專利名稱：橢圓度測量工具的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于測量管狀物體橫截面橢圓度的工具，以及具體但非排他性的，管狀物體是用于供應氣體的管。
背景技術：
管或導管是通常用于輸送流體(諸如氣體燃料或飲用水)的管筒或管狀物體。管可由各種材料制成，且塑料管由于其重量輕、耐化學性、無腐蝕性以及容易形成連接而被廣泛使用。管在絕大多數情況下具有圓形橫截面，但是難于制備或保持完美的圓度。這就導致難于進行管和相關配件的接合或連接，隨著管的直徑和橢圓度増加會產生問題。
橢圓度是偏離于完美圓度的測量值或程度。對于第一種近似，假定不完美的圓形橫截面為卵形或橢圓形。從量上而言，可利用公式[2(a_b)]/[a+b]來計算橢圓度，其中a是長軸的長度以及b是短軸的長度。作為可選方案，橢圓度可取為管相同橫截面中的最大和最小外徑之間的差異。對于管的相對均勻的壁厚而言，我們將橢圓度估算為最大的內徑減去最小的內徑。通常利用粗陋的方式來測量相對厚的管(例如具有在200mm至500mm范圍內的直徑)的參數a和b、或最大和最小直徑，即利用卷尺在很大程度上基于個人判斷來獲得最大和最小直徑。相當精確但不昂貴的工具只是還沒有得到。本發明試圖通過提供用于測量管狀物體橢圓度的新穎或另外改進的工具來消除或至少減輕這種問題或缺陷。
發明內容
根據本發明提供用于測量管狀物體橫截面橢圓度的ー種工具，其包括主軸線和沿著主軸線的一對相對的第一和第二端部。工具沿著主軸線在其第一和第二端部之間可直線地延長和縮短。在工具的第一和第二端部的每一端部處的在相對于主軸線基本対稱的位置處包括一對左側部件和右側部件，在工具的操作過程中，所述ー對左側部件和右側部件用于抵靠沿著所述管狀物體的橫截面的所述管狀物體的內壁。所述工具還可在其第一和第二端部之間成角度移動到超過中心位置的主軸線的左側和右側，在中心位置中第一端部和第ニ端部沿著主軸線對準。存在用于在操作過程中指示工具中心位置的指示裝置。在優選實施例中，所述工具包括第一構件和第二構件，第一構件可直線地移動以便沿著主軸線延長和縮短工具，第二構件可成角度移動以便將工具樞轉到主軸線的左側和右側，以及其中在中心位置中，第二構件與主軸線對準。更優選的，第一和第二構件分別設置在工具的第一和第二端部處。優選的，工具還包括第一和第二構件連接到其的第三構件。進ー步優選的是，第三構件具有分別相應于工具第一和第二端部的一對相對端部。
優選的，第一構件滑動連接到第三構件，以及第二構件樞轉連接到第三構件。進ー步優選的，通過第一和第三構件之一的至少ー個導軌延伸通過第一和第三構件另ー個的至少ー個孔而使得第一構件滑動連接到第三構件。優選的，第二構件通過鉸鏈連接而樞轉連接到第三構件。在優選實施例中，第一構件包括位于工具第一端部處的左側和右側部件，以及第ニ構件包括位于工具第二端部處的左側和右側部件。有利的，工具包括弾性偏置第一構件以便使得工具沿著主軸線延長的彈簧裝置。有利的，工具包括位于導軌上且彈性偏置第一構件以便使得工具沿著主軸線延長的螺旋彈簧。為便于使用，工具包括在第一構件處或鄰近第一構件的相應于在其第一和第二端 部之間的工具長度的標示。為便于使用，工具包括在第三構件上的鄰近第一構件的標度，以便指示在其第一和第二端部之間的工具長度。優選的，指示裝置包括在第二構件處或鄰近第二構件的用于指示中心位置的標
/Jn o優選的，指示裝置包括分別位于第二和第三構件處的兩個部件，兩個部件對準以便指示中心位置。優選的，第一和第三構件包括相應的抓握部，抓握部用于在操作過程中抓握工具同時使得工具沿著主軸線延長。進ー步優選的，第一和第三構件包括位于主軸線的每一左側和右側上的一對相應抓握部。在優選的實施例中，每ー左側和右側部件包括至少ー個輥軸。
現在將僅僅通過實例的方式參照附圖對本發明進行更具體的描述，其中圖I是根據本發明的用于測量橢圓度的工具實施例的正視圖；圖IA是類似于圖I的正視圖，其示出工具的某些內部細節；圖2是圖I所示工具的右側視圖；圖2A是類似于圖2的右側視圖，其示出工具的某些內部細節；圖3是圖I所示工具的示出其各種部件和組件的分解透視圖；圖4是圖I所示工具處于延長位置的正視圖；圖5是圖I所示工具處于樞轉或偏斜狀態的正視圖；圖5A是相應于圖5的正視圖，但是為了清楚起見進行簡化；圖6是其中使用圖I所示工具的管的橫截面視圖，示出處于偏斜狀態同時既不沿著長軸也不沿著短軸延長的工具；圖7是相應于圖6的橫截面視圖，示出處于筆直狀態測量橫過管橫截面的短軸長度的工具；以及圖8是類似于圖7的橫截面視圖，示出處于筆直狀態測量橫過管橫截面的長軸長度的工具。
具體實施例方式參照附圖，示出體現本發明的用于測量管狀物體或管20的橫截面橢圓度的工具10，其具有基本平坦的矩形形狀以及具有適于用作手工工具的尺寸。工具10具有長度方向上的對稱中心/主軸線X以及沿著主軸線X的一對相對第一端部11和第二端部和12。該工具10可在其第一端部11和第二端部12之間沿著主軸線X直線地延長和縮短。在其第一端部11和第二端部12的每一端部處包括通常相對于主軸線X處于對稱位置的一對左側和右側部件或角部11C/11C或12C/12C。存在總共四個角部IlC和12C，上述角部用于在工具10的操作過程中沿著管20的橫截面抵靠管20的內壁22以便測量橢圓度。每一角部11C/12C優選裝配有一個輥軸13或一對輥軸13，這是當工具10在管20內部進行轉動或調節其位置時可降低管20的壁22的摩擦力的情況。橢圓度測量工具10還可在其第一端部11和第二端部12之間成角度移動或樞轉到超過中心位置(圖I)的主軸線X的左側和右側(圖5)。在中心位置，第一端部11和第 ニ端部12彼此成角度對準或在沿著主軸線X的筆直線上對準，這樣它們的四個角部IlC和12C成矩形陣列定位，工具10處于筆直狀態。在樞轉位置，第一端部11和第二端部12不成角度對準，這樣第一組角部IlC相對于第二組角部12C傾斜或偏斜。還包括用于在工具10的操作過程中指示樞轉器200的中心位置以及因此指示エ具10的筆直狀態的指示器(即指示裝置)400。現在將詳細描述橢圓度測量工具10的構造，其是通過將三個主要構件組裝到一起形成相對于主軸線X対稱的結構而構建成的。第一構件是處于工具10的第一端部11處的延長器100，其直線地移動以便使得工具10沿著主軸線X伸長和縮短。第二構件是處于工具10的第二端部12處的樞轉器(即，樞轉的裝置)200，其成角度移動以便使得工具10樞轉或偏斜到主軸線X的左側和右側。在中心位置中，樞轉器200與主軸線X成角度對準。第三構件構成工具10的主體300，延長器100和樞轉器200連接到主體300。主體300具有與總體工具10相同的基本形狀，只是稍微更小，其具有分別相應于工具10的第一端部11和第二端部12的一對相對的第一端部301和第二端部302。主體300由ー對共平行的前部板310和后部板320形成，前部板310和后部板320由主體第一端部301處的隔塊330間隔開。板310和320通過螺絲釘303連接到隔塊330的相對側。隔塊330具有一對左側和右側通孔332以及ー對左側和右側凸耳334，左側和右側通孔332處于主軸線X方向上，左側和右側凸耳334從前部板310和后部板320的相對側突出且起到作為手指抓握部的作用。延長器100由具有一對左側和右側軸或導軌120的橫擋110提供，軸或導軌120從橫擋110的后部延伸經由隔塊330的孔332通過隔塊330以便到達主體300的內部，其中導軌的內端部終止于類似橫擋的滑板130處。橫擋110和滑板130通過螺絲釘121緊固到導軌120的相對端部。導軌120將橫擋110滑動連接到主體300。滑板130沿著主體300橫向滑動，具有與前部板310處于滑動嚙合以便由此進行導向的淺槽131。滑板130包括從前部板310和后部板320的相對側突出且起到作為手指抓握部作用的一對左側和右側凸耳134。
延長器100滑動連接到主體300，其中其處于導軌120外端部處的橫擋110可相對于主體300延長和縮短。設置于兩個導軌120上的ー對螺旋彈簧(即，彈簧裝置)140在橫擋110和主體300之間壓縮以便將延長器100向外弾性偏置，從而使得工具10的長度沿著主軸線X延長。根據延長器100相對于主體300的位置可調整工具10在其第一端部11和第二端部12之間的長度，該長度基本是從主體300測量的主體300和延長器100的組合長度。通過參考其滑板130相對于前部板 310的位置可以確定延長器100的相對位置。沿著前部板310的每ー邊緣刻有尺子標度312 (毫米)，即合適形式的標示，位于滑板130同側上的指示器132通過其顯示讀數。基于通過延長器100從主體300延長的相對位置或程度所確定的工具10的總體長度對標度312進行校準，以便指示圓柱形管的內徑，工具10在直徑上裝配在圓柱形管中。樞轉器200由橫擋210和細長的其寬端部222連接到橫擋210的T-形指示器220提供。橫向于主體300延伸的橫擋210在剛好前部板310和后部板320尖端之間的位置處通過為螺絲釘201形式的鉸鏈連接銷樞轉地連接到主體300的第二端部302。螺絲釘201通過前部板310和后部板320以及兩者之間的橫擋210，然后與端部處的螺帽202裝配，從而將這些組件一起連接在工具10的第二端部12處，且允許橫擋210相對于其余部分樞轉。指示器220位于前側板310上且沿著前側板310延伸，其中其尖端221到達主體300的相對第一端部301。指示器220的細長主體通過螺絲釘223保持在前部板310上，螺絲釘223通過尖端221以及前部板310，經由前部板310的弧形槽311，然后與前部板310右側的螺帽224裝配。在指示器220樞轉時，槽311給予螺絲釘223 —定的空間。憑借橫擋210到主體300的鉸鏈連接，樞轉器200可相對于主體300樞轉或傾斜到經過中心位置的主軸線X的左側和右側，如上所述。尖端的標示器(即指示器)230在主體300的第一端部301處中心定位在前部板310上。標示器230起到與指示器220的尖端221成角度對準的參考作用，以便指示樞轉器200的中心位置或工具10的筆直狀態。指示器尖端221和標示器230 —起構成指示器400。橢圓度測量工具10用于確定和測量管20橫截面的長軸和短軸的長度。在操作過程中，工具10保持在管20的內部以及取向成在管20的橫截面平面上延伸以及在直徑成跨過管內壁22的相對側。工具10可由使用者的兩只手方便地抓握，由每只手的拇指和食指抓握到同側上的兩個凸耳134和334上。在彈簧140作用于延長器100的作用之下，工具10延長至如由管20的內部寬度限定的最長可能長度，其中在工具10的兩個端部11和12處的輥軸13抵靠內壁22。作用于凸耳134和334上的抓握力與彈簧カー起，也推動延長器100和主體300使兩者分開。起初，工具10定位成在既不沿著管20的橫截面的長軸也不沿著其短軸的方向上延長。管內壁22不對稱，在這種角位置的相對側之間不與長軸或短軸對準。由于這種不對稱性，樞轉器200必須從中心位置傾斜或偏斜，以便將輥軸13抵靠壁22定位在工具10的兩個端部11和12處的所有四個角部處(圖6)。因此在該指示器400中，指示器尖端221與標示器230不對準。然后使用者將工具10圍繞其半長度或管橫截面的中心逐漸順時針(或逆時針)旋轉，同時保持輥軸13處于抵靠壁22的所有四個角部處以及觀察指示器400。使用者在凸耳134和334上的抓握提供定位工具10的控制以及反饋。對將輥軸13通過其抵靠工具10的相對左側和右側上的壁22的カ進行平衡是確保工具10保持直徑上或對稱跨過管橫截面的關鍵。當工具10到達短軸(圖7)(或主軸)時，指示器400的指示器尖端221將轉動成與標示器230對準。在該位置中，在短軸相對側之間的壁22對稱，以及該環境需要樞轉器200處于中心位置，或需要工具10處于筆直位置，以便使得處于工具10的所有四個角部處的輥軸13保持與壁22嚙合。指示器400指示當工具10到達管橫截面短軸時的時刻，然后可從抵靠指示器132的任ー標度312讀出測量值以便獲得短軸長度，即303_(圖7)。在繼續轉動通過90°，工具10將達到如由指示器400指示的長軸位置，其變為再次對準以便確保到達另ー軸的位置。然后可從標度312讀出長軸長度，即326. 5_(圖8)。一旦獲知管橫截面的長軸和短軸的兩者的長度，可以估算(例如，利用前述公式或通過取得差值簡單計算出)管20的橢圓度。簡短地回到標度312的校準，允許在預期由工具10測量的管的直徑范圍內進行變化。將在工具10的每一端部11/12處的左側和右側輥軸13之間保持小的寬度或間隔以便將跨越直徑中的變化對測量精度上的影響最小化，且不明顯影響指示器400的敏感度。可以理解，非線性的標度可為ー種方案。對于幾乎完美圓度或具有小橢圓度的管而言,僅需要將工具10轉動通過小于90°的角度以便定位另ー軸。對于某些管而言，可存在與指示器400對準處的兩個以上的位置，在該情況下僅讀取最大和最小讀數。僅僅通過實例的方式給出本發明，但是在不脫離本發明范圍的情況下可由本領域內的技術人員對所述實施例進行各種改型和/或變換，本發明的范圍由所附權利要求進行 明確。
權利要求
1.用于測量管狀物體橫截面橢圓度的一種工具，其包括 主軸線； 沿著主軸線的一對相對的第一和第二端部，工具沿著主軸線在其第一和第二端部之間可直線地延長和縮短；以及 在工具的第一和第二端部的每一端部處在相對于主軸線基本對稱的位置處包括一對左側部件和右側部件，在工具的操作過程中，所述一對左側部件和右側部件用于抵靠沿著所述管狀物體的橫截面的所述管狀物體的內壁； 所述工具還可在其第一和第二端部之間成角度移動到超過中心位置的主軸線的左側和右側，在中心位置中第一端部和第二端部沿著主軸線對準；以及 用于在操作過程中指示工具中心位置的指示裝置。
2.根據權利要求I所述的用于測量橢圓度的工具，所述工具包括第一構件和第二構件，第一構件可直線地移動以便沿著主軸線延長和縮短工具，第二構件可成角度移動以便將工具樞轉到主軸線的左側和右側，以及其中在中心位置中，第二構件與主軸線對準。
3.根據權利要求2所述的用于測量橢圓度的工具，其中第一和第二構件分別設置在工具的第一和第二端部處。
4.根據權利要求2所述的用于測量橢圓度的工具，所述工具還包括第一和第二構件連接到其的第三構件。
5.根據權利要求4所述的用于測量橢圓度的工具，其中第三構件具有分別相應于工具第一和第二端部的一對相對端部。
6.根據權利要求4所述的用于測量橢圓度的工具，其中第一構件滑動連接到第三構件，以及第二構件樞轉連接到第三構件。
7.根據權利要求6所述的用于測量橢圓度的工具，其中通過第一和第三構件之一的至少一個導軌延伸通過第一和第三構件另一個的至少一個孔而使得第一構件滑動連接到第三構件。
8.根據權利要求6所述的用于測量橢圓度的工具，其中第二構件通過鉸鏈連接而樞轉連接到第三構件。
9.根據權利要求2至8任一項所述的用于測量橢圓度的工具，其中第一構件包括位于工具第一端部處的左側和右側部件，以及第二構件包括位于工具第二端部處的左側和右側部件。
10.根據權利要求2至8任一項所述的用于測量橢圓度的工具，所述工具包括彈性偏置第一構件以便使得工具沿著主軸線延長的彈簧裝置。
11.根據權利要求7或8所述的用于測量橢圓度的工具，所述工具包括位于導軌上且彈性偏置第一構件以便使得工具沿著主軸線延長的螺旋彈簧。
12.根據權利要求2至8任一項所述的用于測量橢圓度的工具，所述工具包括在第一構件處或鄰近第一構件的相應于在其第一和第二端部之間的工具長度的標示。
13.根據權利要求4至8任一項所述的用于測量橢圓度的工具，所述工具包括在第三構件上的鄰近第一構件的標度，以便指示在其第一和第二端部之間的工具長度。
14.根據權利要求2至8任一項所述的用于測量橢圓度的工具，其中指示裝置包括在第二構件處或鄰近第二構件的用于指示中心位置的標示。
15.根據權利要求4至8任一項所述的用于測量橢圓度的工具，其中指示裝置包括分別位于第二和第三構件處的兩個部件，兩個部件對準以便指示中心位置。
16.根據權利要求4至8任一項所述的用于測量橢圓度的工具，其中第一和第三構件包括相應的抓握部，抓握部用于在操作過程中抓握工具同時使得工具沿著主軸線延長。
17.根據權利要求16所述的用于測量橢圓度的工具，其中第一和第三構件包括位于主軸線的每一左側和右側上的一對相應抓握部。
18.根據權利要求2至8任一項所述的用于測量橢圓度的工具，其中每一左側和右側部 件包括至少一個棍軸。
全文摘要
用于測量管(20)的橫截面橢圓度的一種工具(10)具有沿著主軸線(X)的一對相對的第一和第二端部(11/12)。工具(10)沿著主軸線(X)在其第一和第二端部(11/12)之間可直線地延長和縮短。在工具(10)的第一和第二端部(11/12)的每一端部處的在相對于主軸線(X)基本對稱的位置處包括用于沿著所述管橫截面抵靠管(20)內壁(22)的一對左側部件和右側部件(11C/12C)。工具(10)還可在其第一和第二端部(11/12)之間成角度移動到達經過中心位置的主軸線(X)的左側和右側，在中心位置中第一端部和第二端部(11/12)沿著主軸線(X)對準。存在用于指示中心位置的指示器(400)。
文檔編號G01B5/02GK102798330SQ20121010801
公開日2012年11月28日 申請日期2012年4月13日 優先權日2011年5月24日
發明者李偉強 申請人:香港中華煤氣有限公司