專利名稱：一種電力鐵塔鋼管塔的鋼管圓截面輪廓檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電力鐵塔鋼管塔的鋼管圓截面輪廓檢測裝置。
背景技術(shù)：
電力輸送過程需要大量使用的電力鐵塔，電力鐵塔分角鋼塔和鋼管塔。角鋼塔主要用在山區(qū)，交通運輸不便的場合。在平原地區(qū)大量使用結(jié)構(gòu)簡捷的鋼管塔。鋼管塔的主要結(jié)構(gòu)是鋼管，塔身采用鏍栓將鋼管一節(jié)一節(jié)的聯(lián)接豎立起來。鋼管通過平板開料、彎板、 管身縫隙焊接，校端口、端部與法蘭盤焊接和鋼管表面熱浸鍍鋅等方法加工而成。鋼管通過彎卷加工，將長方形的平板彎折成圓管。具體加工過程是在平板的短邊方向提供進給，沿長邊方向被壓彎一定程度，然后短邊方向繼續(xù)進給一段距離，長邊方向新的位置又被壓彎，這一過程反復進行。分別對長方形平板的兩個長邊方向作相同的加工，平板的兩長邊距離接近，形成有開口的圓管。再將開口壓合，通過電焊將原來平板的兩長邊焊成一體。上述常規(guī)的加工方法靠控制平板的短邊進給量和長邊彎曲量來保證形成鋼管的形狀，雖然通過數(shù)控編程方法控制機械運動，但實際形狀還是存在誤差。為了保證鋼管兩端與聯(lián)接用的法蘭盤的配合，鋼管的縫隙焊接后，還要對鋼管兩端的圓度進行校核和整形，最后才能與法蘭盤裝配和焊接。鋼管沿長度截面幾何形狀的圓度，對鋼管承受力的均勻程度有影響，特別是隨著電力傳輸?shù)碾妷涸絹碓礁撸娏λ母叨纫苍谠黾?，對鋼管受力能力的要求也在提高?，F(xiàn)在加工方法對鋼管的中間截面輪廓只能測量直徑，對截面輪廓無法測量，即無法知道實際圓截面輪廓與設(shè)計圓截面輪廓的誤差大小。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種電力鐵塔鋼管塔的鋼管圓截面輪廓檢測裝置。本實用新型使用開口式結(jié)構(gòu)的檢測裝置，安裝定位在平鋼板卷制焊接而成的鋼管外圓中部任何縱向位置，通過檢測裝置運動件圍繞鋼管的移動，傳感器記錄和檢測出該位置的鋼管外圓輪廓。開口式鉗座可將鋼管卡在鉗座中央，通過鉗座上分布的螺栓，可以將鉗座固定在鋼管的任意位置。測量底座也設(shè)計成開口狀，卡住鋼管，并固定在鉗座上。測量底座上有環(huán)形導軌，導軌上有與之配合的滑塊。滑塊上固定一個也是開口狀的環(huán)形測量臂，測量臂上安裝三個相互120度均勻分布的距離傳感器。滑塊帶動測量架圍繞鋼管作超過120度的旋轉(zhuǎn)移動，三個距離傳感器分別測量鋼管超過120度的輪廓曲線，從而實現(xiàn)了傳感器對鋼管圓截面的分段測量。本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本實用新型提供的一種電力鐵塔鋼管塔的鋼管圓截面輪廓檢測裝置包括開口鉗座、測量底座和測量臂，其中開口鉗座上連接測量底座，測量底座再與測量臂相互連接；開口鉗座將整個裝置固定在待測量鋼管上；測量底座上安裝有環(huán)形導軌，測量臂沿環(huán)形導軌繞待測量鋼管旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)角度大于120度，測量臂上裝有三個按120度均布的距離傳感器，分別測量和記錄超過120度的待測量鋼管輪廓曲線信息。上述開口鉗座、測量底座和測量臂均為開口結(jié)構(gòu)。可以便于安裝在待測量鋼管的任何位置上，進行測量鋼管在任何位置上輪廓的測量。上述開口鉗座徑向安裝三個位置互為120度角的固定鏍栓，固定待測量鋼管。上述開口鉗座的表面對稱分布至少三個鏍栓槽，測量底座上與鏍栓槽相應(yīng)的位置上開有對應(yīng)的腰圓孔，通過鏍栓連接開口鉗座與測量底座?？杀阌谡{(diào)整測量底座與開口鉗座的相互位置并相互固定。上述測量底座的環(huán)形導軌上安裝至少二個滑塊，滑塊分別與測量臂上的通孔連接。測量臂可沿導軌繞待測鋼管旋轉(zhuǎn)運動。測量臂上安裝限位塊，測量底座上安裝有始點擋塊和終點擋塊，測量臂上的限位塊在測量底座上的始點擋塊和終點擋塊之間運動，測量臂的運動范圍略大于120度角。上述測量底座上還安裝位置互為120度角的始點標志塊與終點標志塊，始點標志塊與終點標志塊之間設(shè)置有若干均布的中間標志塊；位置傳感器安裝在測量臂上，位置傳感器的安裝位置與測量底座上的始點標志塊對應(yīng)，位置傳感器在始點標志塊與終點標志塊之間運動，其運動范圍是120度角。測量臂上的位置傳感器每經(jīng)過一個中間標志塊，都能得到確定的角度位置信息，從而確定距離傳感器獲得鋼管輪廓信息的相應(yīng)角度位置。所述的檢測裝置的檢測方法步驟如下1)先將開口鉗座套在待測量鋼管上，通過三個固定鏍栓將開口鉗座固定，使待測量鋼管處于開口鉗座鉗口的幾何中心；2)將測量底座安裝在開口鉗座上，用鏍栓將兩者固定，通過調(diào)整鏍栓在開口鉗座上鏍栓槽中以及測量底座上腰圓孔的位置，使待測量鋼管處于測量底座的幾何中心；3)測量臂沿環(huán)型導軌繞待測量鋼管旋轉(zhuǎn)，測量臂的最大旋轉(zhuǎn)范圍由固定在測量底座上的始點擋塊和終點擋塊確定，該兩個擋塊為定塊，固定在測量臂上的限位塊是動塊，動塊只能在上述兩個定塊限制的范圍之間旋轉(zhuǎn)，測量臂的旋轉(zhuǎn)角度略大于120度；4)測量臂上的位置傳感器用于檢測始點、終點和若干個中間標志塊的位置，從而得知測量臂上三個距離傳感器各自在測量過程中的角度位置信息，距離傳感器能檢測得到測量頭到鋼管表面的距離；5)當測量臂上的限位塊從始點擋塊出發(fā)，到位置傳感器到達始點標志位期間，距離傳感器獲得前后兩個傳感器首尾重疊段的信息；當位置傳感器在始點標志塊和終點標志塊之間運動，距離傳感器獲得各自距鋼管測量表面的有效信息；當位置傳感器在終點標志塊到限位塊到終點擋塊之間運動，距離傳感器獲得又是鋼管距離的重疊信息；即每個測量頭所得的信息中間有120度為鋼管輪廓的有效信息，首尾有各有一段為重疊信息；重疊信息可用于數(shù)據(jù)處理，將三個距離傳感器分別測得的120度信息合成為待測量鋼管輪廓360 度的信息，因此擬合出待測量鋼管檢測位置的輪廓曲線，完成對待測量鋼管輪廓檢測。上述步驟4)在始點標志塊和終點標志位之間設(shè)置了若干個中間標志位，這些中間標志位均勻分布，當位置傳感器經(jīng)過每個中間標志位時，都能獲得相應(yīng)的角度位置信息。上述方法可以通過測量臂的勻速運動，距離傳感器連續(xù)采樣，直接獲得連續(xù)的鋼管輪廓曲線；也可以通過在始點檔塊、始點標志塊、若干中間標志塊、終點標志塊和終點檔塊位置利用距離傳感器對鋼管采樣，將這些點的信息擬合成鋼管輪廓曲線；中間標志位設(shè)置得越多，獲得的鋼管輪廓點位越多，擬合獲得的輪廓越精確。上述步驟1)中開口鉗座根據(jù)測量鋼管的需求，有多種尺寸規(guī)格選擇。通過事先的嚴格調(diào)整和標定，三個距離傳感器的位置得到精確安裝和固定。具體方法是選擇一個已知輪廓的圓工件，通過三個傳感器分別檢測已知工件的三段輪廓，并和已知輪廓曲線作對比，以此校正傳感器的安裝位置。每段檢測圓孤的長度超過120度，圓孤的頭部和尾部一小段作為互相聯(lián)系的基礎(chǔ)，即是前后圓弧的重疊區(qū)。第一段圓孤的尾部同第二段圓弧的頭部重疊段檢測的是同一段鋼管的輪廓，數(shù)據(jù)應(yīng)該一樣。同樣第二段圓弧的尾部與第三段圓弧的頭部重疊段的數(shù)據(jù)一樣。第三段圓弧的尾部與第一段圓弧的頭部重疊段數(shù)據(jù)也一樣。將三段圓弧的重疊段首尾重疊后，三段120度的圓弧數(shù)據(jù)，就能合成所測鋼管的輪廓曲線。本實用新型的有益效果是利用開口結(jié)構(gòu)的檢測裝置，可簡單方便的安裝在鋼管縱向的任何位置。利用120 度均勻分布的三個傳感器圍繞鋼管作超過120度的旋轉(zhuǎn)，檢測鋼管的三段輪廓。將三段輪廓曲線數(shù)據(jù)進行處理并連接合成，完成對鋼管橫截面的完整輪廓測量。

圖1是本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型裝置的開口鉗座結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明裝置的開口鉗座A向結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明裝置的測量底座結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明裝置的測量臂結(jié)構(gòu)示意圖。其中1.開口鉗座2.待測量鋼管3.測量底座4.測量臂5.固定鏍栓6.鏍栓槽7.環(huán)形導軌8.始點標志塊9.終點擋塊10.滑塊A 11.始點擋塊12.滑塊 B 13.腰圓孔14.終點標志塊15.距離傳感器A 16.位置傳感器17.通孔18.距離傳感器B 19.限位塊20.距離傳感器C21.中間標志塊。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步地詳細說明。在對鋼管測量時，先將開口鉗座1套在鋼管待測位置，通過三個固定鏍栓5將開口鉗座固定，并盡可能使鋼管處于鉗座鉗口的幾何中心。開口鉗座可根據(jù)測量鋼管的需求，有幾種尺寸規(guī)格可以選擇。將測量底座3安裝在開口鉗座1上，用鏍栓將兩者固定?？赏ㄟ^調(diào)整鏍栓在鏍栓槽6中的位置，以及調(diào)整測量底座的腰圓孔13和鏍栓的位置，使測量底座與開口鉗座的相互位置得到調(diào)整，并使鋼管處于測量底座的幾何中心。測量底座上裝有環(huán)形導軌7，滑塊A和滑塊B可在導軌上滑動。用鏍栓穿過通孔17將測量臂與滑塊連接固定。 測量臂可沿環(huán)型導軌7繞待測量的鋼管旋轉(zhuǎn)。測量臂的最大旋轉(zhuǎn)范圍由固定在測量底座上的始點擋塊11和終點擋塊9確定，該兩個擋塊為定塊，固定在測量臂上的限位塊19是動塊，動塊只能在上述兩個定塊限制的范圍之間旋轉(zhuǎn)。設(shè)計測量臂的旋轉(zhuǎn)角度略大于120度。 在測量底座上還設(shè)置了始點標志塊8和終點標志塊14，以及若干個中間標志塊21，這些標志塊均是固定的。與這些位置標志塊相對應(yīng)，測量臂上裝有位置傳感器16，用于檢測始點、終點和若干個中間標志塊的位置，從而得知測量臂上三個距離傳感器各自在測量過程中的角度位置信息。距離傳感器能檢測得到測量頭到鋼管表面的距離。當測量臂上的限位塊 19從始點擋塊出發(fā)，到位置傳感器到達始點標志位期間，距離傳感器獲得前后兩個傳感器首尾重疊段的信息；當位置傳感器在始點標志塊和終點標志塊之間運動，距離傳感器獲得各自距鋼管測量表面的有效信息；當位置傳感器在終點標志塊到限位塊到終點擋塊之間運動，距離傳感器獲得又是鋼管距離的重疊信息。即每個測量頭所得的信息中間有120度為鋼管輪廓的有效信息，首尾有各有一段為重疊信息。重疊信息可用于數(shù)據(jù)處理，將三個距離傳感器分別測得的120度信息合成為鋼管輪廓360度的信息。因此擬合出鋼管檢測位置的輪廓曲線，完成對鋼管縱向橫截面的輪廓檢測。在始點標志塊和終點標志位之間設(shè)置了若干個中間標志位，這些中間標志位均勻分布。當位置傳感器經(jīng)過每個中間標志位時，都能獲得相應(yīng)的角度位置信息?？梢酝ㄟ^測量臂的勻速運動，距離傳感器連續(xù)采樣，直接獲得連續(xù)的鋼管輪廓曲線。也可以通過在始點檔塊、始點標志塊、若干中間標志塊、終點標志塊和終點檔塊等位置利用距離傳感器對鋼管采樣，將這些點的信息擬合成鋼管輪廓曲線。中間標志位設(shè)置得越多，獲得的鋼管輪廓點位越多，擬合獲得的輪廓越精確。
權(quán)利要求1.一種電力鐵塔鋼管塔的鋼管圓截面輪廓檢測裝置，其特征在于該裝置包括開口鉗座、測量底座和測量臂，其中開口鉗座上連接測量底座，測量底座再與測量臂相互連接；開口鉗座將整個裝置固定在待測量鋼管上；測量底座上安裝有環(huán)形導軌，測量臂沿環(huán)形導軌繞待測量鋼管旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)角度大于120度，測量臂上裝有三個按120度均布的距離傳感ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力鐵塔鋼管塔的鋼管圓截面輪廓檢測裝置，其特征在于 上述開口鉗座、測量底座和測量臂均為開口結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力鐵塔鋼管塔的鋼管圓截面輪廓檢測裝置，其特征在于 上述開口鉗座徑向安裝三個位置互為120度角的固定鏍栓，固定待測量鋼管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力鐵塔鋼管塔的鋼管圓截面輪廓檢測裝置，其特征在于 上述開口鉗座的表面對稱分布至少三個鏍栓槽，測量底座上與鏍栓槽相應(yīng)的位置上開有對應(yīng)的腰圓孔，通過鏍栓連接開口鉗座與測量底座。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力鐵塔鋼管塔的鋼管圓截面輪廓檢測裝置，其特征在于 上述測量底座的環(huán)形導軌上安裝至少二個滑塊，滑塊分別與測量臂上的通孔連接；測量臂上安裝限位塊，測量底座上還分別安裝始點擋塊和終點擋塊，測量臂上的限位塊在測量底座上的始點擋塊與終點擋塊之間運動，測量臂的運動范圍略大于120度角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力鐵塔鋼管塔的鋼管圓截面輪廓檢測裝置，其其特征在于上述測量底座上還安裝位置互為120度角的始點標志塊與終點標志塊，始點標志塊與終點標志塊之間設(shè)置有若干均布的中間標志塊；位置傳感器安裝在測量臂上，位置傳感器的安裝位置與測量底座上的始點標志塊對應(yīng)，位置傳感器在始點標志塊與終點標志塊之間運動，其運動范圍是120度角。
專利摘要本實用新型公開了一種電力鐵塔鋼管塔的鋼管圓截面輪廓檢測裝置，該裝置包括開口鉗座、測量底座和測量臂，其中開口鉗座上連接測量底座，測量底座再與測量臂相互連接；開口鉗座將整個裝置固定在待測量鋼管上；測量底座上安裝有環(huán)形導軌，測量臂沿環(huán)形導軌繞待測量鋼管旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)角度超過120度，測量臂上裝有三個按120度均布的距離傳感器，分別測量和記錄超過120度的待測量鋼管輪廓曲線信息；該檢測裝置可簡單方便的安裝在待測量鋼管縱向的任何位置，利用120度均勻分布的三個距離傳感器圍繞待測量鋼管作超過120度的旋轉(zhuǎn)，檢測鋼管的三段輪廓，將三段輪廓曲線數(shù)據(jù)進行處理并連接合成，完成對待測量鋼管橫截面的完整輪廓測量。
文檔編號G01B21/02GK202083375SQ20112007599
公開日2011年12月21日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者徐進, 李克天, 鐘金亮, 黃亦鵬 申請人:廣東安恒鐵塔鋼構(gòu)有限公司