基于三維空間拍攝定位技術(shù)的合攏管現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及基于Ξ維空間拍攝定位技術(shù)的合猶管現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量裝置，屬于合猶管 的制造加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 船舶里面到處都鋪滿了管道，運(yùn)些管件的設(shè)計(jì)、制造及在船內(nèi)安裝后的檢查等一 系列的作業(yè)被稱作"管道鋪設(shè)"。通常船舶是分段建造的，在分段合猶時(shí)分段間的管線就需 要合猶管來(lái)連接，但依靠管線設(shè)計(jì)圖紙制造出各式各樣的合猶管，合猶管的制作通常采用 取型法和現(xiàn)場(chǎng)焊接法。
[0003] 在管道制作中最困難的是"保證成品良好的精度"。但是采用上面兩種方法經(jīng)常會(huì) 出現(xiàn)制造出的合猶管法蘭螺栓空位置不正確，導(dǎo)致無(wú)法安裝的情況發(fā)生。運(yùn)兩種方法存在 效率低、材料浪費(fèi)嚴(yán)重和加工精度不高的諸多缺點(diǎn)。目前，日韓等國(guó)針對(duì)上述問題開發(fā)了合 猶管再現(xiàn)系統(tǒng)，通過策略機(jī)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)蓚€(gè)待合猶管的法蘭的空間位置特征，然后通過?？?的擬合軟件擬合出運(yùn)種空間位置特征，并且輸出控制參數(shù)，配合專用的Ξ坐標(biāo)變位機(jī)可W 再現(xiàn)兩法蘭的位置特征，將制造好的合猶管吊裝到再現(xiàn)機(jī)上與法蘭焊接即可造出無(wú)誤差的 合猶管。其中測(cè)量設(shè)備采用的是具有兩個(gè)角度傳感器和一個(gè)長(zhǎng)度傳感器的單拉繩測(cè)量機(jī)， 其主要原理是在規(guī)定的球面坐標(biāo)系兩個(gè)角度和一個(gè)長(zhǎng)度可W唯一確定一個(gè)點(diǎn)。因此，通過 該測(cè)量機(jī)可W測(cè)量法蘭上特征點(diǎn)在指定的坐標(biāo)系中的位標(biāo)。但是此種測(cè)量方法的不足之處 是測(cè)量時(shí)需要反復(fù)調(diào)整出繩口的位置，W保證拉繩是直線狀態(tài)，此操作過程繁瑣。為解決此 種現(xiàn)狀，開發(fā)了合猶管再現(xiàn)系統(tǒng)201110309478.9,通過測(cè)量機(jī)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)蓚€(gè)待合猶管的法 蘭的空間位置特征，然后通過?？诘臄M合軟件擬合出運(yùn)種空間位置特征，并且輸出控制參 數(shù)，配合專用的Ξ坐標(biāo)變位機(jī)可W再現(xiàn)兩法蘭的位置特征，將制造好的合猶管吊裝到再現(xiàn) 機(jī)上與法蘭焊接即可制造出無(wú)誤差的合猶管。為獲得待合猶管的法蘭的特征參數(shù)，采用Ξ 坐標(biāo)測(cè)量臂也是可行的方案，運(yùn)種測(cè)量臂由6個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的臂和1個(gè)測(cè)量頭通過6個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)串 聯(lián)連接，在每個(gè)關(guān)節(jié)中安裝有角度的編碼器，測(cè)量臂的一段固定在基座上，測(cè)量過程中不可 移動(dòng)，而測(cè)量頭可在空間自由運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成一個(gè)封閉球形測(cè)量空間，通過安裝在各關(guān)節(jié)及桿件 內(nèi)部的光電角度編碼器獲得各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角和構(gòu)件轉(zhuǎn)角，在結(jié)合各關(guān)節(jié)臂的臂長(zhǎng)、關(guān)節(jié)間的夾 角等，應(yīng)用坐標(biāo)模型從而獲得被測(cè)點(diǎn)的Ξ維坐標(biāo)位置。使用測(cè)量臂測(cè)量法蘭的特征參數(shù)非 常方便，只需要在特征位置取點(diǎn)，然后即可通過軟件計(jì)算出所需的特征參數(shù)，而不用預(yù)先知 道運(yùn)些特征參數(shù)，但是運(yùn)種測(cè)量臂的長(zhǎng)度有限W及測(cè)量臂的價(jià)格昂貴，外測(cè)量臂的各關(guān)節(jié) 都是薄弱環(huán)節(jié)，在使用中若發(fā)生碰撞則極易損壞。201110323558.X中的合猶管測(cè)量機(jī)的基 本原理是采用呈Ξ角分布的Ξ個(gè)拉繩長(zhǎng)度傳感器作為測(cè)量原件，在笛卡爾直角坐標(biāo)系下， ΚΞ個(gè)拉繩長(zhǎng)度傳感器的出繩頭作為球面方程，通過高精度的測(cè)量設(shè)備輔助測(cè)量待合猶管 法蘭的空間位置的球面坐標(biāo)。由于拉繩與拉繩頭之間存在一定的間隙，保證拉繩可W順楊 的拉出，從而導(dǎo)致拉繩頭作為球屯、的中屯、軸線位置產(chǎn)生微小的偏差，使得待測(cè)合猶管的空 間位置產(chǎn)生偏差;而且由于拉繩長(zhǎng)久的拉繩作用，拉繩的彈性伸縮導(dǎo)致合猶的精度大大降 低，w及拉繩產(chǎn)生磨損導(dǎo)致拉繩的損壞，影響測(cè)量的性能和工作效率w及增大成本的投入， 為此一種更為簡(jiǎn)單、測(cè)量精度更高和不易受干擾的便攜式合猶管測(cè)量方法是設(shè)備制造企業(yè) 設(shè)備使用企業(yè)樂于期待的。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 實(shí)用新型目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種基于Ξ維 空間拍攝定位技術(shù)的合猶管現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量裝置，利用Ξ維空間拍攝定位技術(shù)，精確測(cè)量再現(xiàn)合 猶管的相對(duì)位置。
[0005] 技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的一種基于Ξ維空間拍攝定位技術(shù) 的合猶管現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量裝置，兩個(gè)合猶管的端部分別設(shè)有第一法蘭和第二法蘭，包括第一高清 攝像機(jī)、第二高清攝像機(jī)和連接第一高清攝像機(jī)和第二高清攝像機(jī)的伸縮桿，第一高清攝 像機(jī)和第二高清攝像機(jī)上分別設(shè)有Ξ個(gè)相互垂直的角度傳感器，在第一法蘭和第二法蘭上 分別設(shè)有若干個(gè)感光片，第一高清攝像機(jī)和第二高清攝像機(jī)安裝有儲(chǔ)存分別拍攝第一法蘭 和第二法蘭的圖片W及角度傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集卡。
[0006] 作為優(yōu)選，所述第一高清攝像機(jī)和第二高清攝像機(jī)均在AUTO擋下，拍攝焦距保持 一致，拍攝過程中焦距保持不變，開設(shè)閃光燈，拍攝模式為黑白模式，感光度為100~200。
[0007] 作為優(yōu)選，所述伸縮桿為侶合金材質(zhì)桿，其伸縮長(zhǎng)度范圍為800~1500mm。
[0008] 所述的零點(diǎn)空間坐標(biāo)系位置的定義:規(guī)定伸縮桿的中屯、軸屯、0為零點(diǎn)，沿OB方向?yàn)?X軸的正方向，同時(shí)根據(jù)右手定律，規(guī)定攝像機(jī)拍攝鏡頭與伸縮桿垂直方向?yàn)閥軸正方向，垂 直攝像機(jī)向上為Z軸正方向，同時(shí)規(guī)定攝像機(jī)與伸縮桿水平垂直方向?yàn)槠鹗夹D(zhuǎn)零點(diǎn)。
[0009] 所述的6個(gè)角度傳感器分別安裝于第一高清攝像機(jī)和第二高清攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸 中，分別測(cè)量第一高清攝像機(jī)和第二高清攝像機(jī)Ξ維空間旋轉(zhuǎn)角度(0X軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度Ex、〇y軸 轉(zhuǎn)動(dòng)角度Ey、0Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度εζ)。
[0010] 有益效果:本實(shí)用新型的基于Ξ維空間拍攝定位技術(shù)的合猶管現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量裝置，能 夠精確得到定位物體在空間Ξ維中的確切位置，為其他操作提供了精確、穩(wěn)定的操作環(huán)境， 節(jié)省了大量的勞動(dòng)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率;測(cè)量安全可靠測(cè)量精確很高，整個(gè)測(cè) 量過程便捷，可測(cè)量的合猶管長(zhǎng)度范圍大，完全可W滿足合猶管的工程要求和測(cè)量要求，同 時(shí)為制造合猶管提供了極大的方便，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)價(jià)值;測(cè)量方法受環(huán)境等 因素的影響較小，不受空間、光線、位置等因素的影響，抗干擾能力較強(qiáng);操作簡(jiǎn)單方便，可 不斷重復(fù)再現(xiàn)，便于合猶管裝配于制造，適合大規(guī)模推廣與應(yīng)用。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本實(shí)用新型的測(cè)量原理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2為數(shù)據(jù)處理軟件原理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖3為本實(shí)用新型的Ξ維空間定位測(cè)量技術(shù)原理說明圖；
[0014] 圖4為本實(shí)用新型的Ξ維空間定位測(cè)量技術(shù)原理說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型的一種