技术领域
本发明涉及钢帽安装技术领域，具体为基于电容量变化原理的钢帽安装定心偏转检测装置。
背景技术
钢帽一般用来对开口管道的两端进行封堵密封，在安装过程中需要将两者通过焊接的方式固定在一起，在此过程中需保证钢帽与管道之间的同心度，如果二者之间同心度较差则可能造成焊接成品之间存在间隙，影响产品的密封性，导致在使用过程中可能发生泄漏的风险，同时，在安装过程中如果钢帽发生偏转，则可能导致焊点不稳定或焊缝不均匀，甚至会造成漏焊情况的发生，对后续使用过程中的稳定造成了一定的影响。
为解决上述问题，发明者提出了基于电容量变化原理的钢帽安装定心偏转检测装置，具备自定心和偏转检测的优点，可保证在安装过程中物料与安装面之间自动定心，同时对物料及钢帽的偏转情况进行实时监测和预警，利用电容决定式的原理，通过对电容量的变化进行测量，可快速的对物料的位置形态进行检测，提高了该装置的准确性。
发明内容
为实现上述自定心和偏转检测的目的，本发明提供如下技术方案：基于电容量变化原理的钢帽安装定心偏转检测装置，包括底板、运动机构、从动螺纹组件、螺杆、限位块、卡柱、定位座、固定座、物料、空腔、轴套、传动轴、活动极板和固定极板。
其中：所述运动机构包括活动板、定位爪和定位槽。
上述各结构之间的位置及连接关系如下：
所述底板的中部活动连接有运动机构，所述底板的形状为圆形，所述运动机构的正面活动连接有从动螺纹组件，所述从动螺纹组件的内壁设置有螺纹，所述从动螺纹组件的中部活动连接有螺杆，所述螺杆位于从动螺纹组件的内部且与其相适配，所述底板的正面活动连接有三个限位块，三个所述限位块的形状规格均相同，所述限位块位弧形结构且圆心与底板的圆心为同一点，即三个所述限位块到底板中轴线的距离相同，并且相邻两个所述限位块之间的间距相同，即三个所述限位块以底板的中轴线为参照呈均匀分布。
所述运动机构的外侧活动连接有三个卡柱，三个所述卡柱形状规格均相同，所述卡柱远离运动机构的一端为曲面结构且曲面度与定位座的曲面度相同，三个所述卡柱分别与三个定位座相对应，即相邻两个卡柱之间的距离与相邻两个所述定位座之间的距离相同，三个所述卡柱的端点到运动机构中心的距离相同，即三个所述卡柱以运动机构的中点为参照呈均匀分布。
所述卡柱的外侧活动连接有定位座，三个所述定位座的形状规格相同，所述定位座远离底板中心的一端为曲面结构，且曲面度与卡柱顶端的曲面度相同，相邻两个所述定位座之间的间距相同，即三个定位座以底板的中轴线为参照呈均匀分布，并且三个所述定位座的端点到底板中点的距离相同，所述定位座的左、右两侧固定连接有固定座，三个所述卡柱的外侧活动连接有物料。
所述底板的背面固定连接有空腔，所述空腔的右侧活动连接有轴套，所述轴套的内部活动连接有传动轴，所述底板、运动机构、从动螺纹组件、螺杆、空腔、轴套和传动轴的中轴线在同一直线上，所述传动轴的外侧活动连接有活动极板，所述活动极板的外侧活动连接有固定极板，所述活动极板和固定极板均位于轴套的内部，所述活动极板与传动轴活动连接，所述固定极板与轴套的内壁固定连接，所述活动极板和固定极板为两个同心的半圆环结构，所述活动极板的直径为固定极板直径的两倍，活动极板插接在固定极板的中部且二者紧密贴合。
所述运动机构包括活动板，所述活动板的底部固定连接有三个定位爪，三个所述定位爪以活动板的中点为参照呈均匀分布，即相邻两个所述定位爪之间的间距相同，并且三个所述定位爪到活动板中点的距离相同，三个所述卡柱分别与三个所述定位爪相对应，所述定位爪的内部开设有定位槽。
作为优选，相邻两个所述限位块之间的距离，与相邻两个所述定位座之间的距离相同，即相邻两个所述限位块之间的角度等于相邻两个所述定位座之间的角度。
作为优选，所述轴套、传动轴、活动极板和固定极板的中轴线在同一直线上。
作为优选，所述空腔的深度大于活动板与定位爪的高度之和。
作为优选，所述螺杆与传动轴活动连接，所述螺杆与传动轴的直径相同且中轴线在同一直线上，并且所述传动轴贯穿并延伸至空腔的外侧。
作为优选，所述限位块通过两个螺栓与底板活动连接，所述底板的表面开设有三组条形螺孔，三组条形螺孔分别与三个限位块对应。
与现有技术及产品相比，本发明的有益效果是：
1、该基于电容量变化原理的钢帽安装定心偏转检测装置，通过底板，可为该装置整体提供支撑并维持各结构之间的连接稳定，保证在工作过程中不会因结构发生偏转而导致对使用精度产生影响，通过从动螺纹组件和螺杆，可利用螺栓螺母的原理通过螺杆转动带动从动螺纹组件运动，提高了该装置的操作性，通过将限位块用两个螺栓与底板活动连接，底板的表面开设有三组条形螺孔，三组条形螺孔分别与三个限位块对应，可在物料的直径小于三个定位座之间的最小距离时，通过改变三个限位块的位置，可适用于较小尺寸的物料，增加了该装置的实用性和适用性，提高了该装置的利用率。
2、该基于电容量变化原理的钢帽安装定心偏转检测装置，通过运动机构，可带动三个卡柱运动，由于三个卡柱形状规格均相同，卡柱远离运动机构的一端为曲面结构且曲面度与定位座的曲面度相同，三个卡柱分别与三个定位座相对应，即相邻两个卡柱之间的距离与相邻两个定位座之间的距离相同，三个卡柱的端点到运动机构中心的距离相同，即三个卡柱以运动机构的中点为参照呈均匀分布，并且三个定位爪以活动板的中点为参照呈均匀分布，即相邻两个定位爪之间的间距相同，并且三个定位爪到活动板中点的距离相同，三个卡柱分别与三个定位爪相对应，所以当活动板运动时即可带动三个卡柱同步运动，可实现该装置自定心的目的，避免了因安装过程中不同心造成的误差，提高了该装置的使用精度。
3、该基于电容量变化原理的钢帽安装定心偏转检测装置，通过利用正对面积改变进而影响电容量变化的原理，可准确直观的对物料是否发生偏转进行检测，将活动极板和固定极板均位于轴套的内部，活动极板与传动轴活动连接，固定极板与轴套的内壁固定连接，活动极板和固定极板为两个同心的半圆环结构，活动极板的直径为固定极板直径的两倍，活动极板插接在固定极板的中部且二者紧密贴合，在正常状态下活动极板和固定极板之间的位置相对稳定，此时二者之间的正对面积不变，则此时电容量不发生变化，即表示物料未发生偏转，当活动极板和固定极板之间发生位置变化时，此时二者之间的正对面积会发生变化，进而改变电容量，即此时物料发生了偏转，通过对电容量的变化进行测量，可快速的对物料的位置形态进行检测，提高了该装置的准确性。
附图说明
图1为本发明连接结构俯视图，此时各结构处于初始状态，即三个卡柱之间的距离相对稳定；
图2为本发明连接结构左视图；
图3为本发明卡柱与定位座连接结构俯视图，此时三个卡柱处于初始位置，即三个卡柱之间的距离较小；
图4为本发明卡柱与定位座运动轨迹示意图，此时为调节后各结构之间的状态，三个卡柱之间的距离增大；
图5为本发明卡柱与定位爪连接结构示意图，此时卡柱与定位爪均处于原始位置，三个卡柱之间的距离较小；
图6为本发明卡柱与定位爪运动轨迹示意图，此时卡柱与定位爪发生运动，三个卡柱之间的距离增大；
图7为本发明活动极板与固定极板连接结构示意图，此时二者处于初始位置，即二者之间的正对面积稳定，此时电容量不变，即表示物料未发生偏转；
图8为本发明活动极板与固定极板运动轨迹示意图一，此时二者产生相对运动，活动极板作顺时针转动，即二者之间的角度增大、正对面积减小，此时电容量变小，即表示物料发生偏转；
图9为本发明活动极板与固定极板运动轨迹示意图二，此时二者之间的角度进一步增大，正对面积进一步减小，即电容量较图8进一步减小，表示物料发生偏转的幅度大于图8所示的偏转幅度；
图10为本发明活动极板与固定极板运动轨迹示意图三，此时活动极板作逆时针转动，原理及过程与图8和图9相同，即表示物料发生偏转；
图11为本发明限位块与底板连接结构俯视图，此时二者处于初始位置，三个限位块之间的距离较小；
图12为本发明限位块运动轨迹示意图，此时限位块在底板上发生位置改变，即三个限位块之间的距离增大。
图中：1-底板、2-运动机构、3-从动螺纹组件、4-螺杆、5-限位块、6-卡柱、7-定位座、8-固定座、9-物料、10-空腔、11-轴套、12-传动轴、13-活动极板、14-固定极板、21-活动板、22-定位爪、23-定位槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-12：
该基于电容量变化原理的钢帽安装定心偏转检测装置，包括底板1、运动机构2、从动螺纹组件3、螺杆4、限位块5、卡柱6、定位座7、固定座8、物料9、空腔10、轴套11、传动轴12、活动极板13和固定极板14。
其中：运动机构2包括活动板21、定位爪22和定位槽23。
其中：
a、活动极板13和固定极板14均位于轴套11的内部，活动极板13与传动轴12活动连接，固定极板14与轴套11的内壁固定连接，活动极板13和固定极板14为两个同心的半圆环结构，活动极板13的直径为固定极板14直径的两倍，活动极板13插接在固定极板14的中部且二者紧密贴合，相邻两个限位块5之间的距离，与相邻两个定位座7之间的距离相同，即相邻两个限位块5之间的角度等于相邻两个定位座7之间的角度。
b、三个定位爪22以活动板21的中点为参照呈均匀分布，即相邻两个定位爪22之间的间距相同，并且三个定位爪22到活动板21中点的距离相同，三个卡柱6分别与三个定位爪22相对应，限位块5通过两个螺栓与底板1活动连接，底板1的表面开设有三组条形螺孔，三组条形螺孔分别与三个限位块5对应。
c、三个卡柱6形状规格均相同，卡柱6远离运动机构2的一端为曲面结构且曲面度与定位座7的曲面度相同，三个卡柱6分别与三个定位座7相对应，即相邻两个卡柱6之间的距离与相邻两个定位座7之间的距离相同，三个卡柱6的端点到运动机构2中心的距离相同，即三个卡柱6以运动机构2的中点为参照呈均匀分布。
其中：
d、螺杆4与传动轴12活动连接，螺杆4与传动轴12的直径相同且中轴线在同一直线上，并且传动轴12贯穿并延伸至空腔10的外侧，三个定位座7的形状规格相同，定位座7远离底板1中心的一端为曲面结构，且曲面度与卡柱6顶端的曲面度相同，相邻两个定位座7之间的间距相同，即三个定位座7以底板1的中轴线为参照呈均匀分布，并且三个定位座7的端点到底板1中点的距离相同。
e、底板1、运动机构2、从动螺纹组件3、螺杆4、空腔10、轴套11和传动轴12的中轴线在同一直线上，底板1的形状为圆形，从动螺纹组件3的内壁设置有螺纹，螺杆4位于从动螺纹组件3的内部且与其相适配，轴套11、传动轴12、活动极板13和固定极板14的中轴线在同一直线上。
f、空腔10的深度大于活动板21与定位爪22的高度之和，三个限位块5的形状规格均相同，限位块5位弧形结构且圆心与底板1的圆心为同一点，即三个限位块5到底板1中轴线的距离相同，并且相邻两个限位块5之间的间距相同，即三个限位块5以底板1的中轴线为参照呈均匀分布。
在使用时，各结构之间的初始位置及连接关系如下：
传动轴12插接在活动极板13的内部且与其转动连接，活动极板13插接在固定极板14的内部且与其滑动连接，固定极板14位于轴套11的内部且与其固定焊接，传动轴12与螺杆4活动连接且螺杆4插接在从动螺纹组件3的内部，从动螺纹组件3与活动板21通过螺钉活动连接，三个定位爪22分别与三个卡柱6活动铰接且三个定位爪22均与活动板21固定焊接，三个卡柱6分别位于三个定位座7的内部且与其活动插接，三个限位块5通过螺钉与底板1活动连接。
上述结构及过程请参阅图1-2、图5和图7。
通过使传动轴12顺时针转动可带动螺杆4同步转动，通过螺栓螺母的原理可知，当螺杆4顺时针转动时，可带动从动螺纹组件3水平向右运动，通过上述连接关系可知，从动螺纹组件3与活动板21活动连接，所以当从动螺纹组件3运动时可带动活动板21同步同向运动，即此时活动板21水平向右运动。
当活动板21水平向右运动时，可带动三个定位爪22和定位槽23同步同向运动，由于三个卡柱6分别与三个定位爪22活动铰接，且定位槽23的形状为向内倾斜的斜状结构，所以此时三个卡柱6同步向内收缩即三个卡柱6之间的距离减小，同理，当传动轴12作逆时针转动时，可通过上述过程和原理带动三个卡柱6同步向外运动即三个卡柱6之间的距离增大。
通过使三个卡柱6同步运动且使其在初始状态下与底板1呈同心状态，可保证三个卡柱6与物料9内壁同时接触，进而通过卡紧的状态保证物料9与底板1之间为同心状态。
上述结构及过程请参阅图3-6。
由于三个卡柱6与物料9接触，所以当物料9发生偏转时可通过卡柱6带动活动板21同步运动，进而可通过活动板21带动螺杆4和传动轴12同步运动，通过上述位置及连接关系可知，活动极板13与传动轴12连接，所以此时传动轴12可带动活动极板13同步运动。
利用电容器电容决定式可知，当活动极板13运动时其与固定极板14之间的正对面积发生变化，此时电容量改变，通过对电容量进行检测可直观的体现出物料9是否发生偏转，并且，活动极板13运动的幅度越大，两者之间的正对面积越小，则电容量越小，通过电容量的变化，还可对物料9的偏转程度进行监测。
电容决定式如下：
式中：
C：电容；
ε：介电常数；
S：正对面积，此处指两个半圆形极板之间的接触面积；
k：静电力常量；
θ：两极板运动时的角度。
A、若θ增大，即两个半圆形极板之间的接触面积减小，此时正对面积S减小，则
中电容C的数值减小，即表示物料9发生偏转；
B、若θ不变，即两个半圆形极板之间的接触面积不变，此时正对面积S不变，则
中电容C的数值不变，即表示物料9为发生偏转。
上述结构原理及过程请参阅图7-10。
附:
通过调整限位块5在底板1上的位置，可适用于物料9的直径小于定位座7的最小直径的情况。
上述结构及过程请参阅图11-12。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，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。
