CN102435118A - 一种用于测量管系合拢管的测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量管系合拢管的测量装置，其特征在于：包括三个部分，第一部分为定心传动系统，第二部分为数据测量和数据处理部分，第三部分为测量头(28)；定心传动系统用于安装待测量的一个法兰上，数据测量和数据处理部分成三角形平面与定心传动系统相连，该三角形平面与该法兰的密封面平行，且该三角形平面中心与该法兰密封面的中心同轴，测量时，数据测量和数据处理部分的三角形平面的三个角的延伸线集聚于一点，该点位于测量头(28)上。采用拉绳位移传感器作为测量部件，所要测量的数据只有拉绳的长度，在数据处理中只有三根拉绳的长度是变量，测量操作简便。

Description

一种用于测量管系合拢管的测量装置

技术领域

本发明属于材料成型自动化技术领域。涉及一种用于测量管系合拢管的测量装置，应用于合拢管的加工制造，更具体涉及一种精确测量待合拢管两法兰的空间位置的测量设备。

背景技术

船舶里到处都布满了管路，这些管件的设计、制作及在船内安装后的检查等一系列的作业被称作“管路铺设”。通常船舶是分段建造的，在分段合拢时分段间的管线就需要合拢管来连接，但依靠管线设计图纸无法制造出各式各样的合拢管，合拢管的制作通常采取取型法和现场焊接法。

取型法是将两个法兰固定到需要连接的两个管子的法兰上，然后用角铁将这两个法兰焊接成整体，搬运到管线加工平台上，测量两个法兰的位置关系后工人凭借自己的经验确定大概的直管长度和弯管角度以及弯管的数量，待直管和弯管加工好之后开始和两个法兰进行装配，在装配时不断地根据实际情况对直管和弯管进行切割或者更换，直到各连接处配合合适才开始正式的焊接。这样的加工过程没有正规加工图纸、制造的随意性大可重复性差，而且工人经验技术水平严重影响加工质量，加工过程耗时长、材料浪费严重、对工人的技术要求非常高，另外这样制作出来的合拢管精度不高，在合拢管安装时经常会出现螺栓孔位置不正确，法兰密封面贴合不紧密，合拢管长度不合适等情况，一旦出现这些问题就要将合拢管吊出船舱重新修改，耽误船舶建造时间，同时存在很大的安全隐患。目前，合拢短管的制造难题是合拢管加工过程中不可逾越的障碍，是提高合拢管制造速度和精度的瓶颈。

现场焊接法是指事先绘制合拢处的局部草图，然后做出较局部草图稍长的管材，在安装现场切割然后焊接的方法。这种方法只适合需合拢的两个管子的法兰空间位置比较简单的情况。

这两种方法存在以下缺点：

（1）精度不高，会存在5%的不合格品

（2）作业时间长，在搬运作业时意外事故多发，存在安全隐患

（3）需要法兰和角铁等辅助工具，造成材料浪费

（4）船内焊接、切割等操作存在火灾隐患

（5）需要技术熟练、经验丰富的专业技工才能完成

在管道制作中最为困难的是“保证成品良好的精度”。但是采用上面两种方法经常会出现制造出的合拢管法兰螺栓孔位置不正确，导致无法安装的情况。

目前，日韩等国针对上述问题开发了合拢管再现系统，通过测量机现场测量两个待合拢管的法兰的空间位置特征，然后通过专门的拟合软件拟合出这种空间位置特征，并且输出控制参数，配合专用的三坐标变位机可以再现两法兰的位置特征，将制造好的合拢短管吊装到再现机上与法兰焊接即可制造出无误差的合拢管。其中测量设备采用的是具有两个角度传感器和一个长度传感器的单拉绳测量机，其主要原理是在规定的球面坐标系两个角度和一个长度可以唯一确定一个点。因此，通过该测量机可以测量法兰上特征点在指定的坐标系中的坐标。但是此种测量方法的不足之处是测量时需要反复调整出绳口的位置，以保证拉绳是直线状态，此操作过程繁琐。

为获得待合拢管的法兰的特征参数，采用三座标测量臂也是可行的方案，这种测量臂由6个转动的臂和1个测量头通过6个旋转关节串联连接，在每个关节中都安装有角度编码器，测量臂的一段固定在基座上，测量过程中不可移动，而测头可在空间自由运动，构成一个封闭球形测量空间，通过安装在各关节及杆件内部的光电角度编码器获得各关节转角和杆件转角，在结合各关节臂的臂长、关节间的夹角等，应用坐标模型从而获得被测点的三维坐标位置。使用测量臂测量法兰的特征参数非常方便，只需在特征位置取点，然后即可通过软件计算出所需的特征参数，而不用预先知道这些特征参数，但是这种测量臂的价格昂贵，另外测量臂的各关节都是薄弱环节，在使用中若发生碰撞则极易损坏。

发明内容

    针对目前合拢管制造精度不高，工艺繁琐、制造时间长的问题，发明一种三拉绳测量设备，通过三个拉绳位移传感器的组合测量待合拢管的法兰的特征点，通过一定的计算方法计

算出两法兰的位置特征，结合再现机使用，实现高效、精确、低成本的一种用于测量管系合拢管的测量装置。

为了解决上述问题本发明提供了一种用于测量管系合拢管的测量装置，其特征在于：包括三个部分，第一部分为定心传动系统，第二部分为数据测量和数据处理部分，第三部分为测量头；定心传动系统用于安装待测量的一个法兰上，数据测量和数据处理部分成三角形平面与定心传动系统相连，该三角形平面与该法兰的密封面平行，且该三角形平面中心与该法兰密封面的中心同轴，测量时，数据测量和数据处理部分的三角形平面的三个角的延伸线集聚于一点，该点位于测量头上。

定心传动系统包括底座、滑块Ⅰ、滑块Ⅱ、滑块Ⅲ、滑块Ⅳ、导轨Ⅰ、齿条Ⅰ、导轨Ⅱ、齿条Ⅱ、轴盖板、齿条定位块Ⅰ、齿条定位块Ⅱ、轴、轴承Ⅰ、轴承Ⅱ、轴套、齿轮、轴承盖、锥形螺母；

滑块Ⅰ、滑块Ⅱ、滑块Ⅲ、滑块Ⅳ安装在底座上，导轨Ⅰ安装在滑块Ⅰ和滑块Ⅱ上，导轨Ⅱ安装在滑块Ⅲ和滑块Ⅳ上，导轨可在滑块上沿纵向自由移动；齿条Ⅰ安装在导轨Ⅰ上，采用螺栓与导轨紧密固定，齿条Ⅱ安装在导轨Ⅱ上，采用螺栓紧密固定，齿条和导轨可以同步运动；齿条定位块Ⅰ和齿条定位块Ⅱ分别安装在齿条Ⅱ和齿条Ⅰ上，齿条定位块上的螺纹柱安装在定心传动系统的纵向中心面上；轴承Ⅰ和轴承Ⅱ分别安装在轴的两端，轴承Ⅰ通过轴承盖固定在底座中，轴承盖安装在底座上，轴承Ⅱ固定在轴盖板中，轴盖板安装在底座1上；齿轮通过轴套安装固定在轴上，齿轮分别与齿条Ⅰ和齿条Ⅱ啮合；当拉动其中一根齿条向一个方向运动，通过齿轮的啮合作用会推动另一根齿条向相反方向运动，所以齿条定位块Ⅰ和齿条定位块Ⅱ可同时向定心传动系统中心靠近或者远离；齿条Ⅰ和齿条Ⅱ以及齿轮的模数相同，齿条定位块Ⅰ和齿条定位块Ⅱ上的螺纹柱与轴的距离相同，在保证齿轮安装在定心传动系统的中心位置时，齿条定位块Ⅰ和齿条定位块Ⅱ远离或者靠近轴的距离永远是相等的；锥形螺母在法兰背后安装在齿条定位块Ⅰ和齿条定位块Ⅱ的螺纹杆上。

数据测量和处理部分包括拉绳传感器Ⅰ、拉绳传感器Ⅱ、拉绳传感器Ⅲ、拉绳Ⅰ、拉绳Ⅱ、拉绳Ⅲ、测量头、航空插头、数据线Ⅰ、电气箱、数据线Ⅱ、手持PDA；

拉绳传感器Ⅰ、拉绳传感器Ⅱ、拉绳传感器Ⅲ分布在底座1的正面，三个拉绳出口呈正三角形，其中心和定心传动系统的中心同轴，拉绳Ⅰ、拉绳Ⅱ、拉绳Ⅲ的始端固定在测量头上，拉绳传感器Ⅰ、拉绳传感器Ⅱ、拉绳传感器Ⅲ的数据线均安装在航空插头上，电气箱通过数据线Ⅰ和航空插头相连，手持式PDA通过数据线Ⅱ和电气箱相连。

所述数据线Ⅰ和数据线Ⅱ为可拆卸的。

所述电气箱包括双相供电器和两个信号转换器；拉绳传感器Ⅰ、拉绳传感器Ⅱ、拉绳传感器Ⅲ的输出信号通过信号转换器转换成PLC能识别的信号格式，然后PLC的输出信号通过另一个信号转换器转化成PDA能识别的信号格式，所有信号转换都是双向的；在供电方式上采用双相供电器进行双相供电方式。

所述双相供电器采用220V交流供电和24V电池直流供电的双相供电器。

测量头包括三个部分，第一部分是螺纹、基板、螺纹杆构成的测量头主体，第二部分是螺纹帽，第三部分是锥形螺母；螺纹和螺纹杆是同轴的，分布在基板的两边，螺纹和螺纹杆均垂直于基板，螺纹帽安装在螺纹上，螺纹帽前部有锥形的空间和一个出绳孔，拉绳Ⅰ、拉绳Ⅱ、拉绳Ⅲ穿过出绳孔后在始端将三根拉绳固定在一起，当螺纹帽安装到螺纹上的时候，螺纹34的端部正好牢固的顶住三根拉绳；在实际测量时，锥形螺母在法兰背后安装在螺纹杆上。测量头主体为一整体。

有益效果：一是采用拉绳位移传感器作为测量部件，所要测量的数据只有拉绳的长度，在数据处理中只有三根拉绳的长度是变量，测量操作简便。

二是采用求三个球面交点的方法计算测量点的坐标，算法简单，计算误差小。

三是使用的测量头可以保证测量的数据点共面，数据处理中不需要复杂的投影计算，简化了计算过程。

四是采用齿轮齿条和滑块导轨配合的定心传动机构，测量装置可以精确定位，测量装置安装过程简单。

五是测量范围可以通过拉绳的最大长度调节，测量范围的弹性大。

六是使用锥形螺母作为定心装置的固定件，具有自动定心的优点，定心精确可靠。

七是采用手持式PDA做为测量终端设备，可以运行较复杂计算软件进行复杂数学计算，并且具有很好的可视化效果，可以直接显示法兰的形状特征以及空间位置特征。

附图说明

图1为本发明的定心传动系统的正视图；

图2为图1AA处剖视图；

图3为本发明的定心传动系统中心线截面图；

图4为本发明的定心传动系统的锥形螺母结构示意图；

图5是本发明的数据测量和数据处理部分结构示意图；

图6为测量头的测量头主体结构示意图；

图7为测量头的螺纹帽结构示意图；

图8为测量头的锥形螺母结构示意图；

图9为测量头的基板结构示意图。

具体实施方式

在笛卡尔直角坐标系中，三个相交的球面交点有2个，若已知三个球面相交于一点，在选定的直角坐标系中这三个球面的球心和交点的坐标都是确定的。若在此坐标系中，三个球面的半径是已知的，结合球心坐标，可以建立三个球面方程，联立这三个方程获得一个方程组，这个方程的解就是交点的坐标。若将三个拉绳传感器的拉绳始端固定在一起，那么以拉绳传感器的出绳口为球心，以拉绳的长度为半径构成的球面是相交的，且交点就是三根拉绳始端的交点。因此，从理论上就存在利用三根拉绳制造一种测量点的坐标的可能。这种拉绳传感器输出的只是拉绳的长度值，在拉绳的时候不需用调节角度，以此种方案制造出的测量设备将具有测量简单方便的特点。

本发明是合拢管测量再现系统的重要组成部分，采用本发明的三拉绳测量机可以快速精确测量待合拢管两个法兰的空间位置数据，配合专用的拟合软件和再现机，可以快速加工制造合拢管。

测量装置测量原理如下所述：将三个拉绳传感器呈三角分布固定在测量装置的一个平面上，保证三个出绳口到该平面的距离相等，将三根拉绳的始端固定到一起，将测量装置安装到待测量的一个法兰上，使固定传感器的平面与法兰的密封面平行，并且使三个传感器出绳口构成的三角形中心与法兰密封面的中心同轴。若以出绳口构成的三角形为某个坐标平面，以三角形的中心为坐标原点建立笛卡尔直角坐标系，则三个出绳口在该坐标系下的坐标是确定的，因为传感器出绳口到法兰密封面的距离是已知的，所以法兰密封面的中心点坐标也是已知的，并且该法兰上各个螺栓孔的中心在密封面上的坐标也都是可以通过一定的算法确定的，这样只要知道另一个法兰上密封面的中心坐标以及螺栓孔中心在密封面上的坐标，就可以在该坐标下确定这两个法兰的相互位置特征。

在数学上，空间中不共线的三个点可以确定一个平面，也可以确定一个圆，若可以测量到另一法兰密封面上的三个点，则这三个点确定的平面就是密封面；若可以测量出法兰的某个特征尺寸，比如法兰外径、法兰孔径等，则可以根据法兰标准查找到该法兰的具体型号和所有的特征尺寸。便于后续的拟合软件进行数据拟合。测量法兰螺栓孔中心在密封面上的坐标是可行的方案，因为这三个点是共面的，所以可以直接由这三个点构建出密封面的方程，同时可以构建出法兰孔径圆的方程，从而可以计算出法兰中心的坐标以及每个螺栓孔的坐标。

为了简化计算，在建立坐标系时，以三个传感器出绳口构成的三角形为某个做表面，以三角形的中心为坐标原点，并且将某个坐标轴设定为沿测量装置的纵向，与法兰直径平行。为了达到坐标系中心与法兰中心同轴以及简化坐标系和计算的目的，采用如下的技术方案。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

在图1至图4中：1、底座；2、滑块Ⅰ；3、滑块Ⅱ；4、滑块Ⅲ；5、滑块Ⅳ；6、导轨Ⅰ；7、齿条Ⅰ；8、导轨Ⅱ；9、齿条Ⅱ；10、轴盖板；11、齿条定位块Ⅰ；12、齿条定位块Ⅱ；13、轴；14、轴承Ⅰ；15、轴承Ⅱ；16、轴套；17、齿轮；18、螺栓Ⅰ；19、轴承盖；20、螺栓Ⅱ；21、锥形螺母。

在图5中：22、拉绳传感器Ⅰ；23、拉绳传感器Ⅱ；24、拉绳传感器Ⅲ；25、拉绳Ⅰ；26、拉绳Ⅱ；27、拉绳Ⅲ；28、测量头；29、航空插头；30、数据线Ⅰ；31、电气箱；32、数据线Ⅱ；33、手持PDA。

在图3-1至图3-4中：34、螺纹；35、基板；36、螺纹杆；37、螺纹帽；38、锥形螺母。

本发明包括三个部分，如图1至图4所示，第一部分为定心传动系统统包括底座1、滑块Ⅰ2、滑块Ⅱ3、滑块Ⅲ4、滑块Ⅳ5、导轨Ⅰ6、齿条Ⅰ7、导轨Ⅱ8、齿条Ⅱ9、轴盖板10、齿条定位块Ⅰ11、齿条定位块Ⅱ12、轴13、轴承Ⅰ14、轴承Ⅱ15、轴套16、齿轮17、轴承盖19、锥形螺母21；

滑块Ⅰ2、滑块Ⅱ3、滑块Ⅲ4、滑块Ⅳ5安装在底座1上，导轨Ⅰ6安装在滑块Ⅰ2和滑块Ⅱ3上，导轨Ⅱ8安装在滑块Ⅲ4和滑块Ⅳ5上，导轨可在滑块上沿纵向自由移动；齿条Ⅰ7安装在导轨Ⅰ6上，采用螺栓与导轨紧密固定，齿条Ⅱ9安装在导轨Ⅱ8上，采用螺栓紧密固定，齿条和导轨可以同步运动；齿条定位块Ⅰ11和齿条定位块Ⅱ12分别安装在齿条Ⅱ9和齿条Ⅰ7上，齿条定位块上的螺纹柱安装在定心传动系统的纵向中心面上；轴承Ⅰ14和轴承Ⅱ15分别安装在轴13的两端，轴承Ⅰ14通过轴承盖19固定在底座1中，轴承盖19通过螺栓Ⅱ20安装在底座1上，轴承Ⅱ15固定在轴盖板10中，轴盖板10通过螺栓Ⅰ18安装在底座1上；齿轮17通过轴套16安装固定在轴13上，齿轮17分别与齿条Ⅰ7和齿条Ⅱ9啮合；当拉动其中一根齿条向一个方向运动，通过齿轮的啮合作用会推动另一根齿条向相反方向运动这样就可以实现齿条定位块Ⅰ11和齿条定位块Ⅱ12可同时向定心传动系统中心靠近或者远离；因为齿条Ⅰ7和齿条Ⅱ9以及齿轮17的模数相同，所以只要保证齿轮安装在测量装置的中心位置，且齿条定位块Ⅰ11和齿条定位块Ⅱ12上的螺纹柱与轴13的距离相同，因此齿条定位块Ⅰ11和齿条定位块Ⅱ12远离或者靠近轴13的距离永远是相等的。将测量装置安装到在法兰直径上的两个螺栓孔时，使用锥形螺母21在法兰背后安装到齿条定位块Ⅰ11和齿条定位块Ⅱ12的螺纹杆上，锥形螺母可以使螺纹杆定位于螺栓孔的中心，保证测量装置的中心与法兰中心同轴。

如图5所示，第二部分为数据测量和数据处理部分包括拉绳传感器Ⅰ22、拉绳传感器Ⅱ23、拉绳传感器Ⅲ24、拉绳Ⅰ25、拉绳Ⅱ26、拉绳Ⅲ27、测量头28、航空插头29、数据线Ⅰ30、电气箱31、数据线Ⅱ32、手持PDA33；

拉绳传感器Ⅰ22、拉绳传感器Ⅱ23、拉绳传感器Ⅲ24分布在底座1的正面，三个拉绳出口呈正三角形，其中心和定心传动系统的中心同轴，拉绳Ⅰ25、拉绳Ⅱ26、拉绳Ⅲ27的始端固定在测量头28上，拉绳传感器Ⅰ22、拉绳传感器Ⅱ23、拉绳传感器Ⅲ24的数据线均安装在航空插头29上，电气箱31通过数据线Ⅰ30和航空插头29相连，手持式PDA33通过数据线Ⅱ32和电气箱31相连。其中数据线Ⅰ30和数据线Ⅱ32均为可拆卸的，方便不测量时测量装置的储运。

如图6至图9所示，第三部分为测量头28包括三个部分，第一部分是螺纹34、基板35、螺纹杆36构成的测量头主体，第二部分是螺纹帽37，第三部分是锥形螺母38；螺纹34和螺纹杆36是同轴的，分布在基板35的两边，在技术要求上要求螺纹34和螺纹杆36均垂直于基板35,为了达到此种技术要求，测量头主体采用整体加工的方案，在棒料上先加工出螺纹杆36，然后加工出螺纹34，最后加工基板35。螺纹帽37安装在螺纹34上，螺纹帽37前部有锥形的空间和一个出绳孔39，拉绳Ⅰ25、拉绳Ⅱ26、拉绳Ⅲ27穿过出绳孔39后在始端将三根拉绳固定在一起，当螺纹帽37安装到螺纹34上的时候，螺纹34的端部正好可以牢固的顶住三根拉绳，从而防止拉绳的晃动，螺纹帽37和测量头主体在安装之后不可以随便拆卸。在实际测量时，锥形螺母38在法兰背后安装在螺纹杆36上，起到将测量头固定在法兰螺栓孔中心的作用，同时保证测量头基板35和法兰密封面紧密接触。这样测量头出绳口的坐标就是测量得到的数据，因为出绳口到基板下表面的距离是已知的，所以可以计算出螺栓孔中心在密封面上的坐标。

电气箱31包括双相供电器和两个信号转换器；拉绳传感器Ⅰ22、拉绳传感器Ⅱ23、拉绳传感器Ⅲ24的输出信号PDA不能直接识别，因此需要将拉绳传感器Ⅰ22、拉绳传感器Ⅱ23、拉绳传感器Ⅲ24的输出信号进行转换，同时为了协调拉绳传感器Ⅰ22、拉绳传感器Ⅱ23、拉绳传感器Ⅲ24的数据输出，以及和PDA的数据交换需要使用PLC单片机进行整体控制。拉绳传感器Ⅰ22、拉绳传感器Ⅱ23、拉绳传感器Ⅲ24的输出信号通过信号转换器转换成PLC能识别的信号格式，然后PLC的输出信号通过另一个信号转换器转化成PDA能识别的信号格式，所有信号转换都是双向的，从而能够实现PDA与拉绳传感器Ⅰ22、拉绳传感器Ⅱ23、拉绳传感器Ⅲ24、的直接通信。考虑到受测量现场电源的限制，在供电方式上采用220V交流供电和24V电池直流供电的双相供电器进行双相供电方式。220V交流电可以通过开关电源转化成24V直流电直接供电，也可以通过充电器给24V的蓄电池充电，在现场没有220V交流电的情况下可以直接使用电池供电。通过一个四相的转换开关实现220V交流供电、24V电池供电、电池充电和电源开关的功能。

使用本发明的测量装置测量管系合拢管的步骤如下：

1.安装测量装置

拉动定位块11和12使其间距大致和要测量的法兰的孔距相当，将其中一个定位块的螺纹杆插入螺栓孔并在法兰背后使用锥形螺母21初步固定，拉动另外一个定位块插入对称的螺栓孔中，使用锥形螺母21做初步固定，然后旋紧锥形螺母，将测量装置安装到位。

2.连接数据线

用数据线30、32将传感器和电气箱以及PDA连接起来

3.数据测量

启动电源，运行PDA端测量软件，拉动测量头到另一法兰，用锥形螺母38将测量头从背后固定在法兰密封面上，保证测量头基板和法兰密封面紧密贴合，在PDA端确定此时显示的数据，松开测量头，然后固定到其他两个螺栓孔上进行数据测量。

4.数据处理

测量三次之后，PDA端测量软件自动根据测量数据计算，并拟合显示出两法兰的空间位置特征。并以一定的数据格式保存测量数据。

以下为本发明的应用实例：

本发明的应用实例采用了两钢制法兰模拟待合拢的管子的两个法兰空间位置，利用本发明的测量装置测量其空间位置之后，用合拢管测量再现系统中的拟合软件处理成再现机动作数据。再现机再现了其空间位置，用角铁将再现了的法兰焊接成一个整体，模拟合拢管，然后将合拢管与模拟的待合拢管合拢。其结果是法兰密封面贴合紧密，螺栓孔位置没有误差，可以精确安装螺栓，达到管道安装标准。。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不限制于本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种用于测量管系合拢管的测量装置，其特征在于：包括三个部分，第一部分为定心传动系统，第二部分为数据测量和数据处理部分，第三部分为测量头(28)；定心传动系统用于安装待测量的一个法兰上，数据测量和数据处理部分成三角形平面与定心传动系统相连，该三角形平面与该法兰的密封面平行，且该三角形平面中心与该法兰密封面的中心同轴，测量时，数据测量和数据处理部分的三角形平面的三个角的延伸线集聚于一点，该点位于测量头(28)上。

2.根据权利要求1所述的一种用于测量管系合拢管的测量装置，其特征在于：定心传动系统包括底座(1)、滑块Ⅰ(2)、滑块Ⅱ(3)、滑块Ⅲ(4)、滑块Ⅳ(5)、导轨Ⅰ(6)、齿条Ⅰ(7)、导轨Ⅱ（8）、齿条Ⅱ(9)、轴盖板（10）、齿条定位块Ⅰ（11）、齿条定位块Ⅱ（12）、轴(13)、轴承Ⅰ（14）、轴承Ⅱ（15）、轴套（16）、齿轮（17）、轴承盖（19）、锥形螺母（21）；

滑块Ⅰ（2）、滑块Ⅱ（3）、滑块Ⅲ（4）、滑块Ⅳ（5）安装在底座（1）上，导轨Ⅰ(6)安装在滑块Ⅰ(2)和滑块Ⅱ(3)上，导轨Ⅱ(8)安装在滑块Ⅲ(4)和滑块Ⅳ(5)上，导轨可在滑块上沿纵向自由移动；齿条Ⅰ(7)安装在导轨Ⅰ（6）上，采用螺栓与导轨紧密固定，齿条Ⅱ（9）安装在导轨Ⅱ（8）上，采用螺栓紧密固定，齿条和导轨可以同步运动；齿条定位块Ⅰ（11）和齿条定位块Ⅱ（12）分别安装在齿条Ⅱ（9）和齿条Ⅰ（7）上，齿条定位块上的螺纹柱安装在定心传动系统的纵向中心面上；轴承Ⅰ（14）和轴承Ⅱ（15）分别安装在轴（13）的两端，轴承Ⅰ（14）通过轴承盖（19）固定在底座（1）中，轴承盖(19)安装在底座(1)上，轴承Ⅱ(15)固定在轴盖板(1)0中，轴盖板(10)安装在底座(1)上；齿轮（17）通过轴套（16）安装固定在轴（13）上，齿轮（17）分别与齿条Ⅰ（7）和齿条Ⅱ（9）啮合；当拉动其中一根齿条向一个方向运动，通过齿轮的啮合作用会推动另一根齿条向相反方向运动，所以齿条定位块Ⅰ（11）和齿条定位块Ⅱ（12）可同时向定心传动系统中心靠近或者远离；齿条Ⅰ（7）和齿条Ⅱ（9）以及齿轮（17）的模数相同，齿条定位块Ⅰ（11）和齿条定位块Ⅱ（12）上的螺纹柱与轴（13）的距离相同，在保证齿轮安装在定心传动系统的中心位置时，齿条定位块Ⅰ(11)和齿条定位块Ⅱ(12)远离或者靠近轴(13)的距离永远是相等的；锥形螺母（21）在法兰背后安装在齿条定位块Ⅰ（11）和齿条定位块Ⅱ（12）的螺纹杆上。

3.根据权利要求1所述的一种用于测量管系合拢管的测量装置，其特征在于：数据测量和处理部分包括拉绳传感器Ⅰ（22）、拉绳传感器Ⅱ（23）、拉绳传感器Ⅲ（24）、拉绳Ⅰ（25）、拉绳Ⅱ（26）、拉绳Ⅲ（27）、航空插头（29）、数据线Ⅰ（30）、电气箱（31）、数据线Ⅱ（32）、手持PDA（33）；

拉绳传感器Ⅰ(22)、拉绳传感器Ⅱ(23)、拉绳传感器Ⅲ(24)分布在底座1的正面，三个拉绳出口呈正三角形，其中心和定心传动系统的中心同轴，拉绳Ⅰ(25)、拉绳Ⅱ(26)、拉绳Ⅲ(27)的始端固定在测量头(28)上，拉绳传感器Ⅰ(22)、拉绳传感器Ⅱ(23)、拉绳传感器Ⅲ(24)的数据线均安装在航空插头(29)上，电气箱(31)通过数据线Ⅰ(30)和航空插头(29)相连，手持式PDA(33)通过数据线Ⅱ(32)和电气箱(31)相连。

4.根据权利要求3所述的一种用于测量管系合拢管的测量装置，其特征在于：所述数据线Ⅰ(30)和数据线Ⅱ(32)为可拆卸的。

5.根据权利要求3所述的一种用于测量管系合拢管的测量装置，其特征在于：所述电气箱(31)包括双相供电器和两个信号转换器；拉绳传感器Ⅰ(22)、拉绳传感器Ⅱ(23)、拉绳传感器Ⅲ(24)的输出信号通过信号转换器转换成PLC能识别的信号格式，然后PLC的输出信号通过另一个信号转换器转化成PDA能识别的信号格式，所有信号转换都是双向的；在供电方式上采用双相供电器进行双相供电方式。

6.根据权利要求5所述的一种用于测量管系合拢管的测量装置，其特征在于：所述双相供电器采用220V交流供电和24V电池直流供电的双相供电器。

7.根据权利要求1所述的一种用于测量管系合拢管的测量装置，其特征在于：测量头(28)包括三个部分，第一部分是螺纹(34)、基板(35)、螺纹杆(36)构成的测量头主体，第二部分是螺纹帽(37)，第三部分是锥形螺母(38)；螺纹(34)和螺纹杆(36)是同轴的，分布在基板(35)的两边，螺纹(34)和螺纹杆(36)均垂直于基板(350，螺纹帽（37）安装在螺纹(34)上，螺纹帽(37)前部有锥形的空间和一个出绳孔(39)，拉绳Ⅰ（25）、拉绳Ⅱ（26）、拉绳Ⅲ（27）穿过出绳孔（39）后在始端将三根拉绳固定在一起，当螺纹帽（37）安装到螺纹（34）上的时候，螺纹（34）的端部正好牢固的顶住三根拉绳；在实际测量时，锥形螺母（38）在法兰背后安装在螺纹杆（36）上。

8.根据权利要求7所述的一种用于测量管系合拢管的测量装置，其特征在于：测量头主体为一整体。

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