专利名称：椭圆度测量工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于测量管状物体横截面椭圆度的工具，以及具体但非排他性的，管状物体是用于供应气体的管。
背景技术：
管或导管是通常用于输送流体(诸如气体燃料或饮用水)的管筒或管状物体。管可由各种材料制成，且塑料管由于其重量轻、耐化学性、无腐蚀性以及容易形成连接而被广泛使用。管在绝大多数情况下具有圆形横截面，但是难于制备或保持完美的圆度。这就导致难于进行管和相关配件的接合或连接，随着管的直径和椭圆度増加会产生问题。
椭圆度是偏离于完美圆度的测量值或程度。对于第一种近似，假定不完美的圆形横截面为卵形或椭圆形。从量上而言，可利用公式[2(a_b)]/[a+b]来计算椭圆度，其中a是长轴的长度以及b是短轴的长度。作为可选方案，椭圆度可取为管相同横截面中的最大和最小外径之间的差异。对于管的相对均匀的壁厚而言，我们将椭圆度估算为最大的内径减去最小的内径。通常利用粗陋的方式来测量相对厚的管(例如具有在200mm至500mm范围内的直径)的參数a和b、或最大和最小直径，即利用卷尺在很大程度上基于个人判断来获得最大和最小直径。相当精确但不昂贵的工具只是还没有得到。本发明试图通过提供用于测量管状物体椭圆度的新颖或另外改进的工具来消除或至少减轻这种问题或缺陷。
发明内容
根据本发明提供用于测量管状物体横截面椭圆度的ー种工具，其包括主轴线和沿着主轴线的一对相对的第一和第二端部。工具沿着主轴线在其第一和第二端部之间可直线地延长和缩短。在工具的第一和第二端部的每一端部处的在相对于主轴线基本対称的位置处包括一对左侧部件和右侧部件，在工具的操作过程中，所述ー对左侧部件和右侧部件用于抵靠沿着所述管状物体的横截面的所述管状物体的内壁。所述工具还可在其第一和第二端部之间成角度移动到超过中心位置的主轴线的左侧和右侧，在中心位置中第一端部和第ニ端部沿着主轴线对准。存在用于在操作过程中指示工具中心位置的指示装置。在优选实施例中，所述工具包括第一构件和第二构件，第一构件可直线地移动以便沿着主轴线延长和缩短工具，第二构件可成角度移动以便将工具枢转到主轴线的左侧和右侧，以及其中在中心位置中，第二构件与主轴线对准。更优选的，第一和第二构件分别设置在工具的第一和第二端部处。优选的，工具还包括第一和第二构件连接到其的第三构件。进ー步优选的是，第三构件具有分别相应于工具第一和第二端部的一对相对端部。
优选的，第一构件滑动连接到第三构件，以及第二构件枢转连接到第三构件。进ー步优选的，通过第一和第三构件之一的至少ー个导轨延伸通过第一和第三构件另ー个的至少ー个孔而使得第一构件滑动连接到第三构件。优选的，第二构件通过铰链连接而枢转连接到第三构件。在优选实施例中，第一构件包括位于工具第一端部处的左侧和右侧部件，以及第ニ构件包括位于工具第二端部处的左侧和右侧部件。有利的，工具包括弾性偏置第一构件以便使得工具沿着主轴线延长的弹簧装置。有利的，工具包括位于导轨上且弹性偏置第一构件以便使得工具沿着主轴线延长的螺旋弹簧。为便于使用，工具包括在第一构件处或邻近第一构件的相应于在其第一和第二端 部之间的工具长度的标示。为便于使用，工具包括在第三构件上的邻近第一构件的标度，以便指示在其第一和第二端部之间的工具长度。优选的，指示装置包括在第二构件处或邻近第二构件的用于指示中心位置的标
/Jn o优选的，指示装置包括分别位于第二和第三构件处的两个部件，两个部件对准以便指示中心位置。优选的，第一和第三构件包括相应的抓握部，抓握部用于在操作过程中抓握工具同时使得工具沿着主轴线延长。进ー步优选的，第一和第三构件包括位于主轴线的每一左侧和右侧上的一对相应抓握部。在优选的实施例中，每ー左侧和右侧部件包括至少ー个辊轴。
现在将仅仅通过实例的方式參照附图对本发明进行更具体的描述，其中图I是根据本发明的用于测量椭圆度的工具实施例的正视图；图IA是类似于图I的正视图，其示出工具的某些内部细节；图2是图I所示工具的右侧视图；图2A是类似于图2的右侧视图，其示出工具的某些内部细节；图3是图I所示工具的示出其各种部件和组件的分解透视图；图4是图I所示工具处于延长位置的正视图；图5是图I所示工具处于枢转或偏斜状态的正视图；图5A是相应于图5的正视图，但是为了清楚起见进行简化；图6是其中使用图I所示工具的管的横截面视图，示出处于偏斜状态同时既不沿着长轴也不沿着短轴延长的工具；图7是相应于图6的横截面视图，示出处于笔直状态测量横过管横截面的短轴长度的工具；以及图8是类似于图7的横截面视图，示出处于笔直状态测量横过管横截面的长轴长度的工具。
具体实施例方式參照附图，示出体现本发明的用于测量管状物体或管20的横截面椭圆度的工具10，其具有基本平坦的矩形形状以及具有适于用作手工工具的尺寸。工具10具有长度方向上的对称中心/主轴线X以及沿着主轴线X的一对相对第一端部11和第二端部和12。该工具10可在其第一端部11和第二端部12之间沿着主轴线X直线地延长和缩短。在其第一端部11和第二端部12的每一端部处包括通常相对于主轴线X处于对称位置的一对左侧和右侧部件或角部11C/11C或12C/12C。存在总共四个角部IlC和12C，上述角部用于在工具10的操作过程中沿着管20的横截面抵靠管20的内壁22以便测量椭圆度。每一角部11C/12C优选装配有一个辊轴13或一对辊轴13，这是当工具10在管20内部进行转动或调节其位置时可降低管20的壁22的摩擦力的情况。椭圆度測量工具10还可在其第一端部11和第二端部12之间成角度移动或枢转到超过中心位置(图I)的主轴线X的左侧和右侧(图5)。在中心位置，第一端部11和第 ニ端部12彼此成角度对准或在沿着主轴线X的笔直线上对准，这样它们的四个角部IlC和12C成矩形阵列定位，工具10处于笔直状态。在枢转位置，第一端部11和第二端部12不成角度对准，这样第一组角部IlC相对于第二组角部12C倾斜或偏斜。还包括用于在工具10的操作过程中指示枢转器200的中心位置以及因此指示エ具10的笔直状态的指示器(即指示装置)400。现在将详细描述椭圆度測量工具10的构造，其是通过将三个主要构件组装到一起形成相对于主轴线X対称的结构而构建成的。第一构件是处于工具10的第一端部11处的延长器100，其直线地移动以便使得工具10沿着主轴线X伸长和缩短。第二构件是处于工具10的第二端部12处的枢转器(即，枢转的装置)200，其成角度移动以便使得工具10枢转或偏斜到主轴线X的左侧和右側。在中心位置中，枢转器200与主轴线X成角度对准。第三构件构成工具10的主体300，延长器100和枢转器200连接到主体300。主体300具有与总体工具10相同的基本形状，只是稍微更小，其具有分别相应于工具10的第一端部11和第二端部12的一对相对的第一端部301和第二端部302。主体300由ー对共平行的前部板310和后部板320形成，前部板310和后部板320由主体第一端部301处的隔块330间隔开。板310和320通过螺丝钉303连接到隔块330的相对侧。隔块330具有一对左侧和右侧通孔332以及ー对左侧和右侧凸耳334，左侧和右侧通孔332处于主轴线X方向上，左侧和右侧凸耳334从前部板310和后部板320的相对侧突出且起到作为手指抓握部的作用。延长器100由具有一对左侧和右侧轴或导轨120的横挡110提供，轴或导轨120从横挡110的后部延伸经由隔块330的孔332通过隔块330以便到达主体300的内部，其中导轨的内端部終止于类似横挡的滑板130处。横挡110和滑板130通过螺丝钉121紧固到导轨120的相对端部。导轨120将横挡110滑动连接到主体300。滑板130沿着主体300横向滑动，具有与前部板310处于滑动啮合以便由此进行导向的浅槽131。滑板130包括从前部板310和后部板320的相对侧突出且起到作为手指抓握部作用的一对左侧和右侧凸耳134。
延长器100滑动连接到主体300，其中其处于导轨120外端部处的横挡110可相对于主体300延长和缩短。设置于两个导轨120上的ー对螺旋弹簧(即，弹簧装置)140在横挡110和主体300之间压缩以便将延长器100向外弾性偏置，从而使得工具10的长度沿着主轴线X延长。根据延长器100相对于主体300的位置可调整工具10在其第一端部11和第二端部12之间的长度，该长度基本是从主体300测量的主体300和延长器100的组合长度。通过參考其滑板130相对于前部板 310的位置可以确定延长器100的相对位置。沿着前部板310的每ー边缘刻有尺子标度312 (毫米)，即合适形式的标示，位于滑板130同侧上的指示器132通过其显示读数。基于通过延长器100从主体300延长的相对位置或程度所确定的工具10的总体长度对标度312进行校准，以便指示圆柱形管的内径，工具10在直径上装配在圆柱形管中。枢转器200由横挡210和细长的其宽端部222连接到横挡210的T-形指示器220提供。横向于主体300延伸的横挡210在刚好前部板310和后部板320尖端之间的位置处通过为螺丝钉201形式的铰链连接销枢转地连接到主体300的第二端部302。螺丝钉201通过前部板310和后部板320以及两者之间的横挡210，然后与端部处的螺帽202装配，从而将这些组件一起连接在工具10的第二端部12处，且允许横挡210相对于其余部分枢转。指示器220位于前侧板310上且沿着前侧板310延伸，其中其尖端221到达主体300的相对第一端部301。指示器220的细长主体通过螺丝钉223保持在前部板310上，螺丝钉223通过尖端221以及前部板310，经由前部板310的弧形槽311，然后与前部板310右侧的螺帽224装配。在指示器220枢转时，槽311给予螺丝钉223 —定的空间。凭借横挡210到主体300的铰链连接，枢转器200可相对于主体300枢转或倾斜到经过中心位置的主轴线X的左侧和右侧，如上所述。尖端的标示器(即指示器)230在主体300的第一端部301处中心定位在前部板310上。标示器230起到与指示器220的尖端221成角度对准的參考作用，以便指示枢转器200的中心位置或工具10的笔直状态。指示器尖端221和标示器230 —起构成指示器400。椭圆度測量工具10用于确定和測量管20横截面的长轴和短轴的长度。在操作过程中，工具10保持在管20的内部以及取向成在管20的横截面平面上延伸以及在直径成跨过管内壁22的相对侧。工具10可由使用者的两只手方便地抓握，由每只手的拇指和食指抓握到同侧上的两个凸耳134和334上。在弹簧140作用于延长器100的作用之下，工具10延长至如由管20的内部宽度限定的最长可能长度，其中在工具10的两个端部11和12处的辊轴13抵靠内壁22。作用于凸耳134和334上的抓握力与弹簧カー起，也推动延长器100和主体300使两者分开。起初，工具10定位成在既不沿着管20的横截面的长轴也不沿着其短轴的方向上延长。管内壁22不对称，在这种角位置的相对侧之间不与长轴或短轴对准。由于这种不对称性，枢转器200必须从中心位置倾斜或偏斜，以便将辊轴13抵靠壁22定位在工具10的两个端部11和12处的所有四个角部处(图6)。因此在该指示器400中，指示器尖端221与标示器230不对准。然后使用者将工具10围绕其半长度或管横截面的中心逐渐顺时针(或逆时针)旋转，同时保持辊轴13处于抵靠壁22的所有四个角部处以及观察指示器400。使用者在凸耳134和334上的抓握提供定位工具10的控制以及反馈。对将辊轴13通过其抵靠工具10的相对左侧和右侧上的壁22的カ进行平衡是确保工具10保持直径上或对称跨过管横截面的关键。当工具10到达短轴(图7)(或主轴)时，指示器400的指示器尖端221将转动成与标示器230对准。在该位置中，在短轴相对侧之间的壁22对称，以及该环境需要枢转器200处于中心位置，或需要工具10处于笔直位置，以便使得处于工具10的所有四个角部处的辊轴13保持与壁22啮合。指示器400指示当工具10到达管横截面短轴时的时刻，然后可从抵靠指示器132的任ー标度312读出测量值以便获得短轴长度，即303_(图7)。在继续转动通过90°，工具10将达到如由指示器400指示的长轴位置，其变为再次对准以便确保到达另ー轴的位置。然后可从标度312读出长轴长度，即326. 5_(图8)。一旦获知管横截面的长轴和短轴的两者的长度，可以估算(例如，利用前述公式或通过取得差值简单计算出)管20的椭圆度。简短地回到标度312的校准，允许在预期由工具10测量的管的直径范围内进行变化。将在工具10的每一端部11/12处的左侧和右侧辊轴13之间保持小的宽度或间隔以便将跨越直径中的变化对測量精度上的影响最小化，且不明显影响指示器400的敏感度。可以理解，非线性的标度可为ー种方案。对于几乎完美圆度或具有小椭圆度的管而言,仅需要将工具10转动通过小于90°的角度以便定位另ー轴。对于某些管而言，可存在与指示器400对准处的两个以上的位置，在该情况下仅读取最大和最小读数。仅仅通过实例的方式给出本发明，但是在不脱离本发明范围的情况下可由本领域内的技术人员对所述实施例进行各种改型和/或变换，本发明的范围由所附权利要求进行 明确。
权利要求
1.用于测量管状物体横截面椭圆度的一种工具，其包括 主轴线； 沿着主轴线的一对相对的第一和第二端部，工具沿着主轴线在其第一和第二端部之间可直线地延长和缩短；以及 在工具的第一和第二端部的每一端部处在相对于主轴线基本对称的位置处包括一对左侧部件和右侧部件，在工具的操作过程中，所述一对左侧部件和右侧部件用于抵靠沿着所述管状物体的横截面的所述管状物体的内壁； 所述工具还可在其第一和第二端部之间成角度移动到超过中心位置的主轴线的左侧和右侧，在中心位置中第一端部和第二端部沿着主轴线对准；以及 用于在操作过程中指示工具中心位置的指示装置。
2.根据权利要求I所述的用于测量椭圆度的工具，所述工具包括第一构件和第二构件，第一构件可直线地移动以便沿着主轴线延长和缩短工具，第二构件可成角度移动以便将工具枢转到主轴线的左侧和右侧，以及其中在中心位置中，第二构件与主轴线对准。
3.根据权利要求2所述的用于测量椭圆度的工具，其中第一和第二构件分别设置在工具的第一和第二端部处。
4.根据权利要求2所述的用于测量椭圆度的工具，所述工具还包括第一和第二构件连接到其的第三构件。
5.根据权利要求4所述的用于测量椭圆度的工具，其中第三构件具有分别相应于工具第一和第二端部的一对相对端部。
6.根据权利要求4所述的用于测量椭圆度的工具，其中第一构件滑动连接到第三构件，以及第二构件枢转连接到第三构件。
7.根据权利要求6所述的用于测量椭圆度的工具，其中通过第一和第三构件之一的至少一个导轨延伸通过第一和第三构件另一个的至少一个孔而使得第一构件滑动连接到第三构件。
8.根据权利要求6所述的用于测量椭圆度的工具，其中第二构件通过铰链连接而枢转连接到第三构件。
9.根据权利要求2至8任一项所述的用于测量椭圆度的工具，其中第一构件包括位于工具第一端部处的左侧和右侧部件，以及第二构件包括位于工具第二端部处的左侧和右侧部件。
10.根据权利要求2至8任一项所述的用于测量椭圆度的工具，所述工具包括弹性偏置第一构件以便使得工具沿着主轴线延长的弹簧装置。
11.根据权利要求7或8所述的用于测量椭圆度的工具，所述工具包括位于导轨上且弹性偏置第一构件以便使得工具沿着主轴线延长的螺旋弹簧。
12.根据权利要求2至8任一项所述的用于测量椭圆度的工具，所述工具包括在第一构件处或邻近第一构件的相应于在其第一和第二端部之间的工具长度的标示。
13.根据权利要求4至8任一项所述的用于测量椭圆度的工具，所述工具包括在第三构件上的邻近第一构件的标度，以便指示在其第一和第二端部之间的工具长度。
14.根据权利要求2至8任一项所述的用于测量椭圆度的工具，其中指示装置包括在第二构件处或邻近第二构件的用于指示中心位置的标示。
15.根据权利要求4至8任一项所述的用于测量椭圆度的工具，其中指示装置包括分别位于第二和第三构件处的两个部件，两个部件对准以便指示中心位置。
16.根据权利要求4至8任一项所述的用于测量椭圆度的工具，其中第一和第三构件包括相应的抓握部，抓握部用于在操作过程中抓握工具同时使得工具沿着主轴线延长。
17.根据权利要求16所述的用于测量椭圆度的工具，其中第一和第三构件包括位于主轴线的每一左侧和右侧上的一对相应抓握部。
18.根据权利要求2至8任一项所述的用于测量椭圆度的工具，其中每一左侧和右侧部 件包括至少一个棍轴。
全文摘要
用于测量管(20)的横截面椭圆度的一种工具(10)具有沿着主轴线(X)的一对相对的第一和第二端部(11/12)。工具(10)沿着主轴线(X)在其第一和第二端部(11/12)之间可直线地延长和缩短。在工具(10)的第一和第二端部(11/12)的每一端部处的在相对于主轴线(X)基本对称的位置处包括用于沿着所述管横截面抵靠管(20)内壁(22)的一对左侧部件和右侧部件(11C/12C)。工具(10)还可在其第一和第二端部(11/12)之间成角度移动到达经过中心位置的主轴线(X)的左侧和右侧，在中心位置中第一端部和第二端部(11/12)沿着主轴线(X)对准。存在用于指示中心位置的指示器(400)。
文档编号G01B5/02GK102798330SQ20121010801
公开日2012年11月28日 申请日期2012年4月13日 优先权日2011年5月24日
发明者李伟强 申请人:香港中华煤气有限公司