一种适用于管道类中心定位的装置及其操作方法与流程

1.本发明涉及定位装置领域，尤其涉及一种适用于管道类中心定位的装置及其操作方法。


背景技术：

2.在核电厂建造过程中，有很多核级重要管道的安装精度要求严格，在安装或焊接过程中需要测量其管口中心坐标，进行安装定位或实时监测，该技术需使用激光测量设备测量管口内径或外径多个点位的三维数据，再进行拟合计算，得出管口中心位置三维坐标，无法直接定位管口中心，导致如需实时监测管口中心位置，需不停测量管口边缘点位，人因操作失误风险大，适用性差，严重影响管道中心的定位效率及测量精度。


技术实现要素：

3.本发明正是针对利用技术对管道管口中心进行定位或实时监测时存在的问题。为此，本发明的目的在于提供一种实用性更强、操作更简便的适用于管道类中心定位的装置，靶球连接到定位的装置上，通过滑块来靶球在xyz三轴上的位置，可轻松地完成管道中心监测、测量工作，同时减轻作业人员的劳动强度。
4.为实现上述目的，本发明提出了：
5.一种适用于管道类中心定位的装置，包括调节机构和设置在调节机构上的中心靶座，所述调节机构由x轴调节机构、y轴调节机构和z轴调节机构组成。其中，所述x轴调节机构包括：x轴滑块和x轴滑块底座，所述中心靶座固定设置在x轴滑块上，所述x轴滑块底座上设置有x轴活动槽，所述x轴滑块设置在x轴滑块底座上，即所述x轴滑块活动连接在x轴活动槽中；所述y轴调节机构包括：y轴滑块和y轴滑块底座，所述y轴滑块底座上设置有y轴活动槽，所述y轴滑块设置在y轴滑块底座上，即所述y轴滑块活动连接在y轴活动槽中，所述x轴滑块底座固定设置在y轴滑块上；所述z轴调节机构包括：z轴滑块和z轴滑块底座，所述z轴滑块底座上设置有z轴活动槽，所述z轴滑块设置在z轴滑块底座上，即所述z轴滑块活动连接在z轴活动槽中，所述y轴滑块底座固定设置在z轴滑块上，所述z轴滑块与z轴活动槽形状一致。
6.作为优选，所述x轴调节机构还包括：x轴调节螺杆和若干x轴导杆，所述x轴调节螺杆和x轴导杆安装在x轴滑块中，且所述x轴调节螺杆和x轴导杆两端连接在x轴滑块底座上，其中x轴调节螺杆活动连接在x轴滑块底座上，x轴导杆固定连接在x轴滑块底座上，所述x轴调节螺杆一端固定设置有x轴调节旋钮，x轴调节螺杆用于调节x轴滑块的相对位置。
7.作为优选，所述y轴调节机构还包括：y轴调节螺杆和若干y轴导杆，所述y轴调节螺杆和y轴导杆安装在y轴滑块中，且所述y轴调节螺杆和y轴导杆两端连接在y轴滑块底座上，其中y轴调节螺杆活动连接在y轴滑块底座上，y轴导杆固定连接在y轴滑块底座上，所述y轴调节螺杆一端固定设置有y轴调节旋钮，y轴调节螺杆用于调节y轴滑块的相对位置。
8.作为优选，所述x轴调节机构和y轴调节机构结构相同，与直线模组工作原理类似，
x轴调节机构与y轴调节机构结构呈90
°
的夹角。
9.作为优选，所述z轴调节机构还包括：z轴调节螺杆，所述z轴调节螺杆一端设置有z轴调节旋钮，另一端连接在z轴滑块上，z轴调节螺杆用于调节z轴滑块的相对位置。
10.作为优选，所述z轴滑块底座两侧设置有固定板，所z轴调节旋钮穿过其中一个固定板与z轴滑块连接。
11.进一步地，所述z轴滑块底座外边缘设置有若干向外延伸的支撑腿，所述支撑腿为全螺纹螺杆，其长度可根据所测管道内径数据进行调整，所述z轴滑块底座外边缘设置有若干与支撑腿配合使用的螺孔，所述支撑腿通过螺纹的配合活动连接在螺孔中。
12.作为优选，每条所述支撑腿的外端部都固定设置有保护套，任意相邻的两条所述支撑腿之间夹角为60
°‑
120
°
。
13.优选地，保护套采用橡胶材质制成，防止划伤所测管道内壁。
14.作为优选，所述定位的装置还包括若干锁紧螺母，所述锁紧螺母设置在支撑腿上，具体设置在支撑腿与保护套或者支撑腿与z轴滑块底座的连接处，用于锁定支撑腿。
15.更进一步地，所述z轴滑块底座外侧至少设置有两个锁紧螺栓，用于锁定z轴滑块。
16.优选地，所述定位的装置整体呈“十”字结构。
17.一种适用于管道类中心定位的装置的操作方法，包括步骤：
18.s1、使用激光测量设备首次测量管道周向点位，拟合管道中心坐标；
19.s2、将定位的装置安装至被测管口处，调节支撑腿长度撑牢装置后使用锁紧螺母锁定支撑腿；
20.s3、使用激光测量设备实时监测功能，将靶球放置于中心靶座上，旋转x、y、z轴调节旋钮，使实时监测数据尽量接近首次拟合中心坐标数据，再使用锁紧螺栓进行锁定；
21.s4、当需再次测量或监测时，仅需将靶球放置于中心靶座上直接测取数据即可，无需多次测量边缘点位数据进行拟合。
22.本发明的有益效果：改变以往通过反复测量、拟合的方式进行中心定位，设计专用管道中心定位工装进行直接测量、监测，提升测量效率，减少人工测量误差，提高数据请准度，解决管道中心安装定位及过程监测的效率低下、适用性差等问题。
23.本发明的特征及优点将通过实施列结合附图进行详细说明。
附图说明
24.图1是本发明整体结构示意图；
25.图2是本发明整体主视图；
26.图3是本发明整体后视图；
27.图4是本发明x轴调节机构和x轴调节机构结构示意图；
28.图5是本发明z轴调节机构结构示意图；
29.图6是本发明z轴调节机构爆炸图；
30.图7是本发明使用状态图。
31.图中：1、调节机构，2、中心靶座，3、x轴调节机构、31、x轴滑块，32、x轴滑块底座，33、x轴调节旋钮，34、x轴调节螺杆，35、x轴导杆，36、x轴活动槽，4、y轴调节机构、41、y轴滑块，42、y轴滑块底座，43、y轴调节旋钮，44、y轴调节螺杆，45、y轴导杆，46、y轴活动槽,5、z轴
调节机构、51、z轴滑块，52、z轴滑块底座，53、z轴调节旋钮，54、z轴调节螺杆，55、z轴活动槽，7、支撑腿，8、锁紧螺栓，9、固定板，10、保护套，11、锁紧螺母，12、螺孔。
具体实施方式
32.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
33.如图1-7所示，一种适用于管道类中心定位的装置包括调节机构1和设置在调节机构1上的中心靶座2，所述调节机构1由x轴调节机构3、y轴调节机构4和z轴调节机构5组成。
34.其中，x轴调节机构3包括：x轴滑块31和x轴滑块底座32，所述中心靶座2固定设置在x轴滑块31上，中心靶座2可通过胶水或者螺栓、螺母的配合亦或者卡槽、卡块的配合固定在x轴滑块31上，所述x轴滑块底座32上设置有x轴活动槽36，所述x轴滑块31设置在x轴滑块底座32上，即所述x轴滑块31活动连接在x轴活动槽36中，进一步地，x轴调节机构3还包括用于调节x轴滑块31相对位置的x轴调节螺杆34以及两根用于引导x轴滑块31移动的x轴导杆35，x轴调节螺杆34一端固定设置有用于旋转x轴调节螺杆34的x轴调节旋钮33。具体来说，所述x轴调节螺杆34和x轴导杆35安装在x轴滑块31中，x轴滑块31中开设有与x轴调节螺杆34和x轴导杆35配合使用的连接孔，x轴调节螺杆34和x轴导杆33两端连接在x轴滑块底座32上，x轴调节螺杆34活动连接在x轴滑块底座32上，即x轴调节螺杆34可在x轴滑块底座32中转动，x轴导杆固定连接在x轴滑块底座上，进一步来说，通过旋转x轴调节旋钮33可以带动x轴调节螺杆34旋转，从而带动x轴滑块31在x轴活动槽36中进行移动。
35.其中，y轴调节机构4包括y轴滑块41和y轴滑块底座42，所述y轴滑块底座42上设置有y轴活动槽46，所述y轴滑块41设置在y轴滑块底座42上，即所述y轴滑块41活动连接在y轴活动槽6中，进一步地，y轴调节机构4还包括用于调节y轴滑块41相对位置的y轴调节螺杆44以及两根用于引导y轴滑块41移动的y轴导杆45，y轴调节螺杆44一端固定设置有用于旋转y轴调节螺杆44的y轴调节旋钮43。具体来说，所述y轴调节螺杆44和y轴导杆45安装在y轴滑块41中，y轴滑块41中开设有与y轴调节螺杆44和y轴导杆45配合使用的连接孔，y轴调节螺杆44和y轴导杆43两端连接在y轴滑块底座42上，y轴调节螺杆44活动连接在y轴滑块底座42上，即y轴调节螺杆44可在y轴滑块底座42中转动，y轴导杆固定连接在y轴滑块底座上，进一步来说，通过旋转y轴调节旋钮43可以带动y轴调节螺杆44旋转，从而带动y轴滑块41在y轴活动槽46中进行移动。
36.所述x轴调节机构3和y轴调节机构4结构相同，工作原理与直线模组工作原理类似，x轴调节机构3与y轴调节机构4结构呈90
°
的夹角。具体来说，所述x轴滑块底座32固定设置在y轴滑块41上，x轴滑块底座32与y轴滑块41相对应处设置有连接孔，x轴滑块底座32通过螺栓和连接孔的配合固定连接在y轴滑块41。
37.其中，z轴调节机构5包括z轴滑块51和z轴滑块底座52，所述z轴滑块底座52上设置有z轴活动槽55，所述z轴滑块51设置在z轴滑块底座52上，即所述z轴滑块51活动连接在z轴活动槽55中，所述y轴滑块底座42固定设置在z轴滑块51上，所述z轴滑块51与z轴活动槽6形状一致，便于z轴滑块51在z轴滑块底座52滑动，y轴滑块底座42与z轴滑块51相对应处设置有连接孔，y轴滑块底座42通过螺栓和连接孔的配合固定连接在z轴滑块51上，进一步地，所述z轴调节机构5还包括用于调节z轴滑块51相对位置的z轴调节螺杆54，所述z轴调节螺杆
54一端固定设置有用于旋转z轴调节螺杆54的y轴调节旋钮53，另一端连接在z轴滑块51上，用于调节z轴滑块51的相对位置。
38.z轴滑块底座52两侧设置有固定板9，其中，z轴滑块底座52前面固定设置两块固定板9，z轴滑块底座52背面固定设置一块固定板9，三块固定板9都通过螺栓固定在z轴滑块底座52上，且z轴调节旋钮53穿过位于z轴滑块底座52背面的固定板9与z轴滑块51连接，z轴滑块底座52外侧设置有两个锁紧螺栓8，z轴滑块底座52侧壁上设置有两个与锁紧螺栓8配合使用且贯穿z轴滑块底座52侧壁的螺纹孔，锁紧螺栓8活动连接在螺纹孔，用于锁定z轴滑块51。
39.进一步地，所述z轴滑块底座52外边缘设置有四个向外延伸的支撑腿7，任意相邻的两条所述支撑腿7之间夹角为90
°
，所述支撑腿7为全螺纹螺杆，所述z轴滑块底座52外边缘设置有若干与支撑腿7配合使用的螺孔12，所述支撑腿7通过螺纹的配合活动连接在螺孔12中，支撑腿7的长度可根据所测管道内径数据进行调整。
40.进一步地，每条所述支撑腿7的外端部都固定设置有保护套10，保护套10采用橡胶材质制成，防止划伤所测管道内壁。
41.进一步地，所述定位的装置还包括若干锁紧螺母11，所述锁紧螺母11设置在支撑腿7上，具体设置在支撑腿7与保护套10或者支撑腿7与z轴滑块底座52的连接处，用于锁定支撑腿7。
42.更进一步地，所述定位的装置整体呈“十”字结构；所述x轴滑块41和z轴滑块51上设置有对准线，所述x轴滑块底座42和z轴滑块底座52上设置有相对应的刻度表，通过对准线和刻度表可以得知调节的位移。
43.本发明为一种用于适用于管道类中心定位的装置的其操作方法，包括步骤：
44.s1、使用激光测量设备首次测量管道周向点位，拟合管道中心坐标。
45.s2、将定位的装置安装至被测管口处，调节支撑腿7长度撑牢装置后使用锁紧螺母11锁定支撑腿7。具体来说，将定位的装置安装至测管口处之后，通过旋转支撑腿7调节其相对长度，使其逐渐伸长(向外扩)直至顶住管壁，然后通过锁紧螺母11来锁紧支撑腿7，防止支撑腿7收缩。
46.s3、使用激光测量设备实时监测功能，将靶球放置于中心靶座2上，旋转x、y、z轴调节旋钮，使实时监测数据尽量接近首次拟合中心坐标数据，再使用锁紧螺栓8进行锁定。具体来说，旋转x轴调节旋钮33可以带动x轴调节螺杆34旋转，从而带动y轴滑块31在z轴活动槽36中移动,即可通过此调节靶球以及中心靶座2在x轴上的相对位置；旋转y轴调节旋钮43可以带动x轴调节螺杆44旋转，从而带动y轴滑块41在z轴活动槽46中移动,即可通过此调节靶球以及中心靶座2在y轴上的相对位置；旋转z轴调节旋钮53可以带动z轴调节螺杆54旋转，从而带动z轴滑块51在z轴活动槽55中移动,即可通过此调节靶球以及中心靶座2在z轴上的相对位置，调节完毕后通过锁紧螺栓8锁定z轴滑块51。
47.s4、当需再次测量或监测时，仅需将靶球放置于中心靶座2上直接测取数据即可，无需多次测量边缘点位数据进行拟合。
48.由上述技术方案可知，采用本发明所述的定位装置，可轻松地完成管道中心监测、测量工作，同时减轻作业人员的劳动强度。
49.以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神原则之
内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种适用于管道类中心定位的装置，其特征在于，包括调节机构和设置在调节机构上的中心靶座，所述调节机构由x轴调节机构、y轴调节机构和z轴调节机构组成；所述x轴调节机构包括x轴滑块、x轴滑块底座、x轴调节螺杆和若干x轴导杆；所述y轴调节机构包括y轴滑块、y轴滑块底座、y轴调节螺杆和若干y轴导杆；所述z轴调节机构包括z轴滑块、z轴滑块底座和z轴调节螺杆；所述z轴滑块底座外边缘设置有若干向外延伸的支撑腿。2.根据权利要求1所述的一种适用于管道类中心定位的装置，其特征在于，所述x轴滑块设置在x轴滑块底座上，所述x轴滑块底座设置在y轴滑块上，所述y轴滑块设置在y轴滑块底座，所述y轴滑块底座设置在z轴滑块上，所述z轴滑块设置在z轴滑块底座上。3.根据权利要求2所述的一种适用于管道类中心定位的装置，其特征在于，所述x轴滑块底座、y轴滑块底座和z轴滑块底座上都设置有活动槽，分别为x轴活动槽、y轴活动槽和z轴活动槽，所述x轴滑块、y轴滑块和z轴滑块分别连接在x轴活动槽、y轴活动槽和z轴活动槽中，其中所述z轴滑块与z轴滑块底座的活动槽形状一致。4.根据权利要求3所述的一种适用于管道类中心定位的装置，其特征在于，所述x轴调节螺杆一端设置有x轴调节旋钮，所述y轴调节螺杆一端设置有y轴调节旋钮，所述z轴调节螺杆一端设置有z轴调节旋钮。5.根据权利要求4所述的一种适用于管道类中心定位的装置，其特征在于，所述x轴调节螺杆和x轴导杆安装在x轴滑块中，且所述x轴调节螺杆和x轴导杆两端连接在x轴滑块底座上；所述x轴调节螺杆和x轴导杆安装在x轴滑块中，且所述x轴调节螺杆和x轴导杆两端连接在x轴滑块底座上；所述z轴调节螺杆一端连接在z轴滑块上。6.根据权利要求5所述的一种适用于管道类中心定位的装置，其特征在于，所述z轴滑块底座外侧至少设置有两个锁紧螺栓；所述z轴滑块底座两侧设置有固定板，所z轴调节螺杆穿过其中一个固定板与z轴滑块连接。7.根据权利要求6所述的一种适用于管道类中心定位的装置，其特征在于，所述支撑腿为全螺纹螺杆，所述z轴滑块底座外边缘设置有若干与支撑腿配合使用的螺孔，所述支撑腿连接在螺孔中。8.根据权利要求7所述的一种适用于管道类中心定位的装置，其特征在于，每条所述支撑腿的外端部都设置有保护套，任意相邻的两条所述支撑腿之间夹角为60
°‑
120
°
。9.根据权利要求8所述的一种适用于管道类中心定位的装置，其特征在于，所述定位的装置还包括若干锁紧螺母，所述锁紧螺母设置在支撑腿上。10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种适用于管道类中心定位的装置的操作方法，包括步骤：s1、使用激光测量设备首次测量管道周向点位，拟合管道中心坐标；s2、将定位的装置安装至被测管口处，调节支撑腿长度撑牢装置后使用锁紧螺母锁定支撑腿；s3、使用激光测量设备实时监测功能，将靶球放置于中心靶座上，旋转x、y、z轴调节旋钮，使实时监测数据尽量接近首次拟合中心坐标数据，再使用锁紧螺栓进行锁定；s4、当需再次测量或监测时，仅需将靶球放置于中心靶座上直接测取数据即可，无需多次测量边缘点位数据进行拟合。

技术总结
本发明公开了一种适用于管道类中心定位的装置及其操作方法，包括调节机构和设置在调节机构上的中心靶座，调节机构由X轴调节机构、Y轴调节机构和Z轴调节机构组成；X轴调节机构包括X轴滑块、X轴滑块底座、X轴调节螺杆和若干X轴导杆；Y轴调节机构包括Y轴滑块、Y轴滑块底座、Y轴调节螺杆和若干Y轴导杆；Z轴调节机构包括Z轴滑块、Z轴滑块底座和Z轴调节螺杆；Z轴滑块底座外边缘设置有若干向外延伸的支撑腿。本发明改变以往通过反复测量、拟合的方式进行中心定位，设计专用管道中心定位工装进行直接测量、监测，提升测量效率，减少人工测量误差，提高数据请准度，解决管道中心安装定位及过程监测的效率低下、适用性差等问题。适用性差等问题。适用性差等问题。


技术研发人员：高宏烨 陈春辉 陈俊阳 胡福为 姜煌 赵航 王东坡 吴丹鹏 王飞 向中华 盛昭烨 金行 梁银正
受保护的技术使用者：中国能源建设集团浙江火电建设有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/8/1