CN112129197A - 一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置及使用方法，属于金属罐测量设备技术领域。本发明包括两个安装箱、第一驱动机构、圆柱箱、压紧机构和调平机构，两个安装箱通过两个连接杆平行固连在一起，两个安装箱之间形成有间隙，第一驱动机构能够带动两个安装箱沿罐壁爬行，圆柱箱固设在间隙内，圆柱箱内转动设置有第三转轴，第三转轴上设有钢卷尺，圆柱箱的底部设有开口，钢卷尺的自由端穿过开口延伸至圆柱箱外，当两个安装箱在罐壁上爬行时，压紧机构能够使靠近圆柱箱的钢卷尺紧贴罐壁，将钢卷尺拉长，当两个安装箱沿着罐壁爬行时，调平机构能够使圆柱箱始终处于同一水平高度内。本发明能够提高立式金属罐内铺尺的测量精度，省时省力。

Description

一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置及使用方法

技术领域

本发明属于金属罐测量设备技术领域，涉及一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置及使用方法。

背景技术

立式金属罐是石油贸易交接的重要计量器具，其计量准确性直接关系到国际贸易双方经济利益和国家计量信誉。近年来，随着国家对石油战略储备规划和国内大型石油炼化能力的不断增强，国内立式金属罐呈现逐年增加的趋势。

立式金属罐容量的检定方法有很多种，如基于光电测距原理的一些方法，根据按照API、ISO7507、GB/T13235、JJG168等国际国内标准规范的要求，这些方法都需要测量基圆的内周长。

对于保温立式金属罐基圆的测量，只能采用内铺尺法。内铺尺法即检定人员首先要在储罐基圆3/4处画出基圆圆周的轨迹，然后将尺带靠在罐壁上，用磁性表座或其它方法将尺带固定，再用钢直尺依次压紧尺带，使尺带与罐壁紧紧贴合，通过人工压尺一段一段的贴完一个完整圆周，从而获得圆周内周长，费时费力；此外，按规程要求需要铺尺两遍，如果采用人工铺尺测量，考虑到人员配合和自身状态的问题，可能影响测量的准确性，当两次测量值大于允许值时，需要重新铺尺。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置及使用方法，本发明能够提高立式金属罐内铺尺的测量精度，省时省力。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置，所述立式金属罐包括罐壁，包括：两个安装箱，两个所述安装箱通过两个连接杆平行固连在一起，两个所述安装箱之间形成有间隙；

第一驱动机构，所述第一驱动机构设置在两个安装箱上，所述第一驱动机构能够带动两个安装箱沿罐壁爬行；

圆柱箱，所述圆柱箱通过固定杆固设在间隙内，所述圆柱箱的轴向和安装箱的宽度方向一致，所述圆柱箱内转动设置有第三转轴，所述第三转轴上卷设有钢卷尺，所述圆柱箱的底部设有开口；

限位方管，所述限位方管设置在与圆柱箱后侧的间隙内，所述钢卷尺的自由端依次穿过开口和限位方管后伸出安装箱的后端；

压紧机构，所述压紧机构设置在圆柱箱和限位方管之间的间隙内，当两个安装箱沿罐壁水平移动时，所述压紧机构能够使圆柱箱和限位方管之间的钢卷尺紧贴罐壁，然后将钢卷尺拉出圆柱箱；

调平机构，所述调平机构设置在位于安装箱前端的连接杆上，当两个安装箱沿着罐壁爬行时，所述调平机构能够使圆柱箱始终处于同一水平高度内。

在上述的一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置中，所述第一驱动机构包括四个驱动结构，四个所述驱动结构分别两两设置在两个安装箱的相背侧面上，其中一个安装箱上设有蓄电池和控制器，所述驱动结构包括：

第一转轴，所述第一转轴转动设置在安装箱上，所述第一转轴的轴向和安装箱的宽度方向一致，所述第一转轴远离安装箱的一端同轴固设有麦克纳姆轮，位于麦克纳姆轮和安装箱之间的第一转轴上同轴固设有第二环形电磁铁；

步进电机，所述安装箱内设有安装腔，所述步进电机固设在安装腔内，所述第一转轴的一端延伸至安装腔内且端部与步进电机的输出轴固连，所述步进电机通过控制器和蓄电池电连接。

在上述的一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置中，所述压紧机构包括：

两个滑槽孔，两个所述滑槽孔对称开设在两个安装箱的相对侧面上，所述滑槽孔呈长条状，所述滑槽孔的长度方向和安装箱的高度方向平行；

第二转轴，所述第二转轴水平插设在两个滑槽孔之间，位于两个安装箱之间的第二转轴上同轴固设有滚柱；

环形伸缩气囊，所述环形伸缩气囊同轴固设在滚柱的外侧；

第二驱动机构，所述第二驱动机构设置在两个安装腔内，所述第二驱动机构能够带动第二转轴沿着两个滑槽孔上下滑动；

第三驱动机构，所述第三驱动机构设置在其中一个安装腔内，所述第三驱动机构能够带动第二转轴转动。

在上述的一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置中，所述第二驱动机构包括两个滑动结构，两个所述滑动结构和两个安装腔一一对应，所述滑动结构设置在相对应的安装腔内，所述滑动结构包括：

滑杆，所述滑杆竖直固设在相对应的安装腔内，所述滑杆上套设有套管，所述第二转轴的一端延伸至相对应的安装腔内且端部转动设置在套管上；

复位弹簧，所述复位弹簧套设在位于安装腔的上侧面和套管之间的滑杆上；

第一环形电磁铁，所述第一环形电磁铁固设在滑杆的下端，所述第一环形电磁铁通过控制器与蓄电池电连接，所述套管由铁磁性材料制成。

在上述的一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置中，所述第三驱动机构包括：

驱动电机，所述驱动电机通过底座固设在其中一个套管上，所述驱动电机的输出轴上固设有第二齿轮；

第一齿轮，所述第一齿轮同轴转动设置在驱动电机所在的安装腔内的第二转轴上，所述第一齿轮和第二齿轮啮合连接。

在上述的一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置中，所述滚柱的轮面上设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有第三环形电磁铁，所述第三环形电磁铁通过控制器与蓄电池电连接。

在上述的一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置中，所述调平机构包括：

矩形盒，所述矩形盒固设在位于安装箱前端的连接杆上，所述矩形盒内设有矩形腔；

摆动杆，所述摆动杆的一端铰接在矩形腔的左侧面上，所述摆动杆的另一端固设有重球，所述摆动杆靠安装箱的一侧设有反射板；

激光发射器和激光接收器，所述激光发射器和激光接收器均固设在矩形腔靠近安装箱的侧壁上，当摆动杆和矩形腔的前侧壁平行时，所述激光发射器射出的激光正好经反射板反射至激光接受器上。

在上述的一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置中，所述激光接收器的左右侧分别倾斜设有第一光电传感器和第二光电传感器，所述第一光电传感器和第二光电传感器均通过控制器与四个步进电机电连接。

在上述的一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置中，所述间隙内设有红外线测温仪，所述红外线测温仪通过控制器与蓄电池电连接。

一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、启动第二环形电磁铁，将内铺尺装置放置在指定基圆的罐壁上，控制四个步进电机，通过四个麦克纳姆轮使内铺尺装置移动至指定基圆的轨迹起点，并保持水平状态；

S2、同时启动两个第一环形电磁铁，吸引两个套管沿着滑杆向下移动，带动第二转轴和滚柱向靠近罐壁的方向移动，环形伸缩气囊接触并挤压钢卷尺，使钢卷尺紧贴罐壁；

S3、启动四个步进电机，带动内铺尺装置沿着轨迹水平移动，同时启动驱动电机，使滚柱和环形伸缩气囊向后转动，钢卷尺的自由端不断伸出圆柱箱，测量基圆的周长；

S4、当内铺尺装置向下偏离轨迹时，摆动杆向靠近矩形腔前侧壁的方向转动，激光发射器射出的激光经反射板反射至第二光电传感器上，第二光电传感器发出信号给控制器，控制器控制四个麦克纳姆轮，将内铺尺装置调整至水平；

S5、当内铺尺装置向上偏离轨迹时，摆动杆向远离矩形腔前侧壁的方向转动，激光发射器射出的激光经反射板反射至第一光电传感器上，第一光电传感器发出信号给控制器，控制器控制四个麦克纳姆轮，将内铺尺装置调整至水平。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、将内铺尺装置放置在立式金属罐的罐壁上，通过第一驱动机构使两个安装箱移动至指定基圆的轨迹起点并处于水平状态，初始状态，钢卷尺的自由端穿过限位方管伸出安装箱的后端，通过压紧机构使圆柱箱和限位方管之间的钢卷尺紧贴罐壁，启动第一驱动机构使两个安装箱沿着轨迹水平移动，钢卷尺不断被拉出圆柱箱，当两个安装箱爬行基圆一周后，可以通过钢卷尺的长度得出基圆的周长，省去了人工压尺的麻烦，省时省力；此外，当两个安装箱沿着轨迹水平移动时，调平机构能够使圆柱箱始终处于同一水平高度内，提高测量的精度；

2、将内铺尺装置放置在立式金属罐的罐壁后，同时启动四个第二环形电磁铁，使第二环形电磁铁产生磁性将两个安装箱吸附在罐壁上，不会掉落下来，然后通过四个步进电机，单独控制每个麦克纳姆轮的转动方向，实现内铺尺装置的全方位移动，结构简单，移动速度快；

3、当内铺尺装置移动至指定基圆的轨迹起点后，启动第二驱动机构，使第二转轴沿着两个滑槽孔向下滑动，带动滚柱和环形伸缩气囊向下移动，环形伸缩气囊接触并挤压限位方管和圆柱箱之间的钢卷尺，使钢卷尺紧贴罐壁，当内铺尺装置沿着轨迹水平移动时，同时启动第三驱动机构，带动第二转轴顺时针转动，使滚柱和环形伸缩气囊顺时针转动，环形伸缩气囊推动钢卷尺向安装箱的后端移动，钢卷尺不断伸出圆柱箱测量基圆的周长，免去了人工压尺的麻烦，省时省力；此外，由于不同尺寸的立式金属罐，罐壁的弧度不一样，当安装箱前后端的麦克纳姆轮接触罐壁时，滚柱外侧的环形伸缩气囊不一定接触罐壁，此时可以通过第二驱动机构使第二转轴沿着两个滑槽孔向下滑动，使环形伸缩气囊挤压钢卷尺接触罐壁，提高适用范围；

4、初始状态，第二转轴位于两个滑槽孔的中部，滚柱上的环形伸缩气囊未接触钢卷尺，便于内铺尺装置需要移动至指定起点，避免钢卷尺和罐壁发生摩擦，当开始测量时，启动第一环形电磁铁，使第一环形电磁铁产生磁性，吸引套管沿着滑杆向下移动，带动第二转轴和滚柱向下移动，使环形伸缩气囊接触并挤压钢卷尺，使钢卷尺紧贴罐壁，当测量结束后，关闭第一环形电磁铁，套管在复位弹簧的作用下，沿着滑杆向上移动至初始位置，操作简单；

5、当内铺尺装置沿着指定基圆的轨迹水平移动时，同时启动驱动电机，通过第二齿轮和第一齿轮带动第二转轴转动，使滚柱顺时针转动，环形伸缩气囊带动钢卷尺向安装箱的后端移动，测量罐壁的周长，结构简单；

6、当开始测量罐壁时，启动环形凹槽内的第三环形电磁铁，第三环形电磁铁和钢卷尺产生吸引力，使钢卷尺吸附在环形伸缩气囊上，避免钢卷尺滑落，影响压尺；第三环形电磁铁和罐壁产生吸引力，增大环形伸缩气囊对钢卷尺和罐壁的挤压力，使钢卷尺紧贴罐壁，提高测量的准确性；

7、当内铺尺装置在基圆的罐壁内水平移动时，摆动杆和矩形腔的前侧壁平行，此时激光发射器射出的激光，经过反射板然后反射至激光接收器上；当内铺尺装置偏移向下时，摆动杆向靠近矩形腔前侧壁摆动，此时激光发射器射出的激光经过反射板反射至第二光电传感器上，第二光电传感器发出信号给控制器，控制器控制四个步进电机，调整内铺尺装置至水平位置；当内铺尺装置偏移向上时，摆动杆向远离矩形腔前侧壁摆动，此时激光发射器射出的激光经过反射板反射至第一光电传感器上，第一光电传感器发出信号给控制器，控制器控制四个步进电机，调整内铺尺装置至水平位置，能够实时矫正内铺尺装置的位置，使其沿着基圆的轨迹水平移动。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A-A处的剖视图；

图3是图2中B-B处的剖视图；

图4是图3中C-C处的剖视图；

图5是限位方管的结构示意图；

图6是本发明向下偏离轨迹时矩形盒的结构示意图；

图7是本发明向上偏离轨迹时矩形盒的结构示意图；

图8是本发明的工作状态图。

图中，1、安装箱；11、安装腔；12、滑杆；13、套管；14、复位弹簧；15、第一环形电磁铁；16、连接杆；17、间隙；171、红外线测温仪；172、限位方管；173、上滚轮；174、下滚轮；18、控制器；181、蓄电池；19、滑槽孔；2、第一转轴；21、麦克纳姆轮；22、第一环形电磁铁；23、步进电机；3、第二转轴；31、第一齿轮；4、驱动电机；41、第二齿轮；5、滚柱；51、环形伸缩气囊；52、环形凹槽；53、第三环形电磁铁；6、圆柱箱；61、固定杆；62、第三转轴；63、钢卷尺；7、矩形盒；71、矩形腔；72、摆动杆；721、反射板；73、重球；731、滚轮；74、激光发射器；741、激光接收器；75、第一光电传感器；76、第二光电传感器；8、罐壁。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至8所示，一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置，所述立式金属罐包括罐壁8，包括两个安装箱1、第一驱动机构、圆柱箱6、限位方管172、限位方管172和调平机构。

两个所述安装箱1通过两个连接杆16平行固连在一起，两个所述安装箱1之间形成有间隙17，两个所述连接杆16一前一后分别设置在两个安装箱1的前后端。

所述第一驱动机构设置在两个安装箱1上，所述第一驱动机构能够带动两个安装箱1沿罐壁8爬行。

所述圆柱箱6通过固定杆61固设在间隙17内，所述圆柱箱6的轴向和安装箱1的宽度方向一致，所述圆柱箱6内转动设置有第三转轴62，所述第三转轴62上卷设有钢卷尺63，所述圆柱箱6的底部设有开口64。

所述限位方管172设置在与圆柱箱6后侧的间隙17内，所述限位方管172与圆柱箱6处于同一竖直平面内，所述钢卷尺63的自由端依次穿过开口64和限位方管172伸出安装箱1的后端，所述限位方管172的长度方向和安装箱1的长度方向一致。

优选地，所述限位方管172右端的上侧面转动设有上滚轮173，所述限位方管172右端的上侧面转动设有下滚轮174，所述钢卷尺63的自由端从上滚轮173和下滚轮174之间穿过限位方管172，减小钢卷尺63和限位方管172之间的摩擦。

所述压紧机构设置在圆柱箱6和限位方管172之间的间隙17内，当两个安装箱1沿罐壁8水平移动时，所述压紧机构能够使圆柱箱6和限位方管172之间的钢卷尺63紧贴罐壁8，然后将钢卷尺63拉出圆柱箱6。

所述调平机构设置在位于安装箱1前端的连接杆16上，当两个安装箱1沿着罐壁8爬行时，所述调平机构能够使圆柱箱6始终处于同一水平高度内。

将内铺尺装置放置在立式金属罐的罐壁8上，通过第一驱动机构使两个安装箱1移动至指定基圆的轨迹起点并处于水平状态，初始状态，钢卷尺63的自由端穿过限位方管172伸出安装箱1的后端，通过压紧机构使圆柱箱6和限位方管172之间的钢卷尺63紧贴罐壁8，启动第一驱动机构使两个安装箱1沿着轨迹水平移动，钢卷尺63不断被拉出圆柱箱6，当两个安装箱1爬行基圆一周后，可以通过钢卷尺63的长度得出基圆的周长，省去了人工压尺的麻烦，省时省力；此外，当两个安装箱1沿着轨迹水平移动时，调平机构能够使圆柱箱6始终处于同一水平高度内，提高测量的精度。

具体来说，所述第一驱动机构包括四个驱动结构，四个所述驱动结构分别两两设置在两个安装箱1的相背侧面上，其中一个安装箱1上设有蓄电池181和控制器18，所述驱动结构包括第一转轴2和步进电机23。

所述第一转轴2转动设置在安装箱1上，所述第一转轴2的轴向和安装箱1的宽度方向一致，所述第一转轴2远离安装箱1的一端同轴固设有麦克纳姆轮21，位于麦克纳姆轮21和安装箱1之间的第一转轴2上同轴固设有第二环形电磁铁22。

四个所述麦克纳姆轮包括两个左旋轮和两个右旋轮，其中一个左旋轮安装在左前方，其中一个右旋轮安装在右前方，另一个右旋轮安装在左后方，另一个左旋轮安装在右后方，可以实现两个安装箱全方位移动。

所述安装箱1内设有安装腔11，所述步进电机23固设在安装腔11内，所述第一转轴2的一端延伸至安装腔11内且端部与步进电机23的输出轴固连，所述步进电机23通过控制器18和蓄电池181电连接。

将内铺尺装置放置在立式金属罐的罐壁8后，同时启动四个第二环形电磁铁22，使第二环形电磁铁22产生磁性，将两个安装箱1吸附在罐壁8上，不会掉落下来，然后通过四个步进电机，单独控制每个麦克纳姆轮21的转动方向，实现内铺尺装置的全方位移动，结构简单，移动速度快。

具体来说，所述压紧机构包括两个滑槽孔19、第二转轴3、环形伸缩气囊51、第二驱动机构和第三驱动机构。

两个所述滑槽孔19对称开设在两个安装箱1的相对侧面上，所述滑槽孔19呈长条状，所述滑槽孔19的长度方向和安装箱1的高度方向平行。

所述第二转轴3水平插设在两个滑槽孔19之间，位于两个安装箱1之间的第二转轴3上同轴固设有滚柱5。

所述环形伸缩气囊51同轴固设在滚柱5的外侧。

所述第二驱动机构设置在两个安装腔11内，所述第二驱动机构能够带动第二转轴3沿着两个滑槽孔19上下滑动。

所述第三驱动机构设置在其中一个安装腔11内，所述第三驱动机构能够带动第二转轴3转动。

当内铺尺装置移动至指定基圆的轨迹起点后，启动第二驱动机构，使第二转轴3沿着两个滑槽孔19向下滑动，带动滚柱5和环形伸缩气囊51向下移动，环形伸缩气囊51接触并挤压限位方管172和圆柱箱6之间的钢卷尺63，同时环形伸缩气囊51变形与罐壁8相接触，避免钢卷尺63和罐壁8发生相对滑动，使钢卷尺63紧贴罐壁8，当内铺尺装置沿着轨迹水平移动时，同时启动第三驱动机构，带动第二转轴3顺时针转动，使滚柱5和环形伸缩气囊51顺时针转动，环形伸缩气囊51带动钢卷尺63向安装箱1的后端移动，钢卷尺63不断伸出圆柱箱5测量基圆的周长，免去了人工压尺的麻烦，省时省力；此外，由于不同尺寸的立式金属罐，罐壁8的弧度不一样，当安装箱1前后端的麦克纳姆轮21接触罐壁8时，滚柱5外侧的环形伸缩气囊51不一定接触罐壁8，此时可以通过第二驱动机构使第二转轴3沿着两个滑槽孔19向下滑动，使环形伸缩气囊51挤压钢卷尺63接触罐壁8，提高适用范围。

具体来说，所述第二驱动机构包括两个滑动结构，两个所述滑动结构和两个安装腔11一一对应，所述滑动结构设置在相对应的安装腔11内，所述滑动结构包括滑杆12、复位弹簧14和第一环形电磁铁15。

所述滑杆12竖直固设在相对应的安装腔11内，所述滑杆12上套设有套管13，所述第二转轴3的一端延伸至相对应的安装腔11内且端部转动设置在套管13上。

所述复位弹簧14套设在滑杆12上，所述复位弹簧14的一端与安装腔11的上侧面固连，另一端与套管13固连。

所述第一环形电磁铁15固设在滑杆12的下端，所述第一环形电磁铁15通过控制器18与蓄电池181电连接，所述套管13由铁磁性材料制成。

初始状态，第二转轴3位于两个滑槽孔19的中部，滚柱5上的环形伸缩气囊51未接触钢卷尺63，便于内铺尺装置需要移动至指定起点，避免钢卷尺63和罐壁8发生摩擦，当开始测量时，启动第一环形电磁铁15，使第一环形电磁铁15产生磁性，吸引套管13沿着滑杆12向下移动，带动第二转轴3和滚柱5向下移动，使环形伸缩气囊51接触并挤压钢卷尺63，使钢卷尺63紧贴罐壁8，当测量结束后，关闭第一环形电磁铁15，套管13在复位弹簧14的作用下，沿着滑杆12向上移动至初始位置，操作简单。

具体来说，所述第三驱动机构包括驱动电机4和第一齿轮31。

所述驱动电机4通过底座固设在其中一个套管13上，所述驱动电机4的输出轴上固设有第二齿轮41。

所述第一齿轮31同轴转动设置在驱动电机4所在的安装腔11内的第二转轴3上，所述第一齿轮31和第二齿轮41啮合连接。

当内铺尺装置沿着指定基圆的轨迹水平移动时，同时启动驱动电机，通过第二齿轮41和第一齿轮31带动第二转轴3转动，使滚柱5顺时针转动，环形伸缩气囊51带动钢卷尺63向安装箱1的后端移动，测量罐壁8的周长，结构简单。

具体来说，所述滚柱5的轮面上设有环形凹槽52，所述环形凹槽52内设有第三环形电磁铁53，所述第三环形电磁铁53通过控制器18与蓄电池181电连接。

当开始测量罐壁8时，启动环形凹槽52内的第三环形电磁铁53，第三环形电磁铁53和钢卷尺63产生吸引力，使钢卷尺63吸附在环形伸缩气囊51上，避免钢卷尺63滑落，影响压尺；第三环形电磁铁53和罐壁8产生吸引力，增大环形伸缩气囊51对钢卷尺63和罐壁8的挤压力，使钢卷尺63紧贴罐壁，提高测量的准确性。

具体来说，所述调平机构包括矩形盒7、摆动杆72、激光发射器74和激光接收器741。

所述矩形盒7固设在位于安装箱1前端的连接杆16上，所述矩形盒7内设有矩形腔71，所述矩形腔71的左侧壁和安装箱1的长度方向平行。

所述摆动杆72的一端铰接在矩形腔71的左侧面上，所述摆动杆72的另一端固设有重球73，所述摆动杆72靠安装箱1的一侧设有反射板721。

所述激光发射器74和激光接收器741均固设在矩形腔71靠近安装箱1的侧壁上，当摆动杆72和矩形腔71的前侧壁平行时，所述激光发射器74射出的激光正好经反射板721反射至激光接受器741上。

当内铺尺装置在指定基圆的罐壁8内水平移动时，摆动杆72和矩形腔71的前侧壁平行，此时激光发射器射74出的激光，经过反射板721然后反射至激光接收器741上；当内铺尺装装置发生上下偏移时，激光发射器74射出的激光，激光接受器741接受不到激光发射器74射出的激光，通过控制器18控制四个步进电机23，快速调整内铺尺装置的位置，操作简单。

具体来说，所述激光接收器741的左右侧分别倾斜设有第一光电传感器75和第二光电传感器76，所述第一光电传感器75和第二光电传感器76均通过控制器18与四个步进电机23电连接。

当内铺尺装置偏移向下时，摆动杆72向靠近矩形腔71的前侧壁摆动，此时激光发射器74射出的激光经过反射板721反射至第二光电传感器76上，第二光电传感器76发出信号给控制器18，控制器18控制四个步进电机23，调整内铺尺装置至水平位置；当内铺尺装置偏移向上时，摆动杆72向远离矩形腔71的前侧壁摆动，此时激光发射器74射出的激光经过反射板721反射至第一光电传感器75上，第一光电传感器75发出信号给控制器18，控制器18控制四个步进电机23，调整内铺尺装置至水平位置，实时矫正内铺尺装置的位置，使其沿着基圆的轨迹水平移动。

优选地，所述重球73靠近矩形腔71下侧面的一侧转动设置有滚轮731，所述滚轮731轴向和摆动杆72的长度方向平行，所述滚轮731的轮面始终接触矩形腔71的下侧面。

当内铺尺装置在地面上时，摆动杆72和重球73远离矩形腔71的下侧面，重球73上的滚轮731接触矩形腔71的下侧面，防止摆动杆72的铰接处发生变形；此外，当矩形盒7发生上下偏移时，重球73上的滚轮731沿着矩形腔71的下侧壁滚动，不影响摆动杆72正常摆动。

具体来说，所述间隙17内设有红外线测温仪171，所述红外线测温仪171通过控制器18与蓄电池181电连接。

由于立式金属罐处于室外环境中，受到温度的影响较大，而且在阳光的照射下，金属罐向阳面和背阳面的温度差较大，如果钢卷尺63和罐壁8的温度不一致，导致测量的误差较大；因此在环形伸缩气囊51压尺的过程中，通过红外线测温仪171同时测量钢卷尺63和钢卷尺63对应的罐壁8温度，当温差较大时，等待一定的时间，使钢卷尺63和罐壁8温度达到一致或相差较小时，再向前移动内铺尺装置，提高测量的精度。

一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、启动第二环形电磁铁22，将内铺尺装置放置在指定基圆的罐壁8上，控制四个步进电机23，通过四个麦克纳姆轮21使内铺尺装置移动至指定基圆的轨迹起点，并保持水平状态；

S2、同时启动两个第一环形电磁铁15，吸引两个套管13沿着滑杆12向下移动，带动第二转轴3和滚柱5向靠近罐壁8的方向移动，环形伸缩气囊51接触并挤压钢卷尺63，使钢卷尺紧贴罐壁8；

S3、启动四个步进电机23，带动内铺尺装置沿着轨迹水平移动，同时启动驱动电机4，使滚柱5和环形伸缩气囊51向后转动，钢卷尺63的自由端不断伸出圆柱箱6，测量基圆的周长；

S4、当内铺尺装置向下偏离轨迹时，摆动杆72向靠近矩形腔71前侧壁的方向转动，激光发射器74射出的激光经反射板721反射至第二光电传感器76上，第二光电传感器76发出信号给控制器18，控制器18控制四个麦克纳姆轮21，将内铺尺装置调整至水平；

S5、当内铺尺装置向上偏离轨迹时，摆动杆72向远离矩形腔71前侧壁的方向转动，激光发射器74射出的激光经反射板721反射至第一光电传感器75上，第一光电传感器75发出信号给控制器18，控制器18控制四个麦克纳姆轮21，将内铺尺装置调整至水平。

通过单独控制四个麦克纳姆轮21的转动方向，使内铺尺装置可以全方向移动，使内铺尺装置能够快速移动至指定位置，然后启动第三环形电磁铁53，使第三环形电磁铁53与钢卷尺63产生一定的磁性，避免钢卷尺63滑出环形伸缩气囊51，启动第一环形电磁铁15，可以使环形伸缩气囊51始终压紧钢卷尺63和罐壁8，免去了人工压尺的麻烦，省时省力，当内铺尺装置沿着轨迹水平移动时，同时滚柱5和环形伸缩气囊51转动，将钢卷尺63从圆柱箱6内拉出，沿着罐壁8测量周长，同时红外线测温仪171连续测量钢卷尺63和罐壁8的温度，操作简单，大大提高了测量的效率；此外，根据摆动杆72的位置，可以实时监测内铺尺装置的水平位置，当内铺尺装置发生偏离时，快速调整位置，减小测量的误差。

通过内铺尺装置测量的值来计算基圆的实际周长，具体如下：1、根据钢卷尺63测量的值为C_内1，需要对钢卷尺63的测量值进行温度修正：

式中C内1为钢卷尺尺带的读数，即通过内铺尺装置将尺内铺罐壁一周后，尺带与轨迹起点重合位置的刻度读数；α_尺和α_罐分别为钢卷尺尺带和罐的线膨胀系数，当为碳钢时α_尺＝0.000012/℃；t_尺i和t_罐i为红外测温仪连续测量的尺带和罐壁的n个点温度。

2、进一步需要对尺本身进行修正，计算基圆实际内周长C：

式中C_内为基圆内周长；P为检尺时的拉力；E_c为尺带的弹性模量，一般为E_c＝2.06×10⁷N/cm²；△l_尺1为尺带的修正值；S为钢卷尺尺带截面积。

3、在距离轨迹起点300mm以上的水平位置再一次设立轨迹起点，使用内铺尺装置重复第二次，当两次测量值相差不超过3mm，取平均值作为实际周长，否则进行需要重新测量。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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，仅是为了便于描述本专利和简化描述，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专利的限制。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置，所述立式金属罐包括罐壁(8)，其特征在于，包括：两个安装箱(1)，两个所述安装箱(1)通过两个连接杆(16)平行固连在一起，两个所述安装箱(1)之间形成有间隙(17)；

第一驱动机构，所述第一驱动机构设置在两个安装箱(1)上，所述第一驱动机构能够带动两个安装箱(1)沿罐壁(8)爬行；

圆柱箱(6)，所述圆柱箱(6)通过固定杆(61)固设在间隙(17)内，所述圆柱箱(6)的轴向和安装箱(1)的宽度方向一致，所述圆柱箱(6)内转动设置有第三转轴(62)，所述第三转轴(62)上卷设有钢卷尺(63)，所述圆柱箱(6)的底部设有开口(64)；

限位方管(172)，所述限位方管(172)设置在与圆柱箱(6)后侧的间隙(17)内，所述钢卷尺(63)的自由端依次穿过开口(64)和限位方管(172)后伸出安装箱(1)的后端；

压紧机构，所述压紧机构设置在圆柱箱(6)和限位方管(172)之间的间隙(17)内，当两个安装箱(1)沿罐壁(8)水平移动时，所述压紧机构能够使圆柱箱(6)和限位方管(172)之间的钢卷尺(63)紧贴罐壁(8)，然后将钢卷尺(63)拉出圆柱箱(6)；

调平机构，所述调平机构设置在位于安装箱(1)前端的连接杆(16)上，当两个安装箱(1)沿着罐壁(8)爬行时，所述调平机构能够使圆柱箱(6)始终处于同一水平高度内。

2.根据权利要求1所述的一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括四个驱动结构，四个所述驱动结构分别两两设置在两个安装箱(1)的相背侧面上，其中一个安装箱(1)上设有蓄电池(181)和控制器(18)，所述驱动结构包括：

第一转轴(2)，所述第一转轴(2)转动设置在安装箱(1)上，所述第一转轴(2)的轴向和安装箱(1)的宽度方向一致，所述第一转轴(2)远离安装箱(1)的一端同轴固设有麦克纳姆轮(21)，位于麦克纳姆轮(21)和安装箱(1)之间的第一转轴(2)上同轴固设有第二环形电磁铁(22)；

步进电机(23)，所述安装箱(1)内设有安装腔(11)，所述步进电机(23)固设在安装腔(11)内，所述第一转轴(2)的一端延伸至安装腔(11)内且端部与步进电机(23)的输出轴固连，所述步进电机(23)通过控制器(18)和蓄电池(181)电连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置，其特征在于，所述压紧机构包括：

两个滑槽孔(19)，两个所述滑槽孔(19)对称开设在两个安装箱(1)的相对侧面上，所述滑槽孔(19)呈长条状，所述滑槽孔(19)的长度方向和安装箱(1)的高度方向平行；

第二转轴(3)，所述第二转轴(3)水平插设在两个滑槽孔(19)之间，位于两个安装箱(1)之间的第二转轴(3)上同轴固设有滚柱(5)；

环形伸缩气囊(51)，所述环形伸缩气囊(51)同轴固设在滚柱(5)的外侧；

第二驱动机构，所述第二驱动机构设置在两个安装腔(11)内，所述第二驱动机构能够带动第二转轴(3)沿着两个滑槽孔(19)上下滑动；

第三驱动机构，所述第三驱动机构设置在其中一个安装腔(11)内，所述第三驱动机构能够带动第二转轴(3)转动。

4.根据权利要求3所述的一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置，其特征在于，所述第二驱动机构包括两个滑动结构，两个所述滑动结构和两个安装腔(11)一一对应，所述滑动结构设置在相对应的安装腔(11)内，所述滑动结构包括：

滑杆(12)，所述滑杆(12)竖直固设在相对应的安装腔(11)内，所述滑杆(12)上套设有套管(13)，所述第二转轴(3)的一端延伸至相对应的安装腔(11)内且端部转动设置在套管(13)上；

复位弹簧(14)，所述复位弹簧(14)套设在位于安装腔(11)的上侧面和套管(13)之间的滑杆(12)上；

第一环形电磁铁(15)，所述第一环形电磁铁(15)固设在滑杆(12)的下端，所述第一环形电磁铁(15)通过控制器(18)与蓄电池(181)电连接，所述套管(13)由铁磁性材料制成。

5.根据权利要求4所述的一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置，其特征在于，所述第三驱动机构包括：

驱动电机(4)，所述驱动电机(4)通过底座固设在其中一个套管(13)上，所述驱动电机(4)的输出轴上固设有第二齿轮(41)；

第一齿轮(31)，所述第一齿轮(31)同轴转动设置在驱动电机(4)所在的安装腔(11)内的第二转轴(3)上，所述第一齿轮(31)和第二齿轮(41)啮合连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置，其特征在于，所述滚柱(5)的轮面上设有环形凹槽(52)，所述环形凹槽(52)内设有第三环形电磁铁(53)，所述第三环形电磁铁(53)通过控制器(18)与蓄电池(181)电连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置，其特征在于，所述调平机构包括：

矩形盒(7)，所述矩形盒(7)固设在位于安装箱(1)前端的连接杆(16)上，所述矩形盒(7)内设有矩形腔(71)；

摆动杆(72)，所述摆动杆(72)的一端铰接在矩形腔(71)的左侧面上，所述摆动杆(72)的另一端固设有重球(73)，所述摆动杆(72)靠安装箱(1)的一侧设有反射板(721)；

激光发射器(74)和激光接收器(741)，所述激光发射器(74)和激光接收器(741)均固设在矩形腔(71)靠近安装箱(1)的侧壁上，当摆动杆(72)和矩形腔(71)的前侧壁平行时，所述激光发射器(74)射出的激光正好经反射板(721)反射至激光接受器(741)上。

8.根据权利要求7所述的一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置，其特征在于，所述激光接收器(741)的左右侧分别倾斜设有第一光电传感器(75)和第二光电传感器(76)，所述第一光电传感器(75)和第二光电传感器(76)均通过控制器(18)与四个步进电机(23)电连接。

9.根据权利要求8所述的一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置，其特征在于，所述间隙(17)内设有红外线测温仪(171)，所述红外线测温仪(171)通过控制器(18)与蓄电池(181)电连接。

10.一种用于立式金属罐检定的内铺尺装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、启动第二环形电磁铁(22)，将内铺尺装置放置在指定基圆的罐壁(8)上，控制四个步进电机(23)，通过四个麦克纳姆轮(21)使内铺尺装置移动至指定基圆的轨迹起点，并保持水平状态；

S2、同时启动两个第一环形电磁铁(15)，吸引两个套管(13)沿着滑杆(12)向下移动，带动第二转轴(3)和滚柱(5)向靠近罐壁(8)的方向移动，环形伸缩气囊(51)接触并挤压钢卷尺(63)，使钢卷尺紧贴罐壁(8)；

S3、启动四个步进电机(23)，带动内铺尺装置沿着轨迹水平移动，同时启动驱动电机(4)，使滚柱(5)和环形伸缩气囊(51)向后转动，钢卷尺(63)的自由端不断伸出圆柱箱(6)，测量基圆的周长；

S4、当内铺尺装置向下偏离轨迹时，摆动杆(72)向靠近矩形腔(71)前侧壁的方向转动，激光发射器(74)射出的激光经反射板(721)反射至第二光电传感器(76)上，第二光电传感器(76)发出信号给控制器(18)，控制器(18)控制四个麦克纳姆轮(21)，将内铺尺装置调整至水平；

S5、当内铺尺装置向上偏离轨迹时，摆动杆(72)向远离矩形腔(71)前侧壁的方向转动，激光发射器(74)射出的激光经反射板(721)反射至第一光电传感器(75)上，第一光电传感器(75)发出信号给控制器(18)，控制器(18)控制四个麦克纳姆轮(21)，将内铺尺装置调整至水平。

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