本发明涉及一种管材直径测量技术，尤其涉及一种可增加精确度的管材外径测量器。本发明提供一种测量歪斜形变管材外径时可增加精确度的管材外径测量器。一种可增加精确度的管材外径测量器，包括有底座和支撑架，底座顶部安装有支撑架，还包括有矫形机构和测量机构，支撑架内中部设有用于矫正歪斜形变管材的矫形机构，支撑架左侧设有用于精确测量被矫形管材外径的测量机构。通过向左推动挤压架，挤压架挤压撑开架沿着导向框同步向外滑动，撑开架将管材同步撑开，使得形变的管材被矫正，避免激光测径仪直接测量管材，导致管材的外径测量数据不够精确。
1.一种可增加精确度的管材外径测量器，包括有底座（1）和支撑架（2），底座（1）顶部安装有支撑架（2），其特征在于，还包括有矫形机构（3）和测量机构（4），支撑架（2）内中部设有用于矫正歪斜形变管材的矫形机构（3），矫形机构（3）包括有导向框（31）、撑开架（32）、矫形弹簧（33）和挤压组件，支撑架（2）内中部连接有导向框（31），导向框（31）上周向均匀地滑动式连接有撑开架（32），撑开架（32）全部穿入管材的一个管口时，撑开架（32）外壁与管材内壁接触，撑开架（32）向外滑动时挤压管材内壁，对形变的管材进行矫正，撑开架（32）均与导向框（31）内壁之间连接有至少两根矫形弹簧（33），矫形弹簧（33）均绕在撑开架（32）上，矫形弹簧（33）劲度系数相同，且撑开架（32）内侧部位与导向框（31）内壁之间的距离相等，支撑架（2）右侧设有挤压组件，支撑架（2）左侧设有用于精确直观测量被矫形管材外径的测量机构（4），测量机构（4）通过激光的方式测量管材的外径值；
挤压架（34）和回位弹簧（35）构成挤压组件，支撑架（2）右侧滑动式连接有挤压架（34），挤压架（34）左部设置为横向的圆台，撑开架（32）右侧面设置为向左下方倾斜的斜面，挤压架（34）左部的圆台侧面与撑开架（32）右侧面接触，挤压架（34）向左滑动挤压撑开架（32）向外滑动，用于对管材进行同步矫正，挤压架（34）右部绕有回位弹簧（35），回位弹簧（35）左右两端分别与支撑架（2）和挤压架（34）连接；
直线电机（41）、滚动杆（42）、激光测径仪（43）、测试弹簧（44）、辅助滚动球（45）和导向杆（46）构成测量机构（4），支撑架（2）左侧顶部的前后两侧对称安装有直线电机（41），直线电机（41）之间滑动式安装有滚动杆（42），支撑架（2）顶部左侧开有条形槽，滚动杆（42）在条形槽内上下滑动和左右滑动，支撑架（2）上部左侧连接有导向杆（46），导向杆（46）前后两侧分别滑动式安装有激光测径仪（43）的激光发射器和激光接收器，激光发射器和激光接收器均与滚动杆（42）滑动式连接，激光发射器通过一组透镜处理变成平行光，管材挡住光束，在激光接收器上产生信号，通过光电传感器将此信号传到专用计算机处理器上，读出所测量管材的外径参数，导向杆（46）前后两部均绕有测试弹簧（44），测试弹簧（44）内外两端分别与激光测径仪（43）和支撑架（2）内壁连接，滚动杆（42）底部前后两侧均转动式安装有辅助滚动球（45），辅助滚动球（45）与管材上部外壁接触，在辅助滚动球（45）沿着管材外壁向下滚动过程中，随着管材前后之间的径长逐渐增大，辅助滚动球（45）带动滚动杆（42）沿着支撑架（2）的条形槽和导向杆（46）向外滑动，测试弹簧（44）被压缩，当管材前后之间的径长增到最大且保持不变时，滚动杆（42）不再向外滑动，激光测径仪（43）的激光发射器和激光接收器之间的距离为管材外径长，启动激光测径仪（43）测出被矫形管材的外径。
2.根据权利要求1所述的一种可增加精确度的管材外径测量器，其特征在于，还包括有用于刮除管材外壁污渍的刮除机构（5），刮板（51）、扭力弹簧（52）和涡卷弹簧（53）构成刮除机构（5），辅助滚动球（45）左右两侧之间均转动式连接有用于刮除管材外壁污渍的刮板（51），刮板（51）向内摆动与管材上部外壁接触，刮板（51）左右两部均与滚动杆（42）之间连接有扭力弹簧（52），刮板（51）左右两部均与辅助滚动球45之间连接有涡卷弹簧（53），涡卷弹簧（53）位于扭力弹簧（52）外侧，辅助滚动球（45）沿管材外壁向下滚动时，辅助滚动球（45）旋转使得涡卷弹簧（53）形变蓄力，涡卷弹簧（53）蓄力带动刮板（51）旋转，扭力弹簧（52）形变，当刮板（51）旋转至与管材外壁接触时，在辅助滚动球（45）继续向下滚动过程中，刮板（51）一直紧贴管材外壁，涡卷弹簧（53）持续处于形变蓄力状态。
3.根据权利要求1所述的一种可增加精确度的管材外径测量器，其特征在于，还包括有用于辅助支撑管材的辅助支撑机构（6），支撑板（61）和支撑弹簧（62）构成辅助支撑机构（6），底座（1）顶部左侧滑动式连接有用于辅助支撑管材的支撑板（61），支撑板（61）位于最下侧撑开架（32）的下方，支撑板（61）左右两侧均绕有支撑弹簧（62），支撑弹簧（62）上下两端分别与底座（1）和支撑板（61）连接。
4.根据权利要求1所述的一种可增加精确度的管材外径测量器，其特征在于，还包括有用于对管材进行持续矫形的卡位机构（7），定位杆（71）、定位弹簧（72）和定位框（73）构成卡位机构（7），支撑架（2）右侧内壁滑动式连接有定位杆（71），定位杆（71）底部设置为向左下方倾斜的斜面，挤压架（34）右侧顶部连接有卡块，定位杆（71）底部开有卡槽，卡块卡进卡槽内时，回位弹簧（35）被压缩，挤压架（34）维持挤压撑开架（32）的状态，撑开架（32）持续对管材进行矫形，定位杆（71）顶部连接有定位框（73），定位框（73）的形状为矩形，定位框（73）左侧穿过滚动杆（42）前后两侧，滚动杆（42）向上运动与定位框（73）接触，并带动定位框（73）向上运动，定位框（73）带动定位杆（71）的卡槽向上脱离卡块，回位弹簧（35）复位带动挤压架（34）向右滑动，定位杆（71）下部绕有定位弹簧（72），定位弹簧（72）的上下两端分别与支撑架（2）和定位杆（71）连接。
5.根据权利要求1所述的一种可增加精确度的管材外径测量器，其特征在于，还包括有定位板（8）和支撑杆（9），挤压架（34）中部连接有定位板（8），定位板（8）底部连接有支撑杆（9），支撑杆（9）与支撑架（2）右侧滑动式连接，定位板（8）和支撑杆（9）用以辅助支撑挤压架（34）。
一种可增加精确度的管材外径测量器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种管材直径测量技术，尤其涉及一种可增加精确度的管材外径测量器。
背景技术
[0002] 管材广泛应用于建筑行业以及化工行业，而管材类产品，是需要对外径尺寸进行实时测量的，比如将两根相同径长的管材进行对接延长管道，再比如通过管道扩径技术得到大直径无缝的管材，这些情况都需要精确测量管材的外径值。
[0003] 目前，常见的测量管材外径的接触式和非接触式的检测方法有游标卡尺测量法、围线测量法、CCD尺寸测量技术等，公开号为CN114199145A的专利，公开了一种基于分布式光纤感知的扩径管道直径及圆度检测装置，包括机架、安装在机架底部的升降底座、安装在机架内的检测装置和设置于机架内的被测管道；检测装置包括主动丝杆模组机构、从动丝杆模组机构、传动机构、第一光纤线收发机构和第二光纤线收发机构；主动丝杆模组机构和从动丝杆模组机构分别安装于机架的顶部和底部；传动机构分别与主动丝杆模组机构和从动丝杆模组机构传动连接。通过第一光纤线、第二光纤线向内移动与被测管道的外壁紧贴在一起，通过计算机分析第一光纤线接收端、第二光纤线接收端接收到的信号变化情况，可以得到第一光纤线、第二光纤线的应变数据，得到被测管道与第一光纤线、第二光纤线所贴合表面的形状数据。
[0004] 上述传统方法和引述专利在对管材外径测量时，难以直观地把控管材的直径位置，也不能避免管材自身形变对外径测量精确度的影响，基于此，本发明提供一种测量歪斜形变管材外径时可增加精确度的管材外径测量器。
发明内容
[0005] 为了克服现有管材外径测量方式无法对歪斜形变的管材进行精确测量外径的缺点，本发明提供一种测量歪斜形变管材外径时可增加精确度的管材外径测量器。
[0006] 一种可增加精确度的管材外径测量器，包括有底座和支撑架，底座顶部安装有支撑架，还包括有矫形机构和测量机构，支撑架内中部设有用于矫正歪斜形变管材的矫形机构，矫形机构包括有导向框、撑开架、矫形弹簧和挤压组件，支撑架内中部连接有导向框，导向框上周向均匀地滑动式连接有撑开架，撑开架全部穿入管材的一个管口时，撑开架外壁与管材内壁接触，撑开架向外滑动时挤压管材内壁，对形变的管材进行矫正，撑开架均与导向框内壁之间连接有至少两根矫形弹簧，矫形弹簧均绕在撑开架上，矫形弹簧劲度系数相同，且撑开架内侧部位与导向框内壁之间的距离相等，支撑架右侧设有挤压组件，支撑架左侧设有用于精确直观测量被矫形管材外径的测量机构，测量机构通过激光的方式测量管材的外径值。
[0007] 进一步，挤压架和回位弹簧构成挤压组件，支撑架右侧滑动式连接有挤压架，挤压架左部设置为横向的圆台，撑开架右侧面设置为向左下方倾斜的斜面，挤压架左部的圆台侧面与撑开架右侧面接触，挤压架向左滑动挤压撑开架向外滑动，用于对管材进行同步矫正，挤压架右部绕有回位弹簧，回位弹簧左右两端分别与支撑架和挤压架连接。
[0008] 进一步，直线电机、滚动杆、激光测径仪、测试弹簧、辅助滚动球和导向杆构成测量机构，支撑架左侧顶部的前后两侧对称安装有直线电机，直线电机之间滑动式安装有滚动杆，支撑架顶部左侧开有条形槽，滚动杆在条形槽内上下滑动和左右滑动，支撑架上部左侧连接有导向杆，导向杆前后两侧分别滑动式安装有激光测径仪的激光发射器和激光接收器，激光发射器和激光接收器均与滚动杆滑动式连接，激光发射器通过一组透镜处理变成平行光，管材挡住光束，在激光接收器上产生信号，通过光电传感器将此信号传到专用计算机处理器上，读出所测量管材的外径参数，导向杆前后两部均绕有测试弹簧，测试弹簧内外两端分别与激光测径仪和支撑架内壁连接，滚动杆底部前后两侧均转动式安装有辅助滚动球，辅助滚动球与管材上部外壁接触，在辅助滚动球沿着管材外壁向下滚动过程中，随着管材前后之间的径长逐渐增大，辅助滚动球带动滚动杆沿着支撑架的条形槽和导向杆向外滑动，测试弹簧被压缩，当管材前后之间的径长增到最大且保持不变时，滚动杆不再向外滑动，激光测径仪的激光发射器和激光接收器之间的距离为管材外径长，启动激光测径仪测出被矫形管材的外径。
[0009] 进一步，还包括有用于刮除管材外壁污渍的刮除机构，刮板、扭力弹簧和涡卷弹簧构成刮除机构，辅助滚动球左右两侧之间转动式连接有用于刮除管材外壁污渍的刮板，刮板向内摆动与管材上部外壁接触，刮板左右两部均与滚动杆之间连接有扭力弹簧，刮板左右两部均与辅助滚动球之间连接有涡卷弹簧，涡卷弹簧位于扭力弹簧外侧，辅助滚动球沿管材外壁向下滚动时，辅助滚动球旋转使得涡卷弹簧形变蓄力，涡卷弹簧蓄力带动刮板旋转，扭力弹簧形变，当刮板旋转至与管材外壁接触时，在辅助滚动球继续向下滚动过程中，刮板一直紧贴管材外壁，涡卷弹簧持续处于形变蓄力状态。
[0010] 进一步，还包括有用于辅助支撑管材的辅助支撑机构，支撑板和支撑弹簧构成辅助支撑机构，底座顶部左侧滑动式连接有用于辅助支撑管材的支撑板，支撑板位于最下侧撑开架的下方，支撑板左右两侧均绕有支撑弹簧，支撑弹簧上下两端分别与底座和支撑板连接。
[0011] 进一步，还包括有用于对管材进行持续矫形的卡位机构，定位杆、定位弹簧和定位框构成卡位机构，支撑架右侧内壁滑动式连接有定位杆，定位杆底部设置为向左下方倾斜的斜面，挤压架右侧顶部连接有卡块，定位杆底部开有卡槽，卡块卡进卡槽内时，回位弹簧被压缩，挤压架维持挤压撑开架的状态，撑开架持续对管材进行矫形，定位杆顶部连接有定位框，定位框的形状为矩形，定位框左侧穿过滚动杆前后两侧，滚动杆向上运动与定位框接触，并带动定位框向上运动，定位框带动定位杆的卡槽向上脱离卡块，回位弹簧复位带动挤压架向右滑动，定位杆下部绕有定位弹簧，定位弹簧的上下两端分别与支撑架和定位杆连接。
[0012] 进一步，还包括有定位板和支撑杆，挤压架中部连接有定位板，定位板底部连接有支撑杆，支撑杆与支撑架右侧滑动式连接，定位板和支撑杆用以辅助支撑挤压架。
[0013] 本发明的有益效果体现在：
[0014] 1、通过向左推动挤压架，挤压架挤压撑开架沿着导向框同步向外滑动，撑开架将管材同步撑开，使得形变的管材被矫正，避免激光测径仪直接测量管材，导致管材的外径测量数据不够精确；
[0015] 2、当观察到滚动杆在向下移动过程中不再沿着条形槽向外滑动时，此时激光测径仪的激光发射器和激光接收器之间的距离为管材外径长，便于直观精准测出管材的外径；
[0016] 3、在扭力弹簧和涡卷弹簧作用下，辅助滚动球沿管材外壁从上往下滚动过程时，刮板会一直紧贴管材外壁，将管材外壁的污渍刮除。
[0017] 4、当将管材套在撑开架之间时，支撑板对管材底部起到辅助支撑的作用，支撑弹簧起到缓冲作用；
[0018] 5、当卡块卡入卡槽内时，挤压架被固定住，因此在测量外径值时，无需一直推着挤压架，延长测量时间，使得激光测径仪测量的数据稳定可靠，进一步增加测量外径值的精确度；
[0019] 6、通过定位板和支撑杆的设置，增大挤压架在支撑架上滑动的稳定性。
附图说明
[0020] 图1为本发明的第一种视角立体结构示意图。
[0021] 图2为本发明的第二种视角立体结构示意图。
[0022] 图3为本发明矫形机构的第一种视角立体结构示意图。
[0023] 图4为本发明矫形机构的第二种视角立体结构示意图。
[0024] 图5为本发明测量机构的立体结构示意图。
[0025] 图6为本发明刮除机构的立体结构示意图。
[0026] 图7为本发明刮除机构的部分立体结构示意图。
[0027] 图8为本发明辅助支撑机构的立体结构示意图。
[0028] 图9为本发明卡位机构的立体结构示意图。
[0029] 图10为本发明支撑架、挤压架、定位板与支撑杆的立体结构示意图。
[0030] 以上附图中：1：底座，2：支撑架，3：矫形机构，31：导向框，32：撑开架，33：矫形弹簧，34：挤压架，35：回位弹簧，4：测量机构，41：直线电机，42：滚动杆，43：激光测径仪，44：测试弹簧，45：辅助滚动球，46：导向杆，5：刮除机构，51：刮板，52：扭力弹簧，53：涡卷弹簧，6：辅助支撑机构，61：支撑板，62：支撑弹簧，7：卡位机构，71：定位杆，72：定位弹簧，73：定位框，8：定位板，9：支撑杆。
具体实施方式
[0031] 现在将参照附图在下文中更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明当前优选的实施方式。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施方式；而是为了透彻性和完整性而提供这些实施方式，并且这些实施方式将本发明的范围充分地传达给技术人员。
[0032] 实施例1
[0033] 一种可增加精确度的管材外径测量器，如图1和图2所示，因为包括有底座1、支撑架2、矫形机构3和测量机构4，支撑架2通过螺栓安装在底座1顶部，矫形机构3设在支撑架2内中部，矫形机构3用于矫正歪斜形变的管材，测量机构4设在支撑架2左侧，测量机构4用于精确直观测量被矫形的管材外径。
[0034] 如图1、图2和图3和图4所示，矫形机构3包括有导向框31、撑开架32、矫形弹簧33、挤压架34和回位弹簧35，导向框31通过卯榫连接在支撑架2内中部，导向框31上周向均匀地滑动式连接有撑开架32，撑开架32右侧面设置为向左下方倾斜的斜面，撑开架32均与导向框31内壁之间连接有两根矫形弹簧33，矫形弹簧33均绕在撑开架32上，撑开架32内侧部位与导向框31内壁之间的距离相等，且矫形弹簧33劲度系数相同，挤压架34滑动式连接在支撑架2右侧，挤压架34左部设置为横向的圆台，挤压架34左部的圆台侧面与撑开架32右侧面接触，回位弹簧35绕在挤压架34右部，回位弹簧35左右两端分别与支撑架2和挤压架34连接。
[0035] 如图1、图2、图5和图6所示，测量机构4包括有直线电机41、滚动杆42、激光测径仪43、测试弹簧44、辅助滚动球45和导向杆46，直线电机41数量为两个，直线电机41对称地通过螺钉安装在支撑架2左侧顶部前后两侧，滚动杆42滑动式安装在直线电机41之间，支撑架
2顶部左侧开有条形槽，滚动杆42在条形槽内上下滑动和左右滑动，导向杆46焊接在支撑架
2上部左侧，导向杆46前后两侧分别滑动式安装有激光测径仪43的激光发射器和激光接收器，激光发射器和激光接收器均与滚动杆42滑动式连接，导向杆46前后两部均绕有测试弹簧44，测试弹簧44内外两端分别与激光测径仪43和支撑架2内壁连接，辅助滚动球45数量为两个，两个辅助滚动球45均通过轴承分别安装在滚动杆42底部前后两侧，辅助滚动球45与管材上部外壁接触。
[0036] 所以当人们需要对歪斜形变的管材进行外径测量时，可以使用本可增加精确度的管材外径测量器，首先，使得撑开架32全部穿入管材的一个管口，撑开架32外壁与管材内壁接触，如此，将管材套在撑开架32之间，接着向左推动挤压架34，回位弹簧35被压缩，挤压架34挤压撑开架32沿着导向框31同步向外滑动，矫形弹簧33被压缩，撑开架32将管材同步撑开，使得形变的管材被矫正，随后启动直线电机41，控制直线电机41驱动滚动杆42沿着支撑架2的条形槽和激光测径仪43向下运动，滚动杆42带动辅助滚动球45在管材上部外壁向下滚动，在向下滚动过程中，随着管材前后之间的径长逐渐增大，辅助滚动球45带动滚动杆42沿着支撑架2的条形槽和导向杆46向外滑动，测试弹簧44被压缩，当管材前后之间的径长增到最大且保持不变时，此时观察到滚动杆42不再向外滑动，这时启动激光测径仪43的激光发射器发出激光，通过一组透镜处理变成平行光，管材挡住光束，在激光测径仪43的激光接收器上产生信号，通过光电传感器将此信号传到专用计算机处理器上，读出所测量管材外径的直径参数，以此增加测量歪斜形变管材外径的精确度，测量完成后，关闭激光测径仪43并控制直线电机41驱动滚动杆42沿着支撑架2的条形槽和激光测径仪43向上运动，滚动杆
42带动辅助滚动球45向上运动，松开挤压架34，回位弹簧35复位带动挤压架34向右滑动，挤压架34松开撑开架32，矫形弹簧33复位带动撑开架32沿着导向框31同步向内滑动，撑开架
32与管材内壁脱离，如此，将管材从撑开架32上取下，辅助滚动球45与管材不接触后，测试弹簧44复位带动滚动杆42沿着支撑架2的条形槽和导向杆46向内滑动复位，最后关闭直线电机41。
[0037] 实施例2
[0038] 在实施例1的基础之上，如图1、图2、图6和图7所示，因为还包括有刮除机构5，刮除机构5包括有刮板51、扭力弹簧52和涡卷弹簧53，辅助滚动球45左右两侧之间均转动式连接有刮板51，初始时，刮板51朝外摆开，刮板51左右两部均与滚动杆42之间连接有扭力弹簧52，刮板51左右两部均与辅助滚动球45之间连接有涡卷弹簧53，涡卷弹簧53位于扭力弹簧
52外侧。所以当滚动杆42向下移动使得辅助滚动球45与管材外壁接触时，辅助滚动球45与管材外壁之间具有摩擦力，使得辅助滚动球45发生旋转，辅助滚动球45旋转使得涡卷弹簧
53形变蓄力，涡卷弹簧53蓄力带动刮板51旋转，刮板51旋转使得扭力弹簧52形变，当刮板51旋转至与管材外壁接触时，刮板51会一直紧贴管材外壁，将管材外壁的污渍刮除，此时辅助滚动球45持续旋转，辅助滚动球45持续旋转使得涡卷弹簧53持续处于形变蓄力状态，当辅助滚动球45运动至与管材外壁脱离时，扭力弹簧52复位带动刮板51复位， 涡卷弹簧53复位就会带动辅助滚动球45旋转复位。
[0039] 如图1、图2和图8所示，因为还包括有辅助支撑机构6，辅助支撑机构6包括有支撑板61和支撑弹簧62，支撑板61滑动式连接在底座1顶部左侧，支撑板61位于最下侧撑开架32的下方，支撑弹簧62数量为两个，支撑弹簧62分别绕在支撑板61左右两侧，支撑弹簧62上下两端分别与底座1和支撑板61连接。所以当将管材套在撑开架32之间时，支撑板61对管材底部起到辅助支撑的作用，支撑弹簧62起到缓冲作用。
[0040] 如图1、图2和图9所示，因为还包括有卡位机构7，卡位机构7包括有定位杆71、定位弹簧72和定位框73，定位杆71滑动式连接在支撑架2右侧内壁，定位杆71底部设置为向左下方倾斜的斜面，挤压架34右侧顶部连接有卡块，定位杆71底部开有卡槽，卡块卡进卡槽内时，回位弹簧35被压缩，定位框73焊接在定位杆71顶部，定位框73的形状为矩形，定位框73左侧穿过滚动杆42前后两侧，滚动杆42向上运动与定位框73接触，定位弹簧72绕在定位杆71下部，定位弹簧72的上下两端分别与支撑架2和定位杆71连接。所以当人们向左推动挤压架34时，挤压架34带动卡块向左移动先挤压定位杆71向上运动，定位弹簧72被压缩，当卡块与卡槽对应时，定位弹簧72复位带动定位杆71向下运动，卡块卡入卡槽内，如此将挤压架34固定住，因此在测量外径值时，无需一直推着挤压架34，延长测量时间，使得激光测径仪43测量的数据稳定可靠，进一步增加测量外径值的精确度，当滚动杆42向上运动时，滚动杆42下部向上运动与定位框73接触，并带动定位框73向上运动，定位框73带动定位杆71的卡槽向上脱离卡块，此时回位弹簧35复位带动挤压架34向右移动复位。
[0041] 如图2和图10所示，因为还包括有定位板8和支撑杆9，定位板8固接在挤压架34中部，支撑杆9固接在定位板8底部，支撑杆9与支撑架2右侧滑动式连接。所以通过定位板8和支撑杆9的设置，增大挤压架34在支撑架2上滑动的稳定性。
[0042] 以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
