一种管路弯角测量装置的制作方法

本发明涉及管路系统作业技术领域，具体涉及一种管路弯角测量装置。

背景技术：

油船的水舱、油舱需要做出舱容表来测算液位高度对应的舱容值，测深管由于舱室结构的影响，有不同的角度。采用重锤型式的测深尺测量出来的长度并不能反映液位的真实高度，对于测深管的实际安装角度及每个弯角中间的长度，还需要在测深管安装完成后再到船上进行手工测量，并作出图形及舱容表。

油船的压载舱、油船等数量较多，测深管因结构影响而弯弯曲曲，每个弯角拐点所在的位置空间可能会比较狭窄，环境恶劣，对实际测量的精度有很大的影响，从而影响到舱容表的计算，影响精度。由人工进入舱内测量，需耗费较多的人力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种管路弯角测量装置，可以测量出管路弯角及其长度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种管路弯角测量装置，包括：

第一壳体，其外部设置有若干滚轮，且所述第一壳体与其外部的牵引部件连接；

第二壳体，设置在所述第一壳体的内部，且所述第二壳体与所述第一壳体转动连接；

惯性组件，设置在所述第二壳体内，用以使所述第二壳体的空间角度保持不变，所述惯性组件包括惯性轮以及驱动所述惯性轮转动的电机；

光电传感器，位于所述第一壳体和所述第二壳体之间，用于测量所述第一壳体相对所述第二壳体转动的角度。

作为所述的管路弯角测量装置的一种优选的技术方案，还包括环形支架，所述环形支架位于所述第一壳体和所述第二壳体之间，所述第一壳体内相对的两侧分别设置有一个第一顶针，所述环形支架的外周设置有与所述第一顶针相配合的第一限位槽，所述环形支架可绕两个所述第一顶针的连线转动；所述环形支架的内周且相对的两侧分别设置有一个第二顶针，所述第二壳体的外壁设置有与所述第二顶针相配合的第二限位槽，所述第二壳体可绕两个所述第二顶针的连线转动，两个所述第一顶针之间的连线垂直于两个所述第二顶针之间的连线。

作为所述的管路弯角测量装置的一种优选的技术方案，还包括导电组件，所述导电组件包括第一导电部和第二导电部，所述第一导电部设置在所述环形支架内，用于导通所述第一限位槽与所述第二顶针，所述第二导电部设置在所述第二壳体内，所述第二导电部一端与所述第二限位槽导通，另一端通过导电线与所述电机导通。

作为所述的管路弯角测量装置的一种优选的技术方案，所述惯性组件还包括中间连接件，所述中间连接件包括连接本体和若干连接杆，所述连接本体通过若干所述连接杆固定在所述第二壳体的中部，所述电机的输出轴与所述惯性轮连接，所述电机远离所述惯性轮的一端与所述连接本体连接。

作为所述的管路弯角测量装置的一种优选的技术方案，所述连接本体上间隔设置有至少两个所述惯性轮，两个所述惯性轮分别通过一个所述电机固定在所述连接本体上。

作为所述的管路弯角测量装置的一种优选的技术方案，所述第二壳体的内部还设置有配重块，所述配重块与所述惯性组件间隔设置。

作为所述的管路弯角测量装置的一种优选的技术方案，所述第一壳体为椭球形，所述第二壳体为球形，所述第一壳体具有曲率半径相对较大的两个宽部和曲率半径相对较小的两个窄部，所述第二壳体邻近其中一个所述窄部设置，所述光电传感器设置在所述第一壳体内壁上并位于另一个所述窄部上。

作为所述的管路弯角测量装置的一种优选的技术方案，还包括位于所述第一壳体的外部的收放装置，所述收放装置包括卷盘和用于安装所述卷盘的安装架，所述卷盘外周设置有用于缠绕所述牵引部件的凹槽。

作为所述的管路弯角测量装置的一种优选的技术方案，还包括长度测量传感器，所述长度测量传感器设置在所述安装架上且邻近所述卷盘释放所述牵引部件的位置。

作为所述的管路弯角测量装置的一种优选的技术方案，所述卷盘的外周设置有刻度值。

本发明的有益效果：本发明的管路弯角测量装置经过弯管时，第一壳体可相对于第二壳体发生一定角度的偏转,而第二壳体在惯性组件的作用下保持其在空间的角度不变，从而可以通过设置在第一壳体和第二壳体之间的光电传感器测量出第一壳体相对于第二壳体所转动的角度；牵引部件随第一壳体一起在管道内运动，可以对牵引部件进入管道内的长度进行测量，通过管道内某一位置中光电传感器测得的角度变化、第一壳在管道内的移动距离以及相关的软件，即可计算出每段弯管的长度及角度变化，从而绘制出管子形态图纸，可提供给舱容计算使用。与现有技术相比，采用本发明的管路弯角测量装置用于测量测深管的角度及长度时，不需要顺着管路进入到舱室去测量，减少了工作量及测量时可能遇到的危险因素，提高了工作效率和经济效益。本发明的管路弯角测量装置的结构简单，部件较少，使用方便，且维护简单。

附图说明

图1为本发明实施例的管路弯角测量装置的示意图。

图2为图1的a-a向剖视图。

图中：

100、第一壳体；110、滚轮；120、牵引部件；130、第一顶针；200、第二壳体；210、第二限位槽；220、第二导电部；300、惯性组件；310、惯性轮；320、电机；330、中间连接件；331、连接本体；332、连接杆；340、导电线；400、光电传感器；500、环形支架；510、第一限位槽；520、第二顶针；530、第一导电部；600、收放装置；610、卷盘；620、安装架；630、手柄；700、长度测量传感器。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之“上”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之“下”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1和图2所示，本实施例的管路弯角测量装置，包括：第一壳体100，其外部设置有若干滚轮110，且第一壳体100与其外部的牵引部件120连接；第二壳体200，设置在第一壳体100的内部，且第二壳体200与第一壳体100转动连接；惯性组件300，设置在第二壳体200内，用以使第二壳体200的空间角度保持不变，惯性组件300包括惯性轮310以及驱动惯性轮310转动的电机320；光电传感器400，位于第一壳体100和第二壳体200之间，用于测量第一壳体100相对第二壳体200转动的角度。本实施例的管路弯角测量装置经过弯管时，第一壳体100可相对于第二壳体200发生一定角度的偏转，而第二壳体200在惯性组件300的作用下保持其在空间的角度不变，从而可以通过设置在第一壳体100和第二壳体200之间的光电传感器400测量出第一壳体100相对于第二壳体200所转动的角度；牵引部件120随第一壳体100一起在管道内运动，可以对牵引部件120进入管道内的长度进行测量，通过管道内某一位置中光电传感器400测得的角度变化、第一壳体100在管道内的移动距离以及相关的软件，即可计算出每段管段的长度及角度变化，从而绘制出管子形态图纸，可提供给舱容计算使用。与现有技术相比，采用本实施例的管路弯角测量装置用于测量测深管的角度及长度时，不用顺着管路进入到舱室去测量，减少了工作量及测量时可能遇到的危险因素，提高了工作效率和经济效益。本实施例的管路弯角测量装置的结构简单，部件较少，使用方便，且维护简单。

本实施例中，滚轮110直接与管壁接触，滚轮110的设置可以使管路弯角测量装置在其自身重力作用下沿管道的长度方向移动。

本实施例中，管路弯角测量装置还包括环形支架500，环形支架500位于第一壳体100和第二壳体200之间，第一壳体100内相对的两侧分别设置有一个第一顶针130，环形支架500的外周设置有与第一顶针130相配合的第一限位槽510，环形支架500可绕两个第一顶针130的连线转动；环形支架500的内周且相对的两侧分别设置有一个第二顶针520，第二壳体200的外壁设置有与第二顶针520相配合的第二限位槽210，第二壳体200可绕两个第二顶针520的连线转动，两个第一顶针130之间的连线垂直于两个第二顶针520之间的连线。管路弯角测量装置在经过管路弯角时，环形支架500可绕两个第一顶针130的连线进行360°转动，第二壳体200可绕两个第二顶针520的连线进行360°转动，而惯性组件300的设置可以使第二壳体200的空间位置保持不变，而第一壳体100为适应管路弯角变化，必须相对第二壳体200转动，光电传感器400可实时测量到该转动角度。

本实施例中，管路弯角测量装置还包括导电组件，导电组件包括第一导电部530和第二导电部220，第一导电部530设置在环形支架500内，用于导通第一限位槽510与第二顶针520，而第一限位槽510与第一顶针130接触并导通；第二导电部220设置在第二壳体200内，第二导电部220一端与第二限位槽210导通，另一端通过导电线340与电机320导通，而第二限位槽210与第二顶针520接触并导通，可以在第一壳体100的外部设置绝缘层，且第一壳体100与外部电源连接，从而可以对电机320供电。本实施例的管路弯角测量装置在管道内进行测量时，电机320始终处于通电状态。

其中，惯性组件300还包括中间连接件330，中间连接件330包括连接本体331和若干连接杆332，连接本体331通过若干连接杆332固定在第二壳体200的中部，电机320的输出轴与惯性轮310连接，电机320远离惯性轮310的一端与连接本体331连接。连接本体331为圆柱形结构，具体地，连接本体331通过三个连接杆332与第二壳体200连接，三个连接杆332均设在连接本体331外，即相邻两个连接杆332之间的夹角为120°，连接杆332一端与连接本体331连接，相对的另一端与第二壳体200的内壁连接。在其他的实施例中，也可以将连接本体331设计为球形。惯性轮310通过电机320固定在连接本体331上，当管路弯角测量装置经过管路弯角时，惯性轮310在电机320的作用下保持高速转动，其惯性力可以使第二壳体200在空间的角度保持不变。静止的时候，惯性轮310在其自身重力的作用下位于连接本体331的下方。

连接本体331上间隔设置有至少两个惯性轮310，两个惯性轮310分别通过一个电机320固定在连接本体331上，以提高第一壳体100相对第二壳体200转动角度测量的精确性。其中，惯性轮310的数量不受限制，可以是两个或者三个，甚至更多个，可以根据管路弯角测量装置的重量及尺寸进行设计。具体地，如图1和图2所示，连接本体331上间隔设置有两个惯性轮310，保证测量精度的基础上可以降低管路弯角测量装置的生产成本。

为了进一步提供测量结果的精确性，第二壳体200的内部还设置有配重块，配重块与惯性组件300间隔设置(图中未示出)。配重块与连接本体331固定连接，也可以与第二壳体200固定连接。

作为本发明一种优选的实施方案，第一壳体100为椭球形，第二壳体200为球形，第一壳体100具有曲率半径相对较大的两个宽部和曲率半径相对较小的两个窄部，第二壳体200邻近其中一个窄部设置，光电传感器400设置在第一壳体100内壁上并位于另一个窄部上。本实施方式中，第一壳体100为椭球形，第二壳体200为球形，可以方便光电传感器400的设置，使光电传感器400距离第二壳体200具有一定的距离，第一壳体100相对于第二壳体200转动时，可以增大第一壳体100的相对位移，从而提高测量结果的精确性。

具体地，牵引部件120为钢丝绳，优选地，牵引部件120为可以输送双向电流的组合钢丝绳(电源线与普通钢丝绳组合)，第一壳体100的窄部外且邻近光电传感器400设置有吊环，牵引部件120与吊环固定连接。

另，管路弯角测量装置还包括位于第一壳体100的外部的收放装置600，收放装置600包括卷盘610和用于安装卷盘610的安装架620，卷盘610外周设置有用于缠绕牵引部件120的凹槽(图中未示出)。卷盘610的一侧设置有手柄630，可方便用于推动卷盘610转动，以实现选择性释放牵引部件120，以适应第一壳体100在管道内的运动。

本实施例中的收放装置600的下方还可以设置用于辅助收放装置600移动的行走轮，以及用于锁死所述行走轮的锁紧部件，当辅助收放装置600移动至测深管的管口处时，可通过该锁紧部件锁紧行走轮，避免测量过程中辅助收放装置600移动而影响测量结果。

为方便对管路弯角测量装置在管道内的移动距离进行测量，本实施例中，管路弯角测量装置还包括长度测量传感器700，长度测量传感器700设置在安装架620上且邻近卷盘610释放牵引部件120的位置。通过该长度测量传感器700可以实时测量出管路弯角测量装置经过弯角时释放的一段牵引部件120的长度，该段牵引部件120长度即管路弯角的长度。

在其他的实施例中，还可以在卷盘610的外周设置刻度值，管路弯角测量装置经过某个弯角时，通过该刻度值可以计算释放的某一段牵引部件120的长度。

对于油船的压载舱，其内设置的测深管有30多根，每根管可能有25米长，测深管因结构影响使弯角部位有十几个，由人工爬进舱内测量，也需耗费约3天的人工；每个弯角拐点所在的位置空间可能会比较狭窄，环境恶劣，对实际测量的精度有很大的影响，从而影响到舱容表的计算，影响精度；对人身也有一定的危险性。使用本发明的管路弯角测量装置，可以避免人员进入到舱室内，只需约半天的测量时间，提高工作效率，提供测量精度。

本发明的管路弯角测量装置除了可以应用于船舶的测深管外，开可以应用于海工、工业等管路角度测量，应用范围广泛；提高测量精度及工作效率，以提供经济效益，减少人员进入舱室所受的环境影响。

在本说明书的描述中，参考术语“优选的实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上实施例仅用来说明本发明的详细方法，本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。