一種基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置，兩根合攏管的兩端分別為第一法蘭和第二法蘭，該合攏管測量裝置包括機箱，機箱的上方設有旋轉軸，旋轉軸頂端安裝有超聲波發射器，在待測合攏管的第一法蘭與第二法蘭上安裝超聲波接收器，所述超聲波發射器內及超聲波接收器內分別裝有第一角度傳感器與第二角度傳感器。本實用新型專利技術的一種基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置，可實現高效、精確、經濟地測出待合攏管第一法蘭和第二法蘭的空間位置關系，設計合理，結構簡單，有效降低工業成本。

A closed tube measuring device based on Ultrasonic Ranging Technology

The utility model discloses an ultrasonic ranging technology based on the closed tube measuring device, both ends of two closed tube respectively the first flange and the second flange, the closure tube measuring device comprises a chassis, the chassis is provided with a rotating shaft, rotating shafts are mounted at the top end of the ultrasonic transmitter and ultrasonic receiver mounted on the first flange and the second flange the measured closure of the tube, a first angle sensor with second angle sensor are respectively provided with the ultrasonic transmitter and ultrasonic receiver. The utility model provides an ultrasonic ranging technology based on the closed tube measuring device, can realize the efficient, accurate and economic measure of spatial relations, to close the first flange and the second flange pipe has the advantages of simple structure, reasonable design, effectively reduce the industrial cost.

【技術實現步驟摘要】
一種基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置
本技術涉及基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置，屬于合攏管的測量

技術介紹
船舶里面到處都鋪滿了管道，這些管件的設計、制造及在船內安裝后的檢查等一系列的作業被稱作“管道鋪設”。通常船舶是分段建造的，在分段合攏時分段間的管線就需要合攏管來連接，但依靠管線設計圖紙制造出各式各樣的合攏管，合攏管的制作通常采用取型法和現場焊接法。取型法是將兩個法蘭固定到需要連接的兩個管子的法蘭上，然后用角鐵將這兩個法蘭焊接成整體，搬運到管線加工平臺上，測量兩個法蘭的位置關系后工人憑借自己的經驗確定大概的直管長度和彎管角度以及彎管的數量，待直管和彎管加工好之后開始和兩個法蘭進行裝配，在裝配時不斷地根據實際情況對直管和彎管進行切割或者更換，直到各連接處配合合適才開始正式的焊接。現場焊接法是指事先繪制合攏處的局部草圖，然后做出較局部草圖稍長的管材，在安裝現場切割然后焊接的方法。這種方法只適合需合攏的兩個管子的法蘭空間位置相對簡單的情況。這兩種方法存在以下缺點：(1)精度低，導致合格率降低；(2)作業時間長，安全隱患多；(3)材料浪費嚴重，導致成本提高；(4)船內焊接、切割等操作存在火災隱患；(5)需要技術熟練、經驗豐富的專業技工才能完成。在管道制作中最困難的是“保證成品良好的精度”。但是采用上面兩種方法經常會出現制造出的合攏管法蘭螺栓空位置不正確，導致無法安裝的情況發生。這兩種方法存在效率低、材料浪費嚴重、加工精度低及存在安全隱患等缺點。因此一種更為簡單、測量精度更高、高效的合攏管測量裝置及方法對設備制造企業具有重要的實際意義。
技術實現思路
技術目的：為了克服現有技術中存在的不足，本技術提供一種基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置，可實現高效、精確、經濟地測出待合攏管第一法蘭和第二法蘭的空間位置關系。技術方案：為解決上述技術問題，本技術的一種基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置，兩根合攏管的兩端分別為第一法蘭和第二法蘭，該合攏管測量裝置包括機箱，機箱的上方設有旋轉軸，旋轉軸頂端安裝有超聲波發射器，在待測合攏管的第一法蘭與第二法蘭上安裝超聲波接收器，所述超聲波發射器內及超聲波接收器內分別裝有第一角度傳感器與第二角度傳感器。作為優選，所述機箱上安裝有控制面板，控制面板上包括電源開關、正常運行指示燈與警示燈，在控制面板右側設有兩排按鈕，用于控制超聲波發射與復位、設置超聲波發射頻率(38KHz～42KHz)與旋轉軸旋轉角度及控制藍牙開啟和關閉。作為優選，所述機箱內安裝有電機，電機設有電機軸，電機軸上套有第一錐齒輪，所述旋轉軸通過軸承套在機箱上，旋轉軸上套有與第一錐齒輪嚙合的第二錐齒輪。作為優選，所述機箱下方設有電源接口。作為優選，所述超聲波發射器的端部設有一半球形超聲波換能器，發射角度范圍為-90°～90°。作為優選，所述超聲波發射器與超聲波接收器，第一角度傳感器與第二角度傳感器通過藍牙信號連接并進行數據同步。一種上述基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置的測量方法，建立空間笛卡爾坐標系，以超聲波發射源為零點位置，以沿超聲波發射方向的水平位置為x軸矢量正方向，以豎直向上為z軸矢量正方向，根據右手定律，確定y軸方向，設P1點為超聲波接收器接收到超聲波信號時的坐標點，則P1點可以利用依次來確定，其中r為原點O與點P1之間的距離，為從正z軸來看自x軸按逆時針方向轉到有向線段的角，θ為有向線段于z軸正向所夾的角，為有向線段OP與Z軸正向所夾的角，為線段OP在xOy平面的投影線段OA與x軸正向的夾角，通過超聲波接收器內的第二傳感器可以測定的大小，從而可以確定OP在xOy平面內的投影線段OA，超聲波發射器內的第一傳感器可以測定OA與x軸正向的夾角θ的大小，從而可以確定法蘭表面上一點的坐標，以同樣的方法再測定出P2點與P3點的坐標，利用三點確定一個平面的原理就可以得到法蘭在空間中的位置，具體測量方法包括以下步驟：(1)將測量裝置安裝在現場適當的平整位置上，將超聲波接收器安裝在第一法蘭表面一處；(2)接通機箱電源，打開電源開關，設定與法蘭盤相適應的旋轉軸角度，設定超聲波發射頻率，按下控制面板上的復位按鈕，并打開藍牙開關；(3)利用工業PDA機連接上藍牙信號，按下超聲波發射按鈕，PDA機記錄下的數據；(4)取下超聲波接收器，將其安裝在第一法蘭表面的其它兩處，按照上述操作分別記錄下與的數據；(5)利用同樣的方法記錄下第二法蘭表面三點的數據，將這些數據導入PC電腦，通過三維數據處理軟件自動將測量數據轉換成法蘭的空間位置。在本技術中，超聲波接收器固定在法蘭的一個點上時，此時超聲波接收器是不移動的，第二角度傳感器測量是以此時超聲波接收器接收到的信號與Z軸的夾角，而第一角度傳感器測量是OA線段與X軸的夾角，這個OA信號是第二角度傳感器傳來的，超聲波接收器，超聲波發射器以及兩個角度傳感器都是用藍牙連接在一起的，可以進行信號及數據同步。有益效果：與現有技術相比，本技術具有以下優點：(1)本技術的一種基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置測量精度高，為合攏管安裝提供了可靠的數據，在保證生產質量的同時提高了作業效率。(2)本技術的一種基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置利用藍牙數據同步技術，使操作更為簡便，測量數據記錄及時可靠。(3)本技術的一種基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置設備加工制造簡單，適用性廣，能用于各種行業合攏管的安裝制造，可以大規模生產應用。(4)本技術的一種基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置設計合理，結構簡單，有效降低工業成本。附圖說明圖1為本技術的結構示意圖。圖2為本技術另一角度的結構示意圖。圖3為本技術中測定P點坐標中θ與角的原理示意圖。具體實施方式如圖1和圖2所示，本技術的一種基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置，由機箱1、旋轉軸2、超聲波發射器3、超聲波發射器5、第一法蘭4、第二法蘭7組成。所述機箱1的上方設有旋轉軸2，超聲波發射器3安裝在旋轉軸2的上方，在待測合攏管的第一法蘭4與第二法蘭上7安裝超聲波接收器5，超聲波發射器3與超聲波接收器4，第一角度傳感器與第二角度傳感器通過藍牙信號連接進行數據同步。在本技術中所述機箱1上安裝有控制面板6，控制面板6上包括電源開關9、正常運行指示燈10與警示燈11，在控制面板右側設有兩排按鈕7，用于控制超聲波發射與復位、設置超聲波發射頻率(38KHz～42KHz)與旋轉軸旋轉角度及控制藍牙開啟和關閉，機箱1下方設有電源接口12，所述超聲波發射器3的端部設有一半球形超聲波換能器13，發射角度范圍為-90°～90°，所述超聲波發射器內及超聲波接收器內分別裝有第一角度傳感器與第二角度傳感器，分別用于測量θ與在本技術中，所述機箱1內安裝有電機，電機設有電機軸，電機軸上套有第一錐齒輪，所述旋轉軸2通過軸承套在機箱1上，旋轉軸2上套有與第一錐齒輪嚙合的第二錐齒輪。一種利用上述基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置，其測量根據是建立空間笛卡爾坐標系，以超聲波發射源為零點位置，以沿超聲波發射方向的水平位置為x軸矢量正方向，以豎直向上為z軸矢量正方向，根據右手定律，確定y軸方向。如圖3所示，設P1點為超聲波接收器接收到超聲波本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置，兩根合攏管的兩端分別為第一法蘭和第二法蘭，其特征在于：該合攏管測量裝置包括機箱，機箱的上方設有旋轉軸，旋轉軸頂端安裝有超聲波發射器，在待測合攏管的第一法蘭與第二法蘭上安裝超聲波接收器，所述超聲波發射器內及超聲波接收器內分別裝有第一角度傳感器與第二角度傳感器。

【技術特征摘要】
1.一種基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置，兩根合攏管的兩端分別為第一法蘭和第二法蘭，其特征在于：該合攏管測量裝置包括機箱，機箱的上方設有旋轉軸，旋轉軸頂端安裝有超聲波發射器，在待測合攏管的第一法蘭與第二法蘭上安裝超聲波接收器，所述超聲波發射器內及超聲波接收器內分別裝有第一角度傳感器與第二角度傳感器。2.根據權利要求1所述的基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置，其特征在于：所述機箱上安裝有控制面板，控制面板上包括電源開關、正常運行指示燈與警示燈，在控制面板右側設有兩排按鈕。3.根據權利要求1所述的基于超聲波測距技術的合攏管測量裝置，其特征在于：...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄒家生，許祥平，嚴鏗，黃曉龍，葉友利，施志強，高飛，
申請(專利權)人：江蘇陽明船舶裝備制造技術有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇,32