测量工具和用于该测量工具的卡板的制作方法

本实用新型涉及机械制造领域的测量工具，具体涉及一种用于测量外径相同或外径不同的平行圆管中心距且可快速判断圆管外径尺寸的测量工具。本实用新型还涉及一种用于该测量工具的卡板。

背景技术：

现代飞机，尤其是民用飞机上存在大量彼此外径相同或不同的平行管路，这些平行管路往往是圆形的。为避免飞机在强烈振动或管路挠曲时，各平行管路之间因相互接触和摩擦或因彼此间的中心距发生改变而导致管路系统失效，这些平行管路在飞机上彼此间隔一定距离排布。在完成管路系统的安装后，需准确获取相邻平行管路之间的实际中心距，判断其是否满足设计要求。

现有技术中提供了多种用于测量平行圆管中心距的测量装置。这些测量装置往往包括用于确定圆管中心位置的圆管中心定位装置和用于读取各圆管中心位置之间的距离，即中心距的读数装置。其中，所采用的读数装置一般可采用标尺和游标的形式：通过游标在标尺上所处的位置，可快速读出所需的中心距数值；而所采用的圆管中心定位装置一般为呈卡板类型的卡爪等。测量时，首先将分别固定于标尺和游标上的两个卡爪的卡口卡紧在平行圆管的外表面上，之后根据游标在标尺上的位置，直接读出两个卡爪的卡口的中心之间的距离。

实现上述测量方式的条件之一是卡口与圆管卡紧后，标尺刻度平行于两个圆管圆心的连线。然而，由于现有技术中对于两个平行圆管所用的两个卡爪的结构相同，且两个卡爪的卡口到标尺刻度的距离相同，故而当圆管外径不同时，标尺刻度不平行于两个圆管圆心的连线。由此，这种测量工具只能用来测量外径相同的平行圆管的中心距，而对于大量存在的外径不同的平行管路，目前还无法实现中心距的测量。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型针对现有技术方案的不足，提供了一种用于测量平行圆管中心距的测量工具，旨在解决目前无法准确测量不同外径平行管中心距的问题。本实用新型的另一目的还在于可快速判断圆管外径大小。本实用新型的所提供的测量工具结构简单，操作方便，实用可靠。

根据本实用新型的优选实施例，提供了一种用于测量一对平行圆管中心距的测量工具，包括标尺、游标、主卡板和副卡板、主卡板安装部和副卡板安装部，其中，

所述标尺上具有标尺刻度线；

所述游标安装在所述标尺上并与所述标尺平移运动地接合，所述游标具有能与所述标尺刻度线配合读数的游标刻度线；

所述主卡板安装部连接所述主卡板及所述标尺，在所述主卡板安装部上的主卡板基准点处安装有所述主卡板；

所述副卡板安装部连接所述副卡板及所述游标，在所述副卡板安装部上的副卡板基准点处安装有所述副卡板；

所述主卡板上开有至少一个主卡口，所述主卡口是具有圆弧形状的圆弧卡口，所述主卡口的圆心角不大于180°，且其中，所述主卡口中的至少一个的直径与所测量的第一圆管的外径一致；

所述副卡板上开有至少一个副卡口，所述副卡口是具有圆弧形状的圆弧卡口，所述副卡口的圆心角不大于180°，且其中，所述副卡口中的至少一个的直径与所测量的第二圆管的外径一致；

其中，测量时，所述主卡口的圆心至所述标尺的零刻度点的连线与所述副卡口的圆心至所述游标的零刻度点的连线平行，且所述主卡口的圆心和所述副卡口的圆心与所述标尺刻度线之间的距离均相等。

根据本实用新型的优选实施例，所述主卡板具有多个主卡口，所述多个主卡口由不同直径的圆弧形成；并且/或者

所述副卡板具有多个副卡口，所述多个副卡口由不同直径的圆弧形成。

根据本实用新型的优选实施例，测量时，所述主卡板基准点与所述副卡板基准点到所述标尺的距离相等，且所述主卡口的圆心到所述主卡板基准点在垂直于标尺方向上的距离等于所述副卡口的圆心到所述副卡板基准点在垂直于标尺方向上的距离。

根据本实用新型的优选实施例，测量时，所述主卡口的圆心至所述主卡板基准点的连线与所述副卡口的圆心至所述副卡板基准点的连线平行。

根据本实用新型的优选实施例，所述主卡板基准点至所述标尺的零刻度点的连线与所述副卡板基准点至所述游标的零刻度点的连线平行。

根据本实用新型的优选实施例，所述主卡板通过主卡板装配螺栓连接到所述主卡板安装部，并且/或者

所述副卡板通过副卡板装配螺栓连接到所述副卡板安装部。

根据本实用新型的优选实施例，所述主卡板沿周向分布有多个主卡口，所述主卡板以主卡板中心可转动地连接于所述主卡板基准点，各所述主卡口的圆心距所述主卡板中心的距离相同，以及

所述副卡板沿周向分布有多个副卡口，所述副卡板以副卡板中心可转动地连接于所述副卡板基准点，各所述副卡口的圆心距所述副卡板中心的距离相同。

根据本实用新型的优选实施例，所述主卡口与所述主卡板安装部之间的相对位置通过主卡板定位螺栓固定，并且/或者

所述副卡口与所述副卡板安装部之间的相对位置通过副卡板定位螺栓固定。

根据本实用新型的优选实施例，所述主卡板安装部上设有主卡板定位螺栓安装孔，且所述主卡板上设有与所述主卡板安装部定位螺栓安装孔配合的多个周向分布的主卡板定位孔，并且/或者

所述副卡板安装部(220)上设有副卡板定位螺栓安装孔(222)，且所述副卡板(400)上设有与所述副卡板安装部(220)定位螺栓安装孔(222)配合的多个周向分布的副卡板定位孔(403)。

根据本实用新型的优选实施例，所述主卡口及所述副卡口的尺寸标注于对应卡口处。

根据本实用新型的优选实施例，所述主卡板安装部与所述标尺为一体设置，并且/或者

所述副卡板安装部与所述游标为一体设置。

根据本实用新型的优选实施例，所述主卡板和所述副卡板沿所测圆管轴向具有一定厚度。

根据本实用新型的优选实施例，所述主卡板与所述副卡板所在的两个平面相互平行且使得所述主卡板与所述副卡板两者不会相互干涉。

根据本实用新型的优选实施例，还提供了一种卡板，其特征在于，

所述卡板具有卡板中心，

所述卡板上沿周界依次开有多个卡口，所述卡口是具有圆弧形状的圆弧卡口，所述卡口的圆心角不大于180°，并且

各所述卡口的圆心至所述卡板中心的距离相等。

根据本实用新型的优选实施例，各所述卡口之间间隔有以所述卡板中心为圆心的圆弧段。

根据本实用新型的优选实施例，所述卡口的尺寸标注于对应卡口处。

根据本实用新型的优选实施例，所述卡板具有一定厚度。

综上所述，本实用新型的一种优选实施方式为：通过将定位装置主、副卡板设置为集成多个不同大小的卡口的特殊结构，且保证各圆弧卡口对应的圆心到卡板中心的距离相同，同时保证两个卡板的中心到标尺刻度线的距离相同，并利用定位螺栓固定主卡板被用卡口与标尺、副卡板被用卡口与游标的相对位置关系，以实现当主、副卡板相应卡口分别与两根外径相同或不同的被测圆管卡紧后，游标从零刻度沿标尺移动的距离即为所测两根圆管的中心距。

与现有技术相比，根据本实用新型的测量装置有益效果是：通过对圆管圆心定位装置主、副卡板的结构和尺寸的特殊设置，实现了外径相同或不同的平圆管中心距的测量，结构简单，操作方便。根据本实用新型的测量装置的有益效果还在于，可利用卡板上标注的卡口尺寸快速判断圆管外径大小。

附图说明

本实用新型的目的、特点与优点可通过下面结合附图对其实施例的详细描述而更好地理解，附图中：

图1是根据本实用新型的优选实施例的测量工具的立体图，示出了测量工具的正面；

图2是根据本实用新型的优选实施例的测量工具的立体图，示出了测量工具的反面；

图3是根据本实用新型的优选实施例的标尺的正视图；以及

图4是根据本实用新型的优选实施例的游标的正视图。

图5是根据本实用新型的一个实施例的测量工具的主、副卡板的正视图；

图6是测量相同外径圆管时的根据本实用新型的优选实施例的测量工具的正视图；

图7是测量不同外径圆管时的根据本实用新型的优选实施例的测量工具的正视图。

附图标记列表

100 标尺

110 标尺刻度部

120 主卡板安装部

121 主卡板基准点

122 主卡板定位螺栓安装孔

200 游标

201 紧固螺钉

210 游标刻度部

220 副卡板安装部

221 副卡板基准点

222 副卡板定位螺栓安装孔

300 主卡板

301 主卡口

302 主卡板装配螺栓

303 主卡板定位孔

304 主卡板定位螺栓

400 副卡板

401 副卡口

402 副卡板装配螺栓

403 副卡板定位孔

404 副卡板定位螺栓

C1 第一圆管

C2 第二圆管

O1－O5 圆心

d 圆管圆心至标尺刻度线的距离

d1 基准点至标尺刻度线的距离

d2 圆管圆心至基准点的距离

具体实施方式

以下结合附图，具体描述本实用新型的优选实施例。

现参考图1和2，图1和图2是根据本实用新型的优选实施例的测量工具的立体图，分别示出了测量工具的正面和反面。如图1和2中所示，根据本实用新型的测量工具可包括标尺100、游标200、主卡板300和副卡板400、主卡板安装部120和副卡板安装部220。其中，主卡板300还可被称作基准卡板，副卡板400还可被称作游动卡板。游标200可安装在标尺100上并与标尺100平移运动地接合。在优选的实施例中，游标200可通过滑槽安装在标尺100上，还可设置有紧固螺钉201，用于将游标紧固在标尺100上和将游标从标尺100上松开。

以下进一步结合图3来具体说明本实用新型的优选实施例的测量工具中的标尺100的结构。如图3中所示，标尺100可包括标尺刻度部110，图3中还示出了主卡板安装部120。在图中所示的优选实施例中，标尺刻度部110和主卡板安装部120可均为窄带形，且可彼此正交布置，即形成L形的标尺100。进一步地，虽然在图中标尺刻度部110与主卡板安装部120为一体设置的，但本领域技术人员可以根据实际需求将分离的标尺刻度部110与主卡板安装部120通过常规的紧固方式(诸如螺纹连接等)固连。

在标尺刻度部110上可刻有沿直线分布的标尺刻度线。为了便于读数，标尺刻度部110的刻度可刻在标尺100的一个或两个侧边上，还可刻在标尺100的一面或两面上。在优选的实施例中，标尺100的最小刻度可为1mm。在优选的实施例中，标尺100的材料可为高碳钢，且标尺100上刻度的设置可采用激光技术，从而保证标尺100的刻度的精确性。

可在主卡板安装部120上的主卡板基准点121处安装有主卡板300。本文中所述的基准点是为了清楚地说明本实用新型的原理而人为定义的一个点，具有如下意义：例如对于主卡板基准点121而言，该点定义为主卡板300与主卡板安装部120之间产生相对运动时保持相对静止的点，从而可便于在两者之间存在相对运动时说明主卡板的位置；在某些实施例中，该点可为主卡板300与主卡板安装部120之间的连接点。如图3中所示，在优选实施例中，主卡板基准点121处可开有安装孔，从而可通过主卡板装配螺栓302将主卡板300与标尺100相对固定。优选地，主卡板装配螺栓302的螺纹部分和光杆部分可分别位于主卡板安装部120和主卡板300内，使得主卡板300可绕光杆转动。

以下进一步结合图4来具体说明本实用新型的优选实施例的测量工具中的游标200的结构。如图4中所示，游标200可包括游标刻度部210，图4中还示出了副卡板安装部220。如前所述，游标刻度部210可具有滑槽用于在标尺100上滑动。紧固螺钉201也可设置在游标刻度部210上。在图中所示的优选实施例中，游标刻度部210和副卡板安装部220可彼此正交布置，即形成L形的游标200。进一步地，虽然在图中游标刻度部210与副卡板安装部220为一体设置的，但本领域技术人员可以根据实际需求将分离的游标刻度部210与副卡板安装部220通过常规的紧固方式(诸如螺纹连接等)固连。

在游标刻度部210上可刻有能与标尺刻度线配合读数的游标刻度线。与标尺100类似地，游标刻度部210的刻度可刻在游标200的一个或两个侧边上，还可刻在游标200的一面或两面上。在优选的实施例中，游标200的最小刻度为0.95mm，从而与最小刻度为1mm的标尺100配合，实现了0.05mm的精度。同样与标尺100类似地，游标200的材料也可为高碳钢，且游标200上刻度的设置可采用激光技术，从而保证游标200的刻度的精确性。

可在副卡板安装部220上的副卡板基准点221处安装有副卡板400。如图4中所示，在优选实施例中，副卡板基准点221处可开有安装孔，从而可通过副卡板装配螺栓402将副卡板400与游标200相对固定。优选地，副卡板装配螺栓402的螺纹部分和光杆部分可分别位于副卡板安装部220和副卡板400内，使得副卡板400可绕光杆转动。

以下进一步结合图5，对根据本实用新型的优选实施例的主卡板300和/或副卡板400的具体结构进行说明。应当注意的是，在优选的实施例中，主卡板300和副卡板400的具体结构可能相同，从而便于主卡板300和副卡板400的制造和互换，但这并不是必然的，而是可根据需要选择合适的主卡板300和副卡板400的结构。为了简明起见，以下仅针对主卡板300的具体结构进行描述。

主卡板300上可开有主卡口301。在图5中所示的优选实施例中，主卡口301为多个，且各个主卡口301的尺寸都不同。但根据实际需求，主卡口301也可为一个。在这种情形下，为了本实用新型的目的，要求主卡口301和至少一个副卡口402的尺寸不同。

如图5中所示，在优选的实施例中，主卡板300沿周向开有多个(图5中示出了5个)不同形状和/或不同尺寸的主卡口301。在这种情形下，为了方便使用周向分布的各个主卡口301，主卡板300可设置为以主卡板基准点121为中心转动地安装至主卡板安装部120，使得主卡板300可围绕主卡板中心转动，即此时主卡板中心位于主卡板基准点121处。但本领域技术人员将会意识到，多个主卡口301还可通过其他方式分布在主卡板300上，例如横向分布。需要指出，虽然图5中示出的各个主卡口301都为圆弧形状，但还可根据实际需要选择可以与圆管良好接合的其他卡口形状，例如平底卡口、V形卡口等。上述卡板可通过在一整块板材上沿周界依次切除相应卡口而形成。坯料板材优选地为圆形，从而切割后在个卡口之间留有圆弧段，但坯料板材也可以为正方形、矩形或其他多边形等等形状。为了通过绕卡板的卡板中心转动的方式来切换备用卡口，当卡口为圆弧卡口时，可设置各卡口的圆心至卡板中心的距离相等，从而进一步便于使用不同的卡口来与相应的圆管卡合。

如图5中所示，在优选的实施例中，主卡口301可能是具有圆弧形状的圆弧卡口，圆弧卡口的圆心角不大于180°，例如可为100°、120°、150°等。圆弧卡口的直径与所测量的圆管的外径一致。例如，图5中所示的各个主卡口301的直径从小到大依次分别为0.25英寸、0.375英寸、0.5英寸、0.75英寸和1英寸。应理解，图5中所示的主卡口301的尺寸和布置仅为示例，而不构成对本实用新型的范围的任何限制。此外，为了实现对圆管外径的快速判断，当主卡口301为圆弧形状时，卡口的直径大小可例如图5中所示那样标注于对应的主卡口301附近。

如图5中所示，在优选的实施例中，主卡板300上可设有多个(图5中为5个)周向分布的主卡板定位孔303，从而与主卡板安装部120上所设置的主卡板定位螺栓安装孔122(参见图2)配合，用于插入主卡板定位螺栓304(参见图1)。或者，在替代的实施例(图中未示出)中，主卡板300上可设有主卡板定位孔303，从而与主卡板安装部120上所设置的多个周向分布的主卡板定位螺栓安装孔122配合。

以下结合图6和7，进一步说明主卡板300和副卡板400分别与所测量的第一圆管C1和第二圆管C2之间的配合关系，其中，第一圆管C1的外径与第二圆管C2的外径和为相同或不同的。

主卡口301能与所测量的第一圆管C1的外表面稳定地接合，使得第一圆管C1的圆心与刻度标尺线之间相隔距离d；副卡口401能与所测量的第二圆管C2的外表面稳定地接合，使得第二圆管C2的圆心与刻度标尺线之间相隔同样的距离d。需要指出的是，当主卡口301和/或副卡口401为上述圆弧卡口时，测量时，主卡口301和/或副卡口401的圆心应被认为分别与所测量的圆管的圆心重合。在优选的实施例中，主卡板基准点121与标尺刻度线之间的距离以及副卡板基准点221与标尺刻度线之间的距离相等，即均为图中所示d2。

在优选的实施例中，主卡板300和副卡板400具有一定的轴向厚度，从而有利于改善与被测圆管外表面的贴合度。在优选的实施例中，主卡板300和副卡板400的材料可选为硬质光滑塑料，这种材料可提高卡板的塑性，同时减小卡板与圆管之间的摩擦。

在优选的实施例中，当主卡口301和副卡口401分别与第一圆管C1和第二圆管C2的外表面接合时，主卡口301的圆心至标尺100的零刻度点的连线与副卡口401的圆心至游标200的零刻度点的连线平行。在更优选的实施例中，当主卡口301和副卡口401分别与第一圆管C1和第二圆管C2的外表面接合时，主卡板300的圆弧卡口的圆心至主卡板基准点121的连线与标尺刻度线垂直，且副卡板400的圆弧卡口的圆心至副卡板基准点221的连线与标尺刻度线垂直。在优选的实施例中，当主卡口301和副卡口401分别与第一圆管C1和第二圆管C2的外表面接合时，主卡板300的圆弧卡口的圆弧中点至主卡板基准点121的连线与标尺刻度线垂直，且副卡板400的圆弧卡口的圆弧中点至副卡板基准点221的连线与标尺刻度线垂直。

以下主要参考图6和7，描述利用根据本实用新型的优选实施例的测量工具来测量平行圆管的中心距的过程。要指出的是，虽然本文描述的是测量平行圆管的中心距的工具，但根据本实用新型的测量工具还能用于测量其他平行管道之间的中心距，例如椭圆管、方管等等，且不要求两个管道具有相同类型的截面。

如图6和7中所示，为实现对相同或不同外径的平行圆管C1、C2的中心距的测量，主卡板300和副卡板400的各圆弧卡口对应的圆心O1－O5到卡板中心的距离d1相同，且主卡板基准点121和副卡板基准点221到标尺100刻度线的距离d2相同，以保证当主卡板300和副卡板400分别与标尺100和游标200利用主卡板定位螺栓304和副卡板定位螺栓404定位，且分别与第一圆管C1和第二圆管C2卡紧后，游标200从零刻度沿标尺100移动的距离即为所测两根平行圆管C1、C2的中心距。

实际测量时，具体分为以下几个步骤：

(1)利用任一卡板对待测的第一圆管C1和第二圆管C2进行初步试卡：根据卡板上标注的卡口内径大小，获取被测圆管C1、C2的外径尺寸，并确定主卡板300和副卡板400需使用的卡口；

(2)利用主卡板定位螺栓304和副卡板定位螺栓404分别固定主卡板300与标尺100、副卡板400与游标200的相对位置：通过绕主卡板装配螺栓302周向旋转主卡板300而选择所用的主卡口301，当确定所用的主卡口301后，安装主卡板定位螺栓304，从而可保证圆弧卡口的圆弧中点与主卡板基准点121的连线与标尺刻度线垂直并通过零刻度，通过绕副卡板装配螺栓402周向旋转副卡板400而选择所用的副卡口401，当确定所用的副卡口401后，安装副卡板定位螺栓404，从而可保证圆弧卡口的圆弧中点与副卡板基准点221的连线与标尺刻度线垂直，若主卡板300和副卡板400所用的卡口尺寸相同，则如图6所示，所测为外径相同的圆管C1、C2的中心距，否则如图7所示，所测为外径不同的圆管C1、C2的中心距；

(3)检查“零”位：确保当主卡板基准点121和副卡板基准点221重合时，例如同时接合在同一管道上时，游标200的“零”刻度与标尺100的“零”刻度对齐，并且游标200的尾刻度与标尺100的相应刻度对齐；

(4)将所用的主卡口301初步地卡在第一圆管C1上；

(5)移动游标200，使得副卡板400运动至第二圆管C2附近；

(6)调整主卡口301在第一圆管C1上的周向位置，直至副卡口401与第二圆管C2贴合，并同时满足主卡口301与第一圆管C1、副卡口401与第二圆管C2的卡紧要求；

(7)拧紧游标200上紧固螺钉201，固定游标200在标尺100上的位置；

(8)当主卡板300和副卡板400分别与两根圆管C1、C2卡紧后，游标200从零刻度沿标尺100移动的距离即为所测的两根圆管C1、C2的中心距，因而读取此时标尺100上对应的刻度值，即为两根平行圆管C1、C2的中心距。

通过更换具有不同卡口尺寸的主卡板300和副卡板400，可实现任意外径圆管中心距的测量需求。更换主卡板300或副卡板400时，拆下主卡板装配螺栓302和副卡板装配螺栓402后安装上新的主卡板300或副卡板400即可。

以上结合具体的优选实施例对本实用新型的构思作了详细说明，然而对于本领域普通技术人员而言，在本实用新型构思范围内的进一步的修改和变形将会不言自明，这些修改和变形都落于所附权利要求书的保护范围内。