[0001] 本发明涉及直径测量技术领域，尤其涉及直径测量工装及直径测量方法。

[0002] 较大直径的设备(即内直径超过1000毫米的设备)，其横截面通常呈圆形，在此类圆筒形零件的制造过程中，存在对内径进行测量的需求。

[0003] 目前，常用的测量方案是工人直接采用直尺(或卷尺)对圆筒的直径进行测量。具体可为：工人将直尺(或卷尺)一端固定于圆筒边缘处，另一端多次读取数据，目测取最大值；或者是工人测量圆周长后进行计算，以确认直径。但对于较大直径设备时(尤其是指内直径超过3000毫米或4000毫米的设备)，采用直尺(或卷尺)读取数据的方案操作不便，且误差较大；如采用圆周长测量时，又会受控于圆度问题。如果圆筒变形为椭圆，测量计算直径可能不完全符合实际情况。

[0004] 然而，利用卷尺测量圆筒的直径时，需要多次寻找圆筒的中心位置，直径越大圆筒的测量越不方便，该方案不仅测量效率低，而且很难准确找到圆筒的中心位置，这导致直径测量存在误差，且测量精度低下。

[0005] 现今，也有采用大型测量工具进行三点定位的测量方案，该方案的精度虽然能保证，但设备较大不便携带，且成本较高。对没有完整圆环的部件(例如大开口接管中的马鞍形部件)进行测量时，需要在测量之前进行放样，再测量计算样板。

[0037] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0038] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0039] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0040] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0041] 实施例一

[0042] 如图1所示，本实施例提供了直径测量工装，用于测量具有弧度的待测设备900，直径测量工装包括深度尺100和定位组件；深度尺100包括标尺110和滑设于标尺110上的探针120，探针120能够相对标尺110沿工作直线101往复移动，且探针120的长度方向平行于工作直线101；定位组件具有两个定位部211，定位部211被配置为定位于待测设备900的内壁，两个定位部211分居于深度尺100的两侧，且两个定位部211关于工作直线101对称设置。

[0043] 该直径测量工装通过深度尺100获取待测设备900的圆弧差值测量，借助两个定位部211实现深度尺100在待测设备900内的定位，依据预定的计算公式，得以获取待测设备900的直径数据；该直径测量工装通过上述的测量弦长距离的方案，得以获取整个(或部分)圆筒结构(或非整圆结构的弧形部分)的弧度及对应的直径和圆度，该直径测量工装具有携带方便、测量操作便捷和制造成本低的优点，测得结果的测量精度高且测量公差小。采用该直径测量工装进行测量，有助于减少操作人员的工作量，简化测量的流程，加快对待测设备
900内径的测量速度。也可以通过多点测量的方式，了解待测设备900的变形情况(即椭圆度)。

[0044] 具体地，该直径测量工装上的深度尺100精度与常规深度尺的精度相同。借助深度尺100对缩进尺寸的测量，能够保障深度尺100的顺利运行，确保直径测量工装所测得的结果准确可靠。在该直径测量工装的制造过程中，将常规深度尺作为深度尺100进行加工，有助于降低生产的成本，提高制造的效率。

[0045] 示例性地，标尺110上设置有刻度值，刻度值被配置为测量探针120与标尺110的相对位置。借助刻度值的设置，便于操作人员确定探针120与标尺110的相对位置，从而得以直观地显示圆弧差值的数值，由此方便了后续直径测量操作的顺利进行，以上设计简单可靠，有助于减少操作人员的工作量，降低操作人员测量失误的风险，从而得以保障测量结果的准确性。

[0046] 本实施例中，定位组件包括测量基板240，定位部211设于测量基板240的边缘，标尺110固接于测量基板240上。具体地，测量基板240由一块平板切割而成。测量基板240的上板面凹设有深度尺卡槽，深度尺卡槽用以固定深度尺100。

[0047] 通过设置测量基板240的方式，致使定位部211与标尺110的相对位置固定。仅设置测量基板240和深度尺100的直径测量工装，制造方便快捷且生产成本低，不会出现因意外而导致定位部211相对标尺110位置偏移的风险，提升了测量结果的准确性，简化了直径测量工装的工作流程。

[0048] 本实施例还提供了直径测量方法，适用于上述的直径测量工装，包括以下步骤：

[0049] 步骤一：获取定位部211与工作直线101的间距L；确定直径测量工装上的圆心点，圆心点位于工作直线101上，且圆心点设置于深度尺100远离探针120的测量端的一侧，再测量获得定位部211与圆心点的间距R1；定义探针120的测量端与圆心点的距离为R1时，深度尺100的测量值为0，且朝向圆心点的方向为负方向。

[0050] 步骤二：将直径测量工装安装于待测设备900内，且使工作直线101和两个定位部211位于待测设备900的同一横截面内。

[0051] 步骤三：推动探针120，直至探针120的测量端抵靠于待测设备900的内壁，然后获取深度尺100此时的测量值X。

[0052] 步骤四：根据R1、X和L的数值，计算得到待测设备900的内径R2，其中，

[0053] 步骤五：从待测设备900上拆卸直径测量工装。

[0054] 本实施例中，定位部211与标尺110的相对位置固定，这致使L的数值固定。

[0055] 该直径测量方法通过测量两个不同圆的圆弧之差的方式，测量得到测量值X，结合掌握的R1和L的数值，依据计算公式算得待测设备900的内径R2，以上工作步骤简单可靠，有助于简化测量的流程，减少操作人员的工作量，降低计算结果错误的风险，降低直径测量工装在待测设备900上的拆装难度，这致使测量的成本降低，测量的效率提高，确保了测得的结果精确可靠。

[0056] 相较于传统测定圆筒直径的方法，该直径测量方法避免了操作不便和误差较大的问题，且不需要大型器械。针对非整圆结构的部件进行测量时，无需划线另测。

[0057] 实施例二

[0058] 如图2所示，该实施例二的直径测量工装与上述实施例一基本相同，二者的区别在于，定位部211活动连接于标尺110，使定位部211能朝向或背离工作直线101移动。

[0059] 采用以上设计，致使定位部211与工作直线101的间距可调，由此解决了因两个定位部211之间的间距过大而导致无法安装于部分待测设备900上的问题，使得该直径测量工装得以应用于不同的工作场景下，有助于扩展直径测量工装的应用范围，改善操作人员的使用体验。

[0060] 在本实施例中，定位组件包括两个固定杆210，固定杆210的一端铰接于标尺110，定位部211设置于固定杆210的另一端。

[0061] 通过设置相对标尺110转动的固定杆210，得以通过收拢或张开的方式实现定位部211与工作直线101之间间距的调整，以实现测量位置的变化，调节方便且结构简单，有助于减少操作人员的工作量，提升使用的体验。

[0062] 进一步地，定位组件还包括滑动件230和两个定位杆220，滑动件230能沿平行于工作直线101的方向相对标尺110移动，定位杆220的一端铰接于固定杆210，另一端铰接于滑动件230。

[0063] 通过设置滑动件230和定位杆220的方式，用以控制固定杆210的张开和收起，由此得以保障两个固定杆210的始终对称布置，保证了标尺110与两个固定杆210夹角的角度一致，从而达到了两个定位部211关于工作直线101对称设置的限定目的，以上结构简单可靠且工作稳定性高，确保了定位部211和深度尺100的准确到位，保障了测量结果的准确性。

[0064] 再进一步地，标尺110上开设有延伸方向平行于工作直线101的滑轨，滑动件230与滑轨滑动配合；滑轨远离固定杆210的一端连通有定位槽，滑动件230能卡接于定位槽内。

[0065] 借助滑轨与滑动件230的滑动配合，确保了滑动件230能够沿平行于工作直线101的方向相对标尺110移动，有助于实现定位部211位置的顺利调节；而在滑轨的端部开设定位槽的设计，则可以在固定杆210完全张开时将滑动件230的位置固定，由此得以降低固定杆210因意外而产生位置偏移的风险，确保了直径测量工装的长期稳定运行，有助于提升操作人员的使用体验。

[0066] 在本实施例中，滑动件230上活动连接有锁紧销，锁紧销能锁紧连接于标尺110上，使锁紧销与标尺110相对位置固定。

[0067] 通过设置锁紧销的方式，得以实现锁紧销在标尺110上的选择性锁定，由此得以在定位部211的位置调整完成后，通过锁紧锁紧销的方式避免定位部211出现位置偏移，并能够在定位部211的位置存在调整需求时，松开锁紧销以进行滑动件230的位置调节。

[0068] 进一步地，锁紧销包括锁紧螺栓，锁紧螺栓螺接于滑动件230，锁紧螺栓的螺杆能抵压于标尺110的表面。通过选取锁紧螺栓的方式，得以优化锁紧销的具体结构以及锁紧销在标尺110上的锁紧方式，有助于减少操作人员的工作量，降低对定位部211进行位置调整的难度。

[0069] 在本实施例中，直径测量工装还包括定距单元，定距单元用于测量定位部211与工作直线101的间距。借助定距单元的设置，有助于及时地确定当前定位部211与工作直线101的间距，由此方便了后续直径测量操作的顺利进行，以上设计简单可靠，有助于减少操作人员的工作量，降低操作人员测量失误的风险，从而得以保障测量结果的准确性。

[0070] 如图2至图7所示，本实施例还提供了直径测量方法，适用于上述的直径测量工装，包括以下步骤：

[0071] 步骤一：获取定位部211与工作直线101的间距L；确定直径测量工装上的圆心点，圆心点位于工作直线101上，且圆心点设置于深度尺100远离探针120的测量端的一侧，再测量获得定位部211与圆心点的间距R1；定义探针120的测量端与圆心点的距离为R1时，深度尺100的测量值为0，且朝向圆心点的方向为负方向。

[0072] 步骤二：将直径测量工装安装于待测设备900内，且使工作直线101和两个定位部211位于待测设备900的同一横截面内。

[0073] 步骤三：推动探针120，直至探针120的测量端抵靠于待测设备900的内壁，然后获取深度尺100此时的测量值X。

[0074] 步骤四：根据R1、X和L的数值，计算得到待测设备900的内径R2，其中，

[0075] 步骤五：从待测设备900上拆卸直径测量工装。

[0076] 本实施例中，定位部211与标尺110的相对位置可调，这致使L的数值可以根据待测设备900的尺寸进行调整，由此得以改善操作人员在进行测量时的体验，有助于提升测量结果的准确性。作为优选，通常选取固定杆210相对标尺110转动的轴线为圆心点，由此得以确保R1始终保持不变，因而减少了测量的工作量。具体地，在完成对定位部211的位置调整操作后，需重新测定此时的定位部211与工作直线101的间距L。

[0077] 该直径测量方法通过测量两个不同圆的圆弧之差的方式，测量得到测量值X，结合掌握的R1和L的数值，依据计算公式算得待测设备900的内径R2，以上工作步骤简单可靠，有助于简化测量的流程，减少操作人员的工作量，降低计算结果错误的风险，降低直径测量工装在待测设备900上的拆装难度，这致使测量的成本降低，测量的效率提高，确保了测得的结果精确可靠。

[0078] 示例性地，步骤一之前包括以下操作：松开锁紧螺栓，调整滑动件230的位置，待到定位部211调整到测定位置后，锁紧锁紧螺栓。步骤一还包括以下详细步骤：获取定位部211与工作直线101的间距L；选取固定杆210相对标尺110转动的轴线为圆心点，测量获得定位部211与圆心点的间距R1；定义探针120的测量端与圆心点的距离为R1时，深度尺100的测量值为0，且朝向圆心点的方向为负方向。

[0079] 具体地，测定位置由操作人员根据工程实际所决定，具体的决定方式为本领域内的常规技术手段，为本领域内的技术人员所熟练掌握，在此不多加赘述。

[0080] 相较于传统测定圆筒直径的方法，该直径测量方法避免了操作不便和误差较大的问题，且不需要大型器械。针对非整圆结构的部件进行测量时，无需划线另测。

[0081] 在进行测量时，直径测量工装与待测设备900的几何表示如图4所示，实际测量时，产生的几何关系如图5所示。

[0082] 结合图中几何关系，可以列出公式：

[0083]

[0084] 当直径测量工装的位置确定后，其R1与L为定值，故设定：

[0085]

[0086] 原等式变为：

[0087]

[0088] 公式变形后，得到：

[0089]

[0090] 式中，L和A为常数，X为仪表测量值。

[0091] 以R1为300毫米，L为200毫米，深度尺100的测量精度为0.1毫米的直径测量工装为例，当待测设备900的内径R2处于1000毫米‑4000毫米之间时，其校验其精确程度如下表所示：

[0092]

[0093]

[0094] 上表的理论几何示意图如图6所示，上表的实际几何示意图如图7所示。

[0095] 分析上表可知，R2的工装测量值和理论计算值的差距不大，即使采用工装测量值，其误差精度的最大也在0.003D上下。其中，D为待测设备900的直径。

[0096] 根据以上示例，证明该直径测量工装的检测结果准确。正确使用该直径测量工装时，其误差小于0.003D。

[0097] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。