一种共板法兰风管高精度定位安装装置的制作方法

本发明涉及风管管道的安装技术领域。具体而言，涉及一种共板法兰风管高精度定位安装装置。

背景技术：

在常用的烟尘管道或者通气排气管道中，常用到共板法兰风管铺设从风机到室外或者其他处理装置的管路。管路长度经常达到十多米甚至几十米，管路也常见于铺设在建筑物的天花、墙外等较为难以触及的位置，以尽量减少对建筑物附近人员的影响。由于管路较长，估此对每一段管道的安装定位提出了相对较高的精度要求；在单段管道中细微的安装误差，都容易造成多段管路的累积误差；加上不精确的对接安装，容易造成管道的变形、异响、松脱等失效现象，又会间接造成额外的维护成本，严重者更会造成人身和财产的损失，故此管道的安装精度也是管路施工团队需要密切关注的细节。

进一步的，通常管路系统都在离地十米以上的高度上布置，而大直径的风管重量、长度都较大，在风管之间的定位对接作业时只能依靠吊车吊着风管，再由工人通过眼睛去看，操作难度大，误差也大，容易形成错边，影响外观及质量，高空作业本就存在风险，再需要身体不断移动到管道不同的方位去配合检查，容易产生事故。

查阅相关的技术方案，kr102231734、cn211175758u、cn203532992u等文件对管路的连接部位或连接部件作出了新的技术方案，通过机械的方式提高了一定的安装对接精度；而cn207259071u、cn209685263u等方案通过使用外部的辅助校正设备来提高管道的对接精度，但使用的复杂程度和成本都相对较高。

故此本技术方案提出一种相对简捷和轻便的，针对管道安装对接的定位装置以及定位安装方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对目前管道对接安装的精度要求高，而相对应的对接定位装置缺乏，操作相对繁琐的现象，发明一种共板法兰风管高精度定位安装装置及其定位方法。

为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：一种共板法兰风管高精度定位安装装置，所述安装装置包括定位吸盘，测距传感器，发声器，遥控以及控制模块；所述定位吸盘使用电磁吸盘吸附于管道表面，用于将所述安装装置固定于管道的其中一端；所述测距传感器用于测量管道4个壁面到所述装置的距离；所述发声器用于对使用者发出检测提示，并根据上述测距传感器的测距数值，实时转换声音信号；所述遥控连接所述控制模块，用于控制所述安装装置；所述控制模块用于控制所述安装装置的各部分进行工作；

所述定位安装装置包括模块a和模块b；所述模块a和模块b都具有相同的构造和功能；所述模块a和模块b使用连接结构相互结合，并且在结合后能够传输电信号；

所述定位吸盘使用电磁吸盘，在通电后能吸附于金属表面；所述定位吸盘的开关连接到所述控制模块，并由所述控制模块控制定位吸盘的电磁通断；

所述测距传感器采用超声波或者激光进行距离测量；所述测距传感器分布于所述安装装置的四个面，并分别指向所述管道的四个管壁；所述测距传感器连接所述控制模块，将测量数据上传到所述控制模块；

所述发声器的数量为一个或以上；所述发声器能够发出不同音量、音色的声音；所述发声器与所述控制模块连接，并由所述控制模块控制发声的音量和音色；

所述遥控采用信号电缆连接到所述安装装置；所述遥控的电子线路连接到所述控制模块，并能向控制模块发出控制指令；

所述遥控采用的信号电缆能承受的拉力标准支持将所述安装装置进行拖拉移动；所述信号电缆通过旋转接头的方式，与所述安装装置配合固定；

所述控制模块包括单片机芯片和存储器；所述控制模块连接所述定位吸盘，所述测距传感器，所述发声器及所述遥控；所述测距传感器将测量数据上传到所述控制模块后，存储到所述存储器中；所述控制模块可以根据所述测距传感器的测量数据，对应地调整所述发声模块发出不同声音；

本发明包括一种测量方法：所述测量方法包括：步骤s1，将所述安装装置的模块a和模块b分别固定到第一、第二段共板法兰风管安装端的第一管壁，开启测量模式一；步骤s2，分别测量两段共板法兰风管的内径是否在标称内径的公差内；步骤s3，开启模块a和模块b的测量模式二，并将模块a和模块b组合，测量第一、第二段共板法兰风管在第一方向上的内径差值；步骤s4，沿第一方向移动内径较大的一段共板法兰风管，直到所述定位安装装置提示到达合格的定位安装阈值；步骤s5，重复上述步骤s3-s4，完成第二方向上的对位调整。

本发明所取得的有益效果是：

1.本发明使用时无需额外使用大型设备输助，也无需过多增加安装的步骤，操作成本低，能有效提高工作效率；

2.本定位装置采用了高精度的传感器设备，而且是针对管道内管壁工作面进行测量，而不是测量外管壁，不需要作间接换算以及间接测量，数据精确有效，减少了操作的步骤和误差；

3.本定位装置在测量时，操作人员只需要保持在连接部位，通过声音进行判断是否定位到位，不需要多次的移动自身，让操作人员节省了大量移动的时间和精力；

4.本发明属于小型的测量设备，并且设计了相关的易拆卸、易移动机构，方便技术人员对本装置进行移动和收纳，提高了本发明的使用性和使用效率。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1为本发明的定位安装装置的单独模块示意图；

图2为本发明的组合使用示意图；

图3为本发明实施例一示意图；

图4为本两个模块存在相对位移时的示意图；

图5为本发明实施例三示意图；

图6为本定位安装方法流程示意图；

附图标号说明：101-第一测距传感器；102-第二测距传感器；103-第三测距传感器；104-第四测距传感器；105-连接机构一；106-连接机构二；107-定位吸盘；108-信号电缆；109-遥控；201-模块a；202-模块b；203-第一段风管；204-第二段风管；301-第一管壁；302-第二管壁；303-第三管壁；304-第四管壁；501-定位安装装置o1；502-定位安装装置o2。

具体实施方式

为了使得本发明的目的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统.方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内.包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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组件必须具有特定的方位.以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。

实施例一：

如附图3，一种共板法兰风管高精度定位安装装置，所述安装装置包括定位吸盘，测距传感器，发声器，遥控以及控制模块；所述定位吸盘使用电磁吸盘吸附于管道表面，用于将所述安装装置固定于管道的其中一端；所述测距传感器用于测量管道4个壁面到所述装置的距离；所述发声器用于对使用者发出检测提示，并根据上述测距传感器的测距数值，实时转换声音信号；所述遥控连接所述控制模块，用于控制所述安装装置；所述控制模块用于控制所述安装装置的各部分进行工作；

所述定位安装装置包括模块a和模块b；所述模块a和模块b都具有相同的构造和功能；所述模块a和模块b可以使用连接结构相互结合，并且在结合后能够传输电信号；

所述定位吸盘使用电磁吸盘，在通电后能吸附于金属表面；所述定位吸盘的开关连接到所述控制模块，并由所述控制模块控制定位吸盘的电磁通断；

所述测距传感器采用超声波或者激光进行距离测量；所述测距传感器分布于所述安装装置的四个面，并分别指向所述管道的四个管壁；所述测距传感器连接所述控制模块，将测量数据上传到所述控制模块；

所述发声器的数量为一个或以上；所述发声器能够发出不同音量、音色的声音；所述发声器与所述控制模块连接，并由所述控制模块控制发声的音量和音色；

所述遥控采用信号电缆连接到所述安装装置；所述遥控的电子线路连接到所述控制模块，并能向控制模块发出控制指令；

所述遥控采用的信号电缆能承受的拉力标准支持将所述安装装置进行拖拉移动；所述信号电缆通过旋转接头的方式，与所述安装装置配合固定；

所述控制模块包括单片机芯片和存储器；所述控制模块连接所述定位吸盘，所述测距传感器，所述发声器及所述遥控；所述测距传感器将测量数据上传到所述控制模块后，存储到所述存储器中；所述控制模块可以根据所述测距传感器的测量数据，对应地调整所述发声模块发出不同声音；

所述定位安装装置包括一种测量方法：所述测量方法包括：步骤s1，将所述安装装置的模块a和模块b分别固定到第一、第二段共板法兰风管安装端的第一管壁，开启测量模式一；步骤s2，分别测量两段共板法兰风管的内径是否在标称内径的公差内；步骤s3，开启模块a和模块b的测量模式二，并将模块a和模块b组合，将第一、第二段共板法兰风管的第一管壁；测量第一、第二段共板法兰风管在第一方向上的内径差值；步骤s4，沿第一方向移动其中一段共板法兰风管，直到对位装置提示到达合格的安装阈值；步骤s5，重复上述步骤s3-s4的方法，进行针对第二方向上的对位调整；

所述模块a和模块b是两个相同的测量模块；所述测量模块具有一凹一凸的定位机构，用于将模块a和模块b两者精密配合安装；所述测量模块具有多个信号触点，当所述模块a和模块b准确配合安装后，两个模块的信号触点接通，并且所述每个测量模块的所述控制模块自动进行配对自适应环节，准备测量定位工作；

所述测量模块的每一面至少具有一个所述测距传感器；所述测距传感器在接入所述控制模块后，分别设置一个编号以对应于测量的不同管壁；针对不同的编号，由所述的控制模块设置不同的声音音色，例如第一测距传感器设置“嘀嘀”的音色，第二测距传感器设置“哔哔”的音色……不同的音色让操作人员能在无法看见所述安装装置的情况下，通过声音的判断就能知道所述安装装置正在测量哪一个管壁面；

如附图3，设定风管在y轴方向为第一方向，在x轴方向为第二方向；在步骤s1中，操作人员需要设定管道的标称管内径，标称内径为358mm；当模块a在放置并固定好后，开启所述测距传感器，设置为测量模式1，测量距离绝对值，当测量数值达到358±2mm后，所述控制模块开启所述发声器的声音提示；

所述控制模块在获得所述测距传感器的测量数据后，能以声音的频响频率高低来表示距离的值；在所述的测量模式1中，设定内径误差值ε，

ε＝r0-r，

其中r0为风管的标称内径值，r为实测的内径值；

频响的频率f根据误差值ε相应提高或降低；例如，设置如下响频频率：

ε±0.2mm，f为4下/秒；

0.2＜ε≤1mm，f为2下/秒；

ε＞1mm,不响；

-1＜ε≤-0.2mm,f为6下/秒；

ε＜-1mm，不响；

所述模式1帮助操作人员在对两段管道精准定位前，快速进行尺寸的检验，并让操作人员判断是否继续两段管道的安装；上述的误差值及误差阈值仅为示例性指出，具体的误差阈值需根据管道的标称内径值，依照国家标准或有关的行业标准选取；

在步骤s3中，将所述安装装置设为测量模式2，测量距离相对值；所述安装装置的模块a、b会进行联动测量；假设模块a测得的离第一段共板风管的第一管壁的距离为l1,离第一段共板风管的第二管壁的距离为l2；模块b测得的离第二段共板风管的第一管壁的距离为m1；离第二段共板风管的第二管壁的距离为m2,由于此时已调平两段风管的第一管壁面，所以：

r1＝l1-m1＝0；

所述控制模块根据l2与m2的差值r2＝l2-m2，控制所述发声器发出对应的频响提示：

r2±0.2mm，f为4下/秒；

0.2＜r2≤1mm，f为2下/秒；

r2＞1mm,不响；

-1＜r2≤-0.2mm,f为6下/秒；

r2＜-1mm，不响；

根据频响信号，操作人员选择是否继续定位安装，因为若差值过大，需要考虑是否继续以下的操作；

在步骤s4中，本实施例中需要先解除内径较大的一段风管所用的模块，假设r2>0，则解除模块a的所述定位吸盘，此时模块a依然能依附在模块b上；在第一方向上调整第一段共板风管的位置，同时模块a测得的l1、l2的值随着第一段风管的移动而发生变化；在测量模式2中，所述控制系统计算在第一方向上的两段风管的差值r1和r2，同时通过声音提示，直到r1和r2都合乎定位公差规范；

在步骤s5中，启动模块a和模块b的所述第三、第四测距传感器，参考上述步骤s4，完成对第二方向的上定位调整；

最后操作人员对两段风管进行紧固，并且通过所述遥控，松开模块a、b的所述定位吸盘，利用所述遥控上的电缆，将两个模块拉出风管，完成一次定位安装操作。

实施例二：

本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进；如附图4，一种共板法兰风管高精度定位安装装置，所述安装装置包括定位吸盘，测距传感器，发声器，遥控以及控制模块；所述定位吸盘使用电磁吸盘吸附于管道表面，用于将所述安装装置固定于管道的其中一端；所述测距传感器用于测量管道4个壁面到所述装置的距离；所述发声器用于对使用者发出检测提示，并根据上述测距传感器的测距数值，实时转换声音信号；所述遥控连接所述控制模块，用于控制所述安装装置；所述控制模块用于控制所述安装装置的各部分进行工作；

所述定位安装装置包括模块a和模块b；所述模块a和模块b都具有相同的构造和功能；所述模块a和模块b可以使用连接结构相互结合，并且在结合后能够传输电信号；

所述定位吸盘使用电磁吸盘，在通电后能吸附于金属表面；所述定位吸盘的开关连接到所述控制模块，并由所述控制模块控制定位吸盘的电磁通断；

所述测距传感器采用超声波或者激光进行距离测量；所述测距传感器分布于所述安装装置的四个面，并分别指向所述管道的四个管壁；所述测距传感器连接所述控制模块，将测量数据上传到所述控制模块；

所述发声器的数量为一个或以上；所述发声器能够发出不同音量、音色的声音；所述发声器与所述控制模块连接，并由所述控制模块控制发声的音量和音色；

所述遥控采用信号电缆连接到所述安装装置；所述遥控的电子线路连接到所述控制模块，并能向控制模块发出控制指令；

所述遥控采用的信号电缆能承受的拉力标准支持将所述安装装置进行拖拉移动；所述信号电缆通过旋转接头的方式，与所述安装装置配合固定；

所述控制模块包括单片机芯片和存储器；所述控制模块连接所述定位吸盘，所述测距传感器，所述发声器及所述遥控；所述测距传感器将测量数据上传到所述控制模块后，存储到所述存储器中；所述控制模块可以根据所述测距传感器的测量数据，对应地调整所述发声模块发出不同声音；

所述定位安装装置包括一种测量方法：所述测量方法包括：步骤s1，将所述安装装置的模块a和模块b分别固定到第一、第二段共板法兰风管安装端的第一管壁，开启测量模式一；步骤s2，分别测量两段共板法兰风管的内径是否在标称内径的公差内；步骤s3，开启模块a和模块b的测量模式二，并将模块a和模块b组合，将第一、第二段共板法兰风管的第一管壁；测量第一、第二段共板法兰风管在第一方向上的内径差值；步骤s4，沿第一方向移动内径较大的一段共板法兰风管，直到对位装置提示到达合格的安装阈值；步骤s5，重复上述步骤s3-s4的方法，进行针对第二方向上的对位调整；

本实施例中，所述定位装置的所述连接机构在内部使用可活动零件进行定位，例如弹簧、压缩海绵；所述连接机构在其所在的平面上具有一定的活动范围，即可沿第一或第二方向单独或同时作出小范围的位移；当所述定位装置的模块a和模块b结合在一起后，由于所述连接机构具有活动范围，令所述模块a、b允许在第一或第二方向上具有相对位移；

进一步的，在所述连接机构的内部，增加了对所述连接机构在第一、第二方向位移的位移传感器；所述的位移传感器可以采用机械式直线位移传感器、光电式位移传感器、压电式位移传感器等；所述位移传感器连接到所述控制模块，并将测量到的位移量上传到所述控制模块；进一步的，将所述位移传感器测量到的第一方向上的位移量设为ly；将所述位移传感器测量到的第二方向上的位移量设为lx；

使用本实施例进行定位安装中，步骤s1-s3与实施例一相同；步骤s4中，不需要解除其中一个模块的所述定位吸盘；在本实施例中，所述模块a、b由于具有相对移动的范围，操作人员可以直接开始在第一方向上调整内径较大一段风管，所述定位装置会随着风管一并进行移动；在移动过程中，所述控制模块计算两段风管在第一方向上的距离差值：

r1＝l1-m1；

r2＝l2+ly-m2；

同样地，由于模块a、b一直定位在风管上，所以r1＝l1-m1＝0；只需要将r2调整到符合安装定位公差即可；

进一步的，在步骤s5中，同样不需要解除所述定位安装装置的所述定位吸盘，继续进行第二方向上的定位调整；

最后操作人员对两段风管进行紧固，并且通过所述遥控，松开模块a、b的所述定位吸盘，利用所述遥控上的电缆，将两个模块拉出风管，完成一次定位安装操作；

此实施例中，所述两个模块由于始终吸附定位于风管的第一管壁，避免了由于所述定位吸盘解除后，所述的定位安装装置发生意外脱位、掉落等失误现象。

实施例三：

本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进；如附图5，一种共板法兰风管高精度定位安装装置，所述安装装置包括定位吸盘，测距传感器，发声器，遥控以及控制模块；所述定位吸盘使用电磁吸盘吸附于管道表面，用于将所述安装装置固定于管道的其中一端；所述测距传感器用于测量管道4个壁面到所述装置的距离；所述发声器用于对使用者发出检测提示，并根据上述测距传感器的测距数值，实时转换声音信号；所述遥控连接所述控制模块，用于控制所述安装装置；所述控制模块用于控制所述安装装置的各部分进行工作；

所述定位安装装置包括模块a和模块b；所述模块a和模块b都具有相同的构造和功能；所述模块a和模块b可以使用连接结构相互结合，并且在结合后能够传输电信号；

所述定位吸盘使用电磁吸盘，在通电后能吸附于金属表面；所述定位吸盘的开关连接到所述控制模块，并由所述控制模块控制定位吸盘的电磁通断；

所述测距传感器采用超声波或者激光进行距离测量；所述测距传感器分布于所述安装装置的四个面，并分别指向所述管道的四个管壁；所述测距传感器连接所述控制模块，将测量数据上传到所述控制模块；

所述发声器的数量为一个或以上；所述发声器能够发出不同音量、音色的声音；所述发声器与所述控制模块连接，并由所述控制模块控制发声的音量和音色；

所述遥控采用信号电缆连接到所述安装装置；所述遥控的电子线路连接到所述控制模块，并能向控制模块发出控制指令；

所述遥控采用的信号电缆能承受的拉力标准支持将所述安装装置进行拖拉移动；所述信号电缆通过旋转接头的方式，与所述安装装置配合固定；

所述控制模块包括单片机芯片和存储器；所述控制模块连接所述定位吸盘，所述测距传感器，所述发声器及所述遥控；所述测距传感器将测量数据上传到所述控制模块后，存储到所述存储器中；所述控制模块可以根据所述测距传感器的测量数据，对应地调整所述发声模块发出不同声音；

所述定位安装装置包括一种测量方法：所述测量方法包括：步骤s1，将所述安装装置的模块a和模块b分别固定到第一、第二段共板法兰风管安装端的第一管壁，开启测量模式一；步骤s2，分别测量两段共板法兰风管的内径是否在标称内径的公差内；步骤s3，开启模块a和模块b的测量模式二，并将模块a和模块b组合，将第一、第二段共板法兰风管的第一管壁；测量第一、第二段共板法兰风管在第一方向上的内径差值；步骤s4，沿第一方向移动内径较大的一段共板法兰风管，直到对位装置提示到达合格的安装阈值；步骤s5，重复上述步骤s3-s4的方法，进行针对第二方向上的对位调整；

本实施例中，采用两组所述定位安装装置o1和o2；所述定位安装装置o1布置于风管的第一管壁靠近第三管壁一侧位置pos-1，所述定位安装装置o2布置于风管的第四管壁靠近第二管壁一侧位置pos-2；

在步骤s1中，如图5，设定所述定位安装装置o1和o2为测量模式一；分别测量得到每段风管在pos-1与pos-2位置的内径值r1和r2，除了可以检查风管内径公差是否符合标称内径外，更可以检查风管截面是否具有矩形变形，即计算与标称内径的公差值ε与以及两个位置的内径公差值εy＝r1-r2；操作人员根据ε与εy，判断风管是否尺寸合规；

进一步的，在定位安装中，还存在两段风管发生长度方向上的相对角度偏转θ；在本实施例的步骤s3，设定一种测量模式三；在测量模式三中，使用所述发声器来指示所述定位安装装置两模块的相对位移值r2的值；

操作人员在对两段风管进行第一方向上的调整前，将所述定位安装装置o1和o2设定为所述测量模式三；当开始进行第一方向上的调整时，所述定位安装装置o1和o2中的两个模块o1a、o1b以及o2a、o2b会差生相对位移；理论上，如果两段风管在第一方向上的相对调整没有发生相对角度偏转θ，则l1x＝l2y，亦所述定位装置o1中两模块在第一方向上的相对位移，应该与所述定位装置o2在第二方向上的相对位移相等，否则，则可以判断两段风管在调整的过程中发生了相对角度的偏转；

进一步的，在进行步骤s5时同样采用上述步骤s3的原理和方法，可以判断是否在第二方向的调整中，是否存在两段风管的相对角度偏转。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。