CN208206051U - 管状物内轮廓测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种管状物内轮廓测量装置。其结构包括激光位移传感器、悬臂、导电滑环、联轴器、混合式步进电机、伞状支撑架、推进杆、卡锁装置、控制系统等。混合式步进电机通过联轴器连接一延伸轴，延伸轴通过悬臂连接激光位移传感器；导电滑环设在延伸轴上，导电滑环包括固定在延伸轴上的转子及与联轴器固接的定子；在转子和定子上均设有引出线，定子引出线与控制系统相连，转子引出线与激光位移传感器相连；激光位移传感器可在混合式步进电机的带动下旋转前进，进而可对管状物内壁的整周位置进行测量，借助推进杆进行纵深测量，测量结果发送至控制系统。本实用新型结构简单，灵活性好，可变口径进行管状物测量，测量精度高，稳定性强。

Description

管状物内轮廓测量装置

技术领域

本实用新型涉及内轮廓测量技术领域，具体地说是一种管状物内轮廓测量装置。

背景技术

管状物测量是工程领域常见的测量问题。尽管现在研究人员陆续提出一些较大口径管状物（管状物直径大于1米）的内壁测量解决方案，也起到不错的效果，但对常见中小型管状物（尤其是口径在200mm以下）来说，由于其存在内轮廓测量空间狭小、长径比大、内壁形貌复杂等制约检测的问题，因此目前尚未有能满足检测需求的成熟解决方案。大量实践与研究表明，这些管状构件在使用过程中会产生不同程度的蚀化、磨损，进而影响其效能的发挥，有时甚至会产生安全隐患。若盲目更换管状构件，又会带来极大的浪费，增加相应的生产成本。如何在保证管状物使用安全可靠的前提下，最大限度明确管状物当前使用状态，预判其使用寿命是一个值得研究的课题。

为了完成上述课题，申请人在分析了常规测量方法和测量仪器的检测原理与局限后，利用激光测距原理提出了一套非定心、非接触式的管状物内轮廓测量方法，为了测试方法的可靠性设计了一套针对100mm-200mm口径多型号管状物进行检测的装置原理机，得到了准确的测量结果，并已将该检测方法申请了发明专利。但在实际试验与操作中设计的测量装置原理机出现了机型配件过多、移动不便、拆装精度难以保证、电机卡顿、供电装置庞大等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种管状物内轮廓测量装置，以解决现有装置存在的机型配件过多、移动不便、拆装精度难以保证、电机卡顿、供电装置庞大等诸多问题。

本实用新型的目的是这样实现的：一种管状物内轮廓测量装置，包括推进杆，在所述推进杆的前端设置有可支撑在管状物内壁的支撑机构；所述支撑机构包括轴杆及设置在所述轴杆两端的伞状支撑架；在所述支撑机构的前端固定有混合式步进电机，所述混合式步进电机与控制系统电连接；所述混合式步进电机的输出轴通过联轴器连接一延伸轴，所述延伸轴的端部通过悬臂连接激光位移传感器；在所述延伸轴上套接有导电滑环，所述导电滑环包括固定锁死在所述延伸轴上的转子以及与所述联轴器固定相接的定子；在所述转子和所述定子上均设置有引出线，定子引出线与所述控制系统相连，转子引出线与所述激光位移传感器相连；所述激光位移传感器可在所述混合式步进电机的带动下旋转前进，进而可测量出管状物内壁的位置，最终可在管状物内完成整周测量和纵深测量，测量结果可发送至所述控制系统。

所述伞状支撑架包括固定块、移动块、支撑板、调整板、限位块和压缩弹簧；所述固定块、所述移动块、所述压缩弹簧、所述调整板和所述限位块依序套接在所述轴杆上；所述支撑板以伞状分布的形式铰接在所述固定块的四周；在所述支撑板上沿轴向开有滑槽；所述移动块包括套接在所述轴杆上可沿所述轴杆滑动的中心块以及设置在所述中心块四周与所述支撑板上滑槽一一对应、且可沿对应滑槽滑动的栓柱；所述压缩弹簧的两端分别与所述移动块和所述调整板固定，所述限位块用于对所述调整板进行限位；所述调整板可通过所述压缩弹簧推动所述移动块在所述轴杆上移动，进而带动所述支撑板收缩或扩张，所述支撑板远离所述固定块的端部可支撑在管状物的内壁。

所述限位块可以是以螺纹的形式螺接在所述轴杆上。所述限位块还可以是如下设计方式：所述限位块可沿所述轴杆滑动，在所述限位块上开有通孔，通过穿过所述通孔的销钉可实现对所述限位块的紧固。

所述控制系统包括：

驱动器，分别与所述混合式步进电机和单片机相接，用于接收单片机的指令，驱动所述混合式步进电机实现步进式转动；

A/D转换器，分别与所述单片机和所述激光位移传感器相接，用于将所述激光位移传感器所检测的信号转换成数字信号；

单片机，分别与所述驱动器、所述A/D转换器和上位机相接，用于接收上位机指令，向驱动器发出混合式步进电机动作信号，并将通过A/D转换器转换后的信号发送给上位机；

上位机，分别与所述单片机和所述A/D转换器相接，用于向单片机发出检测指令，并将通过A/D转换器转换后的信号进行数据处理和计算，从而得到管状物内轮廓的测量数据，并显示数据处理后的成像图像；以及

蓝牙模块，用于实现所述单片机和所述上位机之间的数据传输。

本实用新型所提供的管状物内轮廓测量装置，还包括用于给所述混合式步进电机、所述激光位移传感器、所述单片机和所述蓝牙模块进行供电的电源模块。

所述推进杆与所述支撑机构的轴杆之间、所述支撑机构的轴杆与所述混合式步进电机之间均采用莫氏锥度进行紧密连接。

所述悬臂包括中心穿接在在所述延伸轴端部的定位板以及与所述定位板板面垂直相接的定位座；所述激光位移传感器固定安装在所述定位座上；在所述定位板上开设有若干定位孔，所述定位座通过所述定位孔与所述定位板固定相接；若干定位孔呈直线排列，且若干定位孔所在直线与所述延伸轴垂直；调整所述定位座至不同的定位孔处，可实现对激光位移传感器与管状物内壁之间距离的调整。

在所述定位板的两端分别开有C字型穿线槽；在所述定位板的中心还开设有与其中一个C字型穿线槽相连通的条形穿线槽。

所述激光位移传感器包括机壳，在所述机壳中设置有半导体激光器、发射器镜头、成像透镜和受光元件，所述发射器镜头设置在所述半导体激光器的发射光路上，所述受光元件设置在所述成像透镜的焦平面上，所述半导体激光器的发射光路与所述混合式步进电机输出轴的轴心线相垂直，所述成像透镜的成像光路与所述半导体激光器的发射光路为锐角设置。

测量前，利用推进杆将该测量装置推进到指定位置，在管状物端口处利用卡锁机构对推进杆进行固定。测量时，控制系统发出信号控制混合式步进电机步进旋转，带动激光位移传感器步进运动，完成管状物内膛在检测位置处的整周测量和纵深测量，读取测量信息，完成对管状物内轮廓的测量。蓝牙模块将读取到的管状物内径信息传送至上位机中，上位机将所得数据分析处理，得到管状物内轮廓形貌与内径等信息。

本实用新型是对现有的内轮廓检测装置进行了进一步的改进，改进后的装置结构简单，灵活性好，可变口径进行管状物测量，测量精度高，稳定性强。导电滑环和悬臂的具体结构设置，不仅可适用于多口径管状物的测量，而且解决了导线的缠绕问题，避免了出现卡顿、卡死的情况。伞状支撑架的结构以及莫氏锥度的连接方式，使得装置轴线与管状物轴线平行，保障测量精度，而且整个装置易拆装，易携带。蓝牙模块的设计避免了数据传输依赖于导线而导致的传输质量受影响以及布线麻烦等的问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中导电滑环的结构示意图。

图3是本实用新型中悬臂的结构示意图。

图4是本实用新型中激光位移传感器的测距原理图。

图5是本实用新型中伞状支撑架的结构示意图。

图6是本实用新型中控制系统的模块化结构框图。

图7是本实用新型中控制系统的线路结构及供电示意图。

图8是本实用新型中下、上位机的蓝牙模块间进行数据传输的程序运行流程图。

图9是本实用新型中激光位移传感器与A/D转换器之间的电路结构示意图。

图中：1、激光位移传感器，2、悬臂，3、管状物，4、混合式步进电机，5、轴杆，6、卡锁机构，7、延伸轴，8、导电滑套，9、伞状支撑架，10、推进杆，11、定子，12、转子，13、定位板，14、中心孔，15、定位座，16、C字型穿线槽，17、条形穿线槽，18、定位孔，19、锥杆，20、固定块，21、支撑板，22、移动块，23、调整板，24、限位块，25、锥孔，26、栓柱，27、滑槽，28、压缩弹簧。

具体实施方式

本实用新型所提供的管状物内轮廓测量装置包括激光位移传感器、悬臂、导电滑环、联轴器、混合式步进电机、伞状支撑架、推进杆、控制系统、上位机等。该装置主要是在原设计的基础上进行优化改进，实现同一装置可进行不同口径管状物检测、蓝牙通讯，改善了原装置绕线、卡线问题，检测速度过慢问题，在激光三角法的基础上对激光位移传感器的安装、检测方式进行了进一步改进，更好的保障了检测准确度。下面结合附图对本实用新型进行详细描述。

如图1所示，本实用新型所提供的管状物内轮廓测量装置包括推进杆10，在推进杆10的前端设置有可支撑在管状物3内壁的支撑机构。支撑机构具体包括轴杆5以及设置在轴杆5两端的伞状支撑架9，通过轴杆5两端的伞状支撑架9可实现将整个测量装置支撑于管状物3内，且保证与管状物3的轴心线平行，但不必与管状物3的轴心线重合，即：本实用新型中的管状物内轮廓测量装置是非定心的内轮廓测量装置。轴杆5的后端与推进杆10的前端相距，轴杆5的前端连接混合式步进电机4，混合式步进电机4与控制系统电连接。

混合式步进电机4的输出轴通过联轴器连接一延伸轴7，延伸轴7的端部通过悬臂2连接激光位移传感器1。在延伸轴7上套接有导电滑环8。如图2所示，导电滑环包括内部的转子12和外部的定子11。转子12固定锁死在延伸轴7上，即：随着延伸轴7的旋转，转子12也同步旋转。而延伸轴7又和混合式步进电机4的输出轴通过联轴器相接，因此在混合式步进电机4的驱动下，延伸轴7、转子12可与混合式步进电机4的输出轴一起旋转。定子11固定设置在联轴器上。在转子12和定子11上均设置有引出线，定子引出线与控制系统相连，转子引出线与激光位移传感器1相连。悬臂2及其上的激光位移传感器1可随着混合式步进电机4的输出轴、延伸轴7及转子12一起旋转，且旋转的同时沿管状物3内壁前进。随着激光位移传感器1的旋转前进，可测量出管状物3内壁的位置，最终可在管状物3内完成整周测量和纵深测量，测量结果可发送至控制系统。

本实用新型中导电滑环8的设置使得两个相对转动机构间实现了电信息的传输，即：使激光位移传感器1与控制系统间实现了电信号的传输，解决了现有技术中在两个相对转动机构间常存在的导线缠绕问题，避免了导线在管状物3内缠绕在混合式步进电机4或电机轴上，出现卡顿、卡死等的情况。本实用新型在设置了导电滑环8后，能够使激光位移传感器1实现360°连续转动。

如图3所示，悬臂包括定位板13和定位座15。在定位板13的中心开设有中心孔14，定位板13通过其中心的中心孔14穿接在延伸轴7的端部，且定位板13与延伸轴7固定相接。定位板13一般为矩形的板状结构，定位座15垂直设置在定位板13的板面上。在定位板13上斜对角分别设有一排定位孔18，这两排定位孔18相互平行，且平行于定位板13的其中一条边。每一排定位孔18中，任一定位孔距中心孔14的距离均不相等。在定位座15的端部开设有两个通孔，将定位座15端部的两个通孔与定位板13上的某两个定位孔18对齐，然后通过螺栓即可实现定位座15与定位板13的固定连接。通过调整定位座15至定位板13上不同位置处的定位孔18，可实现定位座15相对中心孔14距离的调整。

激光位移传感器1固定安装在定位座15上。通过调整定位座15与中心孔14之间的距离，即可实现激光位移传感器1与中心孔14间距离的调整，换句话说，即实现了激光位移传感器1与管状物3内壁间距离的调整。

如图4所示，激光位移传感器在保障测量精度的情况下其可测范围为a，激光位移传感器距离定位座的径向距离（径向距离指沿管状物的径向方向）为b，定位座距中心孔14（即支撑点）的径向距离为c，则当激光位移传感器测出激光到管状物内壁（即待测面）的距离为h（|h|≤a）时，实际测量距离H（支撑点到待测面的距离）为：H=h+c+b。

本实用新型在实际测量时，按照图4所示原理图，将大量程（H）分段为大范围固定值（c+b）和小范围未知量（h）的方式，通过测量小范围未知量（h）解决了管状物内径测量上遇到的高精度激光位移传感器测量范围过小的问题，为大量程与高精度测量间存在的矛盾问题提供了一个有效的解决方案。

本实用新型通过设计悬臂的具体结构，使得激光位移传感器距管状物内壁间的距离可以调整，即：本实用新型能够方便地改变激光位移传感器的实际测量范围，实现对管状物的大量程高精度检测。本实用新型中悬臂的设计，可以适应100mm到155mm多口径管状物的测量需求。

同时，为了避免悬臂和激光位移传感器在旋转时受到导线的阻力作用，如图3所示，在定位板13的两端分别开有C字型穿线槽16；在定位板13上靠近中心孔14位置处还开设有与其中一个C字型穿线槽16相连通的条形穿线槽17，条形穿线槽17平行于两排定位孔18。通过设置C字型穿线槽16和条形穿线槽17，可使与激光位移传感器1相连接的导线穿过定位板13与导电滑环8的转子引出线相接。这样当转子12、悬臂和激光位移传感器1旋转时，可以避免导线发生缠绕或带来阻力的问题，保障了测量的安全性和准确性。

激光位移传感器1具体包括机壳，在机壳中设置有半导体激光器、发射器镜头、成像透镜和受光元件。发射器镜头设置在半导体激光器的发射光路上，受光元件设置在成像透镜的焦平面上，半导体激光器的发射光路与混合式步进电机输出轴的轴心线相垂直，成像透镜的成像光路与半导体激光器的发射光路为锐角设置。

本实用新型中，推进杆10与支撑机构的轴杆5之间、推进杆10与卡锁机构6之间、支撑机构的轴杆5与混合式步进电机4之间均采用莫氏锥度进行紧密连接。结合图5，莫氏锥度是一个锥度的国际标准，用来进行静配合的精确定位。采用莫氏锥度进行紧密连接，具体是：采用锥杆19和锥孔25相配合的方式进行连接。锥孔25与锥杆19均有一定的小角度锥面，小角度锥面具有摩擦力，可以传递扭矩，具有自锁功能，既可以方便拆装，又保障了使用精度。而且，采用莫氏锥度进行连接后，轴与轴之间依然平行且同心。

如图5所示，本实用新型中伞状支撑架具体包括固定块20、移动块22、支撑板21、调整板23、限位块24和压缩弹簧28。固定块20、移动块22、压缩弹簧28、调整板23和限位块24由前至后依序套接在轴杆5上。支撑板21有若干个，若干个支撑板21的一端铰接在固定块20的四周，且若干个支撑板21形成伞状分布结构。在每一个支撑板21上均开有沿轴向的滑槽27，滑槽27为条形通孔结构。移动块22包括套接在轴杆5上可沿轴杆滑动的中心块，在中心块的四周设置有若干栓柱26，栓柱26的数量与支撑板21的数量相同，且一个栓柱26对应支撑板21上的一个滑槽27，每一个栓柱26对应穿接在支撑板21的滑槽27内，且随着中心块的移动，栓柱26可沿滑槽27滑动，进而可使若干支撑板21扩张或收缩。压缩弹簧28的两端分别与移动块22和调整板23固定，限位块24用于对调整板23进行限位。调整板23可通过压缩弹簧28推动移动块22在轴杆5上移动，进而带动支撑板21收缩或扩张，支撑板21远离固定块20的端部可支撑在管状物的内壁。待支撑板21远离固定块20的端部与管状物内壁接触后，通过限位块24对调整板23进行锁紧固定。限位块24可以是以螺纹的形式螺接在轴杆5上，也可以在限位块24上开通孔，通过穿过通孔的销钉来实现对限位块24的紧固，进而实现对调整板23的锁紧固定。

本实用新型中伞状支撑架的设计使得测量装置在多口径管状物内均能保证装置轴线与管状物轴线平行，保障测量精度。轴杆5的两端即为莫氏锥度设计的锥杆19和锥孔25。可以通过调整板23调整压缩弹簧28的被压缩量，调整移动块22的位置，改变支撑板21的倾斜角度，使支撑板21远离固定块20的端部与管状物内壁紧密接触。

两个伞状支撑架的设计可以更好的保证轴杆5与管状物轴线的平行度，提高了对测量装置的支撑能力，在检测的过程保障了激光测距的基本要求，提高了检测时的防抖能力。

本实用新型中为了进一步压缩电路板体积，将电路分为电源模块、控制系统、机电连线几部分，设计更便携式电路外壳，利用航空插头将几部分电路进行电连接，方便拆装。

如图6所示，控制系统包括驱动器、A/D转换器、单片机、上位机、第一蓝牙模块和第二蓝牙模块。驱动器分别与混合式步进电机和单片机相接，用于接收单片机的指令，驱动混合式步进电机实现步进式转动，混合式步进电机可旋转驱动激光位移传感器旋转前进。A/D转换器分别与单片机和激光位移传感器相接，用于将所述激光位移传感器所检测的信号转换成数字信号。单片机分别与驱动器、A/D转换器和上位机相接，用于接收上位机指令，向驱动器发出混合式步进电机动作信号，并将通过A/D转换器转换后的信号发送给上位机。上位机（例如可以为笔记本电脑）分别与单片机和A/D转换器相接，用于向单片机发出检测指令，并将通过A/D转换器转换后的信号进行数据处理和计算，从而得到管状物内轮廓的测量数据，并显示数据处理后的成像图像。单片机连接第一蓝牙模块，上位机连接第二蓝牙模块，单片机和上位机之间的数据传输通过两个蓝牙模块来实现。

结合图7，在通过蓝牙模块进行数据通信时，首先要进行蓝牙模块的初始化，在初始化完成之后，主设备查询周围的蓝牙设备，找到之后即可向其发出建立连接指令，建立ACL连接。成功建立连接之后，单片机（具体是MSP430F437）内置串行通信接口（USCI）模块采用异步通信模式依据设定波特率将数据自动传输给蓝牙模块，完成数据通信。本装置中下、上位机的蓝牙模块间进行数据传输的程序运行流程如图8所示。

控制系统的主要作用是产生控制脉冲。脉冲信号和方向信号之间应满足如下关系：方向信号应至少提前脉冲信号下降沿1µs确定其状态高或低。脉冲宽度至少不小于1.5µs，低电平宽度不小于1.5µs；低电平低于0.5V，高电平高于3.5V。

激光位移传感器输出反射成像模拟电流转换为对应距离数字数据，从模拟电流信息到实际距离信息的过程，需要经过电流-电压转换、数据采集、距离信息计算三个过程。

由于选用的激光位移传感器采用模拟电流进行输出，输出范围为4mA~20mA，而A/D转换器是进行电压模拟信号与数字信号的转换，因此在将信号输入到单片机之前需要进行电流-电压变换。结合图7和图9，在激光位移传感器输出电路和单片机输入电路之间加接一电阻R，使得内置ADC模块的电压随模拟电流信号的输入在0V~2.5V范围内变化，电压转换输出连接ADC12的一路A/D转换通道即可实现数据采集。A/D转换器能够将模拟信号转化为数字信号输入单片机中进行处理。选用激光位移传感器的测量范围为40-60mm，线性度为0.15%，选择A/D转换器转换位数应满足其线性度误差。由于激光位移传感器在测量范围内线性度好，可以认为其在测量范围内，电流-距离成线性变换关系，即A/D转换器所得数字信号与距离成线性变换关系。

如图7所示，本实用新型中通过电源模块给混合式步进电机、激光位移传感器、单片机和蓝牙模块进行供电。混合式步进电机与激光位移传感器需要24V直流电压供电，蓝牙模块与单片机需要3.3V电压供电。在电源模块中，将多块直流源整合在一个电路板上，利用电池进行供电。本实用新型选用多块3.7V聚合物锂离子电池升压至24V对混合式步进电机与激光位移传感器进行供电，后将24V电压降压为5V，经由3.3V稳压电路稳压后对蓝牙模块和单片机进行供电。电源模块由充放电电路、升压电路、降压电路和稳压电路四部分组成。

本装置中存在激光位移传感器测量的直接误差与间接误差。直接误差包括激光位移传感器精度误差、A/D转换器芯片量化误差、编码器分辨率带来的误差；间接误差包括激光位移传感器位置安装带来的误差、系统测试环境及其他位置环境带来的随机误差。为了减少此类误差，在进行管状物测量前先选择适当内径环规进行标定，引入修正参数进行测量值修正，提高检测结果精度。

本实用新型所提供的测量装置的测量原理是：利用激光位移传感器中的半导体激光器向管状物的内壁垂直发出光束，成像透镜聚集目标反射的光点，并在受光元件上形成光点图像，光点在受光元件上的位置会根据目标的距离的变化而变化，控制系统对该距离变化进行计算，并转换为目标位置的测量结果。测量时，控制系统发出脉冲控制混合式步进电机步进旋转，带动激光位移传感器步进运动，完成管道内膛在检测位置处的整周测量和纵深测量，从而完成对管状物内轮廓的测量。本测量装置结构简单，安装便捷，测量距离可选，测量精度高，稳定性强。

传统的测量方法要求测量仪的测量部位必须与管状物内壁接触或相距极近，在实际测量时，测量部位在检测或移动过程中会与管状物内壁产生摩擦，使得测量仪的固定位置产生偏移，造成管状物内壁的磨损并对测量精度产生影响；传统测量方法要求测量仪的中心轴线必须与管状物的轴心线相重合，而在实际测量时，很难做到两线重合，因而严重影响了测量准确性；同时，传统测量方法需要大量线缆进行数据、电气输送，占据空间，线缆与内壁进行摩擦时也会影响检测装置的位置，对最终检测结果造成影响。本实用新型中的测量装置只需通过支撑机构保证电机轴平行于管状物的内腔轴心线，测量部位无需与管道内壁接触即可完成管道内轮廓的测量，无需线缆进行上下位机间通讯和电气输送，操作简单、安装方便、结果准确。

本实用新型中，采用CMOS高精度激光位移传感器，混合式步进电机和MSP430单片机，设计了一种管状物内轮廓测量装置，该测量装置无需中心定位即可对管孔进行非接触式测量。本实用新型可以在非定心条件下通过管孔半径计算模型准确找到被测管孔的圆心，单次单截面整周扫描可获得多达（与分度值相等的）6400条的测量线和测量点，可实现管孔的三维全轮廓的测量和图形显示。

本实用新型所提供的测量装置可以为管型部件内壁磨损、蚀化、残余物堆积等情况提供准确可靠的判定依据，从而实现管孔类部件的寿命预测。本实用新型设计了管状物内轮廓测量装置，该装置可对管道内表面全轮廓进行高精度测量，从而准确评估管状物的使用状态。

Claims (10)

1.一种管状物内轮廓测量装置，其特征是，包括推进杆，在所述推进杆的前端设置有可支撑在管状物内壁的支撑机构；所述支撑机构包括轴杆及设置在所述轴杆两端的伞状支撑架；在所述支撑机构的前端固定有混合式步进电机，所述混合式步进电机与控制系统电连接；所述混合式步进电机的输出轴通过联轴器连接一延伸轴，所述延伸轴的端部通过悬臂连接激光位移传感器；在所述延伸轴上套接有导电滑环，所述导电滑环包括固定锁死在所述延伸轴上的转子以及与所述联轴器固定相接的定子；在所述转子和所述定子上均设置有引出线，定子引出线与所述控制系统相连，转子引出线与所述激光位移传感器相连；所述激光位移传感器可在所述混合式步进电机的带动下旋转前进，进而可测量出管状物内壁的位置，最终可在管状物内完成整周测量和纵深测量，测量结果可发送至所述控制系统。

2.根据权利要求1所述的管状物内轮廓测量装置，其特征是，所述伞状支撑架包括固定块、移动块、支撑板、调整板、限位块和压缩弹簧；所述固定块、所述移动块、所述压缩弹簧、所述调整板和所述限位块依序套接在所述轴杆上；所述支撑板以伞状分布的形式铰接在所述固定块的四周；在所述支撑板上沿轴向开有滑槽；所述移动块包括套接在所述轴杆上可沿所述轴杆滑动的中心块以及设置在所述中心块四周与所述支撑板上滑槽一一对应、且可沿对应滑槽滑动的栓柱；所述压缩弹簧的两端分别与所述移动块和所述调整板固定，所述限位块用于对所述调整板进行限位；所述调整板可通过所述压缩弹簧推动所述移动块在所述轴杆上移动，进而带动所述支撑板收缩或扩张，所述支撑板远离所述固定块的端部可支撑在管状物的内壁。

3.根据权利要求2所述的管状物内轮廓测量装置，其特征是，所述限位块以螺纹的形式螺接在所述轴杆上。

4.根据权利要求2所述的管状物内轮廓测量装置，其特征是，所述限位块可沿所述轴杆滑动，在所述限位块上开有通孔，通过穿过所述通孔的销钉可实现对所述限位块的紧固。

5.根据权利要求1所述的管状物内轮廓测量装置，其特征是，所述控制系统包括：

驱动器，分别与所述混合式步进电机和单片机相接，用于接收单片机的指令，驱动所述混合式步进电机实现步进式转动；

A/D转换器，分别与所述单片机和所述激光位移传感器相接，用于将所述激光位移传感器所检测的信号转换成数字信号；

单片机，分别与所述驱动器、所述A/D转换器和上位机相接，用于接收上位机指令，向驱动器发出混合式步进电机动作信号，并将通过A/D转换器转换后的信号发送给上位机；

上位机，分别与所述单片机和所述A/D转换器相接，用于向单片机发出检测指令，并将通过A/D转换器转换后的信号进行数据处理和计算，从而得到管状物内轮廓的测量数据，并显示数据处理后的成像图像；以及

蓝牙模块，用于实现所述单片机和所述上位机之间的数据传输。

6.根据权利要求5所述的管状物内轮廓测量装置，其特征是，还包括用于给所述混合式步进电机、所述激光位移传感器、所述单片机和所述蓝牙模块进行供电的电源模块。

7.根据权利要求5所述的管状物内轮廓测量装置，其特征是，所述推进杆与所述支撑机构的轴杆之间、所述支撑机构的轴杆与所述混合式步进电机之间均采用莫氏锥度进行紧密连接。

8.根据权利要求1所述的管状物内轮廓测量装置，其特征是，所述悬臂包括中心穿接在在所述延伸轴端部的定位板以及与所述定位板板面垂直相接的定位座；所述激光位移传感器固定安装在所述定位座上；在所述定位板上开设有若干定位孔，所述定位座通过所述定位孔与所述定位板固定相接；若干定位孔呈直线排列，且若干定位孔所在直线与所述延伸轴垂直；调整所述定位座至不同的定位孔处，可实现对激光位移传感器与管状物内壁之间距离的调整。

9.根据权利要求8所述的管状物内轮廓测量装置，其特征是，在所述定位板的两端分别开有C字型穿线槽；在所述定位板的中心还开设有与其中一个C字型穿线槽相连通的条形穿线槽。

10.根据权利要求1所述的管状物内轮廓测量装置，其特征是，所述激光位移传感器包括机壳，在所述机壳中设置有半导体激光器、发射器镜头、成像透镜和受光元件，所述发射器镜头设置在所述半导体激光器的发射光路上，所述受光元件设置在所述成像透镜的焦平面上，所述半导体激光器的发射光路与所述混合式步进电机输出轴的轴心线相垂直，所述成像透镜的成像光路与所述半导体激光器的发射光路为锐角设置。