一种测厚装置及测厚无人机的制作方法

1.本技术涉及测厚技术领域，具体而言，涉及一种测厚装置及测厚无人机。


背景技术：

2.测厚设备是用来进行厚度测量的，现有的便携式测厚装置一般采用手持结构，测量范围非常有限，而且被测物体的测量面可能具有一定斜度，但现有的测量探头的探测角度有限，导致测量探头与被测物体的测量面接触不充分，容易出现测量精度不高的问题。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种测厚装置及测厚无人机，以改善测量精度不高的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种测厚装置，测厚装置用于安装于无人机上，测厚装置包括连接杆和测厚组件，连接杆用于与无人机连接；测厚组件包括测量电路和测量探头，测量电路和测量探头分别设于连接杆的两端，测量探头与测量电路之间通过连接线电连接，测量探头通过安装部安装于连接杆上；其中，安装部包括球头关节座和球头，球头关节座用于与连接杆连接，球头嵌设于球头关节座内并与球头关节座共同构成球头关节；测量探头安装于球头上，以使测量探头能在外力作用下相对于球头关节座转动，以调节测量探头的探测角度。
5.上述技术方案中，利用无人机搭载本测厚装置飞至空中，能够实现在空中测量物体表面厚度，测厚装置的测量范围更广。测量探头通过安装部安装于连接杆上，而安装部中的球头与球头关节座之间构成球头关节，使得测量探头能在外力作用下相对于球头关节座转动，从而便于调节测量探头的探测角度，当测厚装置装载于无人机上使用时，测量探头与被测物体接触后，测量探头能仅凭借无人机向前行进的动量，使得球头能相对于球头关节座转动，这样，测量探头就能与被测物体的被测表面紧密贴合，保证了测量探头在各种角度的壁面能够自动旋转并轻松贴合被测物体，测量精度更高，而且使用非常方便，灵活性高。另外，测量探头采用球头镶嵌的方式安装于安装部上，便于拆卸，更换方便。
6.在一些实施例中，安装部还包括连接臂，连接臂设于球头关节座一侧，安装部通过连接臂与连接杆连接。
7.上述技术方案中，安装部通过连接臂安装于连接杆上，避免了球头关节座直接与连接杆连接，当需要取下测量探头时，仅需要将连接臂与连接杆之间进行拆卸，更加方便。
8.在一些实施例中，连接臂的数量设为两个，并分别设于球头关节座相对的两侧。
9.上述技术方案中，安装部通过两个连接臂与连接杆进行连接，相比于一个连接臂而言，两个连接臂可以更好的承受测量探头与连接杆之间的应力，从而保证安装部上测量探头的结构稳定性。
10.在一些实施例中，连接杆靠近于安装部的一端设有连接部，连接臂与连接部之间通过转轴转动连接，以使安装部与连接杆能相对转动；连接部内具有安装腔，安装腔内设有止动机构，止动机构用于使连接臂相对于连接部止动，以限定安装部与连接杆之间的夹角。
11.上述技术方案中，由于测量探头通过球头关节安装在连接杆上，测量探头转动的幅度有限，为了更好的保证测量探头能够适应于不同探测面的情形使用，因此通过安装部与连接杆之间转动连接，从而可以增大测量探头的测量范围，使得测量探头可以轻松贴合被测物体。通过止动机构可以使得安装部相对于连接杆上的连接部每旋转一个角度就可自动固定，实现角度固定。也即，止动机构是用于将安装部止动于不同的翻转角度的构件，从而方便测量探头针对不同角度的环境测量面开展长时间的作业，稳定性更高。
12.在一些实施例中，止动机构包括弹性件和卡块，转轴上设有转动部，转动部的边缘沿其周向方向开设有多个能与卡块相卡合的卡槽；安装腔远离转动部的一侧开设有导槽，弹性件设于导槽内，卡块抵持于弹性件与转动部之间，卡块在弹性件的弹性恢复力作用下可卡入卡槽内。
13.上述技术方案中，通过卡块在弹性件的弹性恢复力作用下可卡入任一卡槽内，从而将安装部相对连接杆固定于某一翻转角度。通过将卡块卡入转动部上不同的卡槽，而调节安装部相对连接部的具体固定角度，进而可以适用于不同斜度的被测物体。同时，弹性件的存在还可以给测量探头提供缓冲作用，当测量探头与外界发生意外接触或碰撞时，弹性件可以给测量探头提供一定的缓冲变形量，从而对测量探头起到保护作用。
14.在一些实施例中，转动部设置为齿轮，卡槽为齿轮上的齿槽。
15.上述技术方案中，转动部为齿轮时，取材方便，而且齿轮上的齿槽沿齿轮外周均匀分布，使得测量探头可调角度足够大，适用范围更广。
16.在一些实施例中，连接杆包括至少两个连接段，相邻两连接段之间设有阻尼转轴，阻尼转轴用于使相邻两连接段之间能相对转动。
17.上述技术方案中，通过可将整个连接杆进行多段折叠，方便携带，同时还可以调节连接杆的长度，从而使得测厚装置可以应对狭小环境作业，测厚装置的应用范围更广。
18.在一些实施例中，连接杆包括第一管段和第二管段，第一管段和第二管段的长度相等，阻尼转轴位于连接杆的中部位置处。
19.上述技术方案中，通过将连接杆分为两段，可将整个连接杆分成两半对折，方便携带，同时连接杆两段式设计，相对于连接杆多段式设计，虽然连接杆的长度调整范围相对较小，但可以保证连接杆的整体刚度。
20.在一些实施例中，连接杆为中空管体，连接线穿设于连接杆的管体内。
21.上述技术方案中，通过连接杆设置为中空管体，测量探头与测量电路之间的连接线可以布设在连接杆的中空管体内，避免了连接线裸露在外出现安全隐患问题，保证了测厚装置的安全性和美观性。
22.第二方面，本技术实施例还提供了一种测厚无人机，测厚无人机包括无人机以及前述的测厚装置，测厚装置通过连接杆安装于无人机上。
23.本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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
些附图获得其他相关的附图。
25.图1为本技术一些实施例提供的测厚无人机的结构示意图；
26.图2为本技术一些实施例中提供的测厚装置的结构示意图；
27.图3为图1中测量探头与连接杆端部安装的一角度的结构示意图；
28.图4为图3中另一角度的结构示意图；
29.图5为图4中a-a的剖视图。
30.图标：100-测厚装置；10-连接杆；11-第一管段；12-第二管段；13-阻尼转轴；20-测量探头；30-测量电路；40-安装部；41-球头关节座；42-球头；43-连接臂；50-连接部；51-安装腔；52-弹性件；53-卡块；54-导槽；60-转轴；61-转动部；610-卡槽；200-无人机；1000-测厚无人机。
具体实施方式
31.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
34.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
36.实施例
37.本技术实施例提供了一种测厚无人机1000，请参阅图1，测厚无人机1000包括无人机200以及测厚装置100，测厚装置100通过连接杆10(图2中示出)安装于无人机200上。连接杆10靠近于无人机200的一端通过固定件(图中未示出)安装于无人机200上，固定件可以是螺栓、螺钉或销钉等紧固件。在本实施例中，固定件采用为螺栓，让连接杆10可拆卸地安装于无人机200上。无人机可以是现有技术中的无人机，这里便不对无人机200进行过多赘述。
38.该测厚无人机1000相比于传统的测厚仪，本方案中的测厚装置100可以与无人机
200构成整体，更方便在人工难以到达的高处进行测量作业，大大提高了测量作业的测量范围和测量效率。
39.其中，请参阅图2和图3，测厚装置100包括连接杆10和测厚组件，连接杆10用于与无人机200连接；测厚组件包括测量电路30和测量探头20，测量电路30和测量探头20分别设于连接杆10的两端，测量探头20与测量电路30之间通过连接线电连接，测量探头20通过安装部40安装于连接杆10上；其中，安装部40包括球头关节座41和球头42，球头关节座41用于与连接杆10连接，球头42嵌设于球头关节座41内并与球头关节座41共同构成球头关节；测量探头20安装于球头42上，以使测量探头20能在外力作用下相对于球头关节座41转动，以调节测量探头20的探测角度。
40.利用无人机200搭载本测厚装置100飞至空中，能够实现在空中测量物体表面厚度，测厚装置100的测量范围更广。测量探头20通过安装部40安装于连接杆10上，而安装部40中的球头42与球头关节座41之间构成球头关节，使得测量探头20能在外力作用下相对于球头关节座41转动，从而便于调节测量探头20的探测角度，当测厚装置100装载于无人机200上使用时，测量探头20与被测物体接触后，测量探头20能仅凭借无人机200向前行进的动量，使得球头42能相对于球头关节座41转动，这样，测量探头20就能与被测物体的被测表面紧密贴合，保证了测量探头20在各种角度的壁面能够自动旋转并轻松贴合被测物体，测量精度更高，而且使用非常方便，灵活性高。另外，测量探头20采用球头42镶嵌的方式安装于安装部40上，便于拆卸，更换方便。
41.其中，本方案中的测厚组件选用为电磁测厚装置，可以用来测量待测物体的壁厚。可理解地，电磁测厚装置在测量套管壁厚时，给发射线l1供以低频率低交流电，产生的电磁波在套管传播中将形成涡流，涡流与发射电流产生相位移，相位移的大小与套管壁厚成正比。因此，测得相位移，就可以确定套管的壁厚。但不限于此，测厚组件也可以是超声波测厚仪、金属测厚仪或薄膜测厚仪等测量设备。
42.另外，测厚组件所测得的测量数据可以通过无人机200的机载数据通信链路(4g/5g/wifi/点对点等方式)传输到服务器或者地面站，然后实时显示其测量数据。
43.在一些实施例中，请继续参阅图2，连接杆10包括至少两个连接段，相邻两连接段之间设有阻尼转轴13，阻尼转轴13用于使相邻两连接段之间能相对转动。
44.通过可将整个连接杆10进行多段折叠，方便携带，同时还可以调节连接杆10的长度，从而使得测厚装置可以应对狭小环境作业，测厚装置的应用范围更广。
45.示例性地，连接杆10包括两个连接段时，连接杆10包括第一管段11和第二管段12，第一管段11和第二管段12的长度相等，阻尼转轴13位于连接杆10的中部位置处。
46.通过将连接杆10分为两段，可将整个连接杆10分成两半对折，方便携带，同时连接杆10两段式设计，相对于连接杆10多段式设计，虽然连接杆10的长度调整范围相对较小，但可以保证连接杆10的整体刚度。
47.在一些实施例中，连接杆10为中空管体，连接线穿设于连接杆10的管体内。
48.通过连接杆10设置为中空管体，测量探头20与测量电路30之间的连接线可以布设在连接杆10的中空管体内避免了连接线裸露在外出现安全隐患问题，保证了测厚装置的安全性和美观性。
49.在一些实施例中，请参阅图3，安装部40还包括连接臂43，连接臂43设于球头关节
座41一侧，安装部40通过连接臂43与连接杆10连接。
50.上述技术方案中，安装部40通过连接臂43安装于连接杆10上，避免了球头关节座41直接与连接杆10连接，当需要取下测量探头20时，仅需要将连接臂43与连接杆10之间进行拆卸，更加方便。
51.其中，连接臂43的数量可以是一个，也可以是多个，譬如连接臂43的数量可以是两个、三个或者四个等。
52.可选地，连接臂43的数量设为两个，并分别设于球头关节座41相对的两侧。安装部40通过两个连接臂43与连接杆10进行连接，相比于一个连接臂43而言，两个连接臂43可以更好的承受测量探头20与连接杆10之间的应力，从而保证安装部40上测量探头20的结构稳定性。
53.在一些实施例中，请参阅图3，连接杆10靠近于安装部40的一端设有连接部50，连接臂43与连接部50之间通过转轴60转动连接，以使安装部40与连接杆10能相对转动；连接部50内具有安装腔51，安装腔51内设有止动机构，止动机构用于使连接臂43相对于连接部50止动，以限定安装部40与连接杆10之间的夹角。
54.由于测量探头20通过球头关节安装在连接杆10上，测量探头20转动的幅度有限，为了更好的保证测量探头20能够适应于不同探测面的情形使用，因此通过安装部40与连接杆10之间转动连接，从而可以增大测量探头20的转动范围，使得测量探头20可以轻松贴合被测物体。通过止动机构可以使得安装部40相对于连接部50每旋转一个角度就可自动固定，实现角度固定。也即，止动机构是用于将安装部40止动于不同的翻转角度的构件，从而方便测量探头20针对不同角度的环境测量面开展长时间的作业，稳定性更高。
55.具体的，在无人机200起飞前，可以先将测量探头20与连接杆10之间的角度预先粗调到位，然后当测厚无人机1000起飞后，测量探头20触碰到被测物体所需的测厚点进行厚度测量时，再利用无人机200自身的动量，测量探头20与被测物体之间相挤压，使得球头关节相对转动，对测量探头20进行自动微调，让测量探头20能够轻松的贴合被测物体的测量面，能够快速实现被测物体的厚度精确测量。
56.其中，止动机构可以是阻尼部件，与转轴60构成阻尼转轴，当然也可以是其它止动构件。
57.可选地，请参阅图4和图5，止动机构包括弹性件52和卡块53，转轴60上设有转动部61，转动部61的边缘沿其周向方向开设有多个能与卡块53相卡合的卡槽610；安装腔51远离转动部61的一侧开设有导槽54，弹性件52设于导槽54内，卡块53抵持于弹性件52与转动部61之间，卡块53在弹性件52的弹性恢复力作用下可卡入卡槽610内。
58.通过卡块53在弹性件52的弹性恢复力作用下可卡入任一卡槽610内，从而将安装部40相对连接杆10固定于某一翻转角度。通过将卡块53卡入转动部61上不同的卡槽610，而调节安装部40相对连接部50的具体固定角度，进而可以适用于不同斜度的被测物体。同时，弹性件52的存在还可以给测量探头20提供缓冲作用，当测量探头20与外界发生意外接触或碰撞时，弹性件52可以给测量探头20提供一定的缓冲变形量，从而对测量探头20起到保护作用。
59.其中，弹性件52具体可以是压缩弹簧，如金属压缩弹簧或塑料压缩弹簧。弹性件52还可以是由缸体、活塞、活塞杆等部件构成的空气弹簧，甚至是弹性恢复力较好的橡胶件。
导槽54的底部封闭，弹性件52收容于导槽54内。卡块53接触弹性件52的一端位于导槽54内，且可在导槽54内滑移。
60.可选地，在导槽54内可以并列设置两个压缩弹簧。一方面，能够提高对卡块53的弹性推力。另一方面，还能使卡块53两侧受力均衡，顶出动作更为稳定可靠。
61.其中，转动部61可以是完全齿轮，也可以是不完全齿轮。
62.在转动部61设置为齿轮的情况下时，卡槽610为齿轮上的齿槽。通过将转动部61设置为齿轮时，转动部61取材方便，而且齿轮上的齿槽沿齿轮外周均匀分布，使得测量探头20可调角度足够大，适用范围更广。
63.可选地，卡槽610内设置为弧形凹面，卡块53也可以为弧形凸面，在安装部40施加足够的绕转轴60(转动部61)的旋转作用力的情况下，卡块53的弧形凸面能够顺利沿卡槽610的弧形凹面滑动至相邻的另一个卡槽610，从而通过对安装部40施力而实现安装部40在连接部50上的固定角度的调节。在相邻的两个卡槽610之间形成间隔齿，间隔齿的顶部也是弧形凸面，从而，减少卡块53从一个卡槽610滑动至另一个相邻卡槽610的阻力。
64.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例中的特征可以相互结合。
65.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。