一种大口径钢带波纹管样本检测量具的制作方法

1.本实用新型涉及大口径钢带波纹管检测领域，具体而言，涉及一种大口径钢带波纹管样本检测量具。


背景技术：

2.大口径钢带波纹管常采用的连接方式为承插式连接，由于钢带波纹管的连接段内部也设置有钢带，不易调整。因此需要在出厂前把控好钢带波纹管的连接段圆柱度，从而保证钢带波纹管连接密封性，防止钢带波纹管连接段漏水。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种大口径钢带波纹管样本检测量具，其能够提供一种智能检测方式，检测简便精度高。
4.本实用新型的实施例是这样实现的：
5.一种大口径钢带波纹管样本检测量具，该检测量具包括：光学平台、电动转台、平行导轨模块、垂直导轨模块和激光测距仪，光学平台的表面上固定设置有标定板；电动转台设置于光学平台的表面并穿出标定板，电动转台在电动转台驱动器的作用下可转动；平行导轨模块的底部固定在电动转台上，平行导轨模块的顶部设置有横向的第一导轨；垂直导轨模块的底部设置有第一滑块基座，第一滑块基座在平行导轨模块上水平移动；垂直导轨模块的一侧设置有竖向的第二导轨；垂直导轨模块在垂直导轨模块驱动器的作用下在平行导轨模块上横向移动；激光测距仪通过第二滑块基座安装在第二导轨上，激光测距仪在激光位移传感驱动器的作用下在垂直导轨模块上竖向移动。
6.在本实用新型中的较佳实施例中，上述标定板为洞洞板。
7.在本实用新型中的较佳实施例中，上述激光测距仪为ild2300-50激光测距仪。
8.在本实用新型中的较佳实施例中，上述检测量具还包括运动控制器，运动控制器分别与电动转台驱动器、垂直导轨模块驱动器和激光位移传感驱动器电性连接。
9.在本实用新型中的较佳实施例中，上述平行导轨模块为滚珠丝杆精密直线导轨。
10.本实用新型实施例的有益效果是：在本实用新型设计了一种能够对大口径钢带波纹管的波纹管样本进行非接触时的测量量具，激光测距仪在转动(电动转台能够带动激光测距仪转动)的同时获取得到波纹管样本的截面，然后激光测距仪在激光位移传感驱动器在垂直导轨模块上竖向移动，使得能够获取到无数个波纹管样本截面，然后使用计算机进行圆柱度拟合，从而能够智能判定得到该批次的波纹管是否达标操作简单方便；同时为了增加波纹管样本的检测范围，还设置有平行导轨模块，垂直导轨模块能够在平行导轨模块上移动，使得激光测距仪能够检测不同管径的钢带波纹管。
附图说明
11.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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。
12.图1为本实用新型实施例的结构示意图；
13.图标：光学平台100、电动转台200、平行导轨模块300、垂直导轨模块400、激光测距仪500、标定板110、电动转台驱动器210、转台220、第一导轨310、第一滑块基座410、第二导轨420、激光位移传感驱动器510。
具体实施方式
14.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
15.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
16.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。
17.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。
18.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
19.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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实用新型中的具体含义。
20.第一实施例
21.请参见图1，本实施例提供一种大口径钢带波纹管样本检测量具，该检测量具包括从下至上依次设置的光学平台100、电动转台200、平行导轨模块300、垂直导轨模块400和激光测距仪500。
22.具体的，光学平台100的表面上固定设置有标定板110，标定板110选用洞洞板，通过插入对应的定位销到洞洞板内能够固定钢带波纹管的位置。
23.电动转台200设置于光学平台100的表面并穿出标定板110，电动转台200在电动转台驱动器210的控制下可转动，从而带动转台220上方的激光测距仪500能够转动。
24.平行导轨模块300的底部固定在电动转台200上，平行导轨模块300的顶部设置有横向的第一导轨310。平行导轨选用滚珠丝杆精密直线导轨。电动旋转台带动激光测距仪500旋转1周，获取某个待测截面的轮廓信息。由于激光测距仪500的量程有限，所以，通过平行导轨来调节激光测距仪500的初始测量位置，即可适应不同内径的钢带波纹管的测量，扩大测量系统的测量范围。
25.垂直导轨模块400的底部设置有第一滑块基座410，第一滑块基座410在平行导轨模块300上水平移动；垂直导轨模块400的一侧设置有竖向的第二导轨420；第一滑块基座410在垂直导轨模块400驱动器的作用下在平行导轨模块300上横向移动和停止。
26.激光测距仪500通过第二滑块基座安装在第二导轨420上，激光测距仪500在激光位移传感驱动器510(用于带动传感器测量管壳件的不同截面，获得多个测量截面的结果，用于后续的圆柱度拟合)的作用下在垂直导轨模块400上竖向移动和停止。激光测距仪500选用德国米铱激光测距仪ild2300。
27.激光测距仪500固定在垂直导轨模块400上，可以随着垂直导轨模块400上下移动，从而获取到测量钢带波纹管在竖直方向上的不同截面，可将测量得到的数据点投影到xoy平面，将同心圆柱的半径差距离转化为同心圆的半径差，然后，通过最小区域法计算得到同心圆的半径差，即可获得钢带波纹管的圆柱度误差。
28.本实施例中采用的滑块基座在导轨上移动和停止的方式采用市面上常用的伺服电机搭配直线型导轨实现，可选用的类型多样，再次不详述，采用导轨和滑块实现激光测距仪500在横向竖向坐标上移动的方式均为本技术方案所要保护的构思。
29.检测量具还包括运动控制器用于接收电脑的控制信号并转发到各个驱动器，运动控制器分别与电动转台驱动器210、垂直导轨模块400驱动器和激光位移传感驱动器510电性连接，与运动控制器电性连接的电源和上位机，本实施例中的上位机为电脑。
30.该测量量具的使用方法如下：1、获取截面信息：放置好待测量的钢带波纹管，电动转台200的转速设为4r/min，传感器的采集频率设置为5khz，通过上位机软件控制电动转台200带着激光位移传感器测量管壳件的1周，则每个截面可以获取80000个测量点.第i个测量点相对于起始测量点的角度，根据每个测量点的角度值θi和每个测量点的距离值，结合标定得到的激光出射点到旋转中心的距离即可计算得到每个测量点的二维坐标，从而获得该测量截面的轮廓信息。
31.2、最小区域圆拟合，由于最小区域同心圆的求解过程比较复杂，没有直接能够求解的公式，本文采用智能优化算法中的粒子群算法对所得到的测量点进行最小区域同心圆拟合。粒子群算法是优化问题的求解方法之一，通过不断迭代寻优得到最优解。采集多个截面后，将所有截面的数据投影到xoy截面，对所有测量点使用粒子群算法进行最小区域同心圆拟合。
32.3、计算圆柱度误差，在获得最小区域圆的圆心之后，最小区域圆的小圆半径即为所有测量点中距离圆心最近的距离，最小区域圆的大圆半径即为所有测量点到圆心距离最远的距离，大圆半径-小圆半径即为圆柱度误差。
33.在本实用新型设计了一种能够对大口径钢带波纹管的波纹管样本进行非接触式
的测量量具，激光测距仪500在转动(电动转台200能够带动激光测距仪500转动)的同时获取得到波纹管样本的截面，然后激光测距仪500在激光位移传感驱动器510在垂直导轨模块400上竖向移动，使得能够获取到无数个波纹管样本截面，然后使用计算机进行圆柱度拟合，从而能够智能判定得到该批次的波纹管是否圆柱度达标操作简单方便；同时为了增加波纹管样本的检测范围，还设置有平行导轨模块300，垂直导轨模块400能够在平行导轨模块300上移动，使得激光测距仪500能够检测不同管径的钢带波纹管。
34.本说明书描述了本实用新型的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本实用新型的所有可能形式。应理解，说明书中的实施例可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应当作限定解释，仅仅是教导本领域技术人员以多种形式实施本实用新型的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本实用新型的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。
35.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。