱体2的端面的圆心。
[0082]
s3：在待测圆柱体2的端面上标记第一光源组件3所投射的光线；
[0083]
s4：移动定位装置，重复上述步骤，并将两次标记的第一光源组件3所投射的光线的交点作为待测圆柱体2端面的圆心。
[0084]
或者可以同时使用两个定位装置同时测量待测圆柱体2的中心，那么两个定位装置的第一光源组件3所投射的光线的交点就为待测圆柱体2的端面的圆心。
[0085]
本申请实施例5的的定位装置使用过程中无需跟待测圆柱体2接触，减小定位装置的变形和磨损，可快速确定大直径圆柱体的端面圆心，操作简单，精确度高，大大提高了需要确定大直径圆柱体的端面圆心的工序效率及精度。
[0086]
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基
于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0087]
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0088]
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。