CN103090827B - 一种精密量测大长径比构件轴心坐标的方法 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开了一种精密量测大长径比构件轴心坐标的方法，使用辅助棱镜B和全站仪A实现精密量测大长径比构件轴心坐标的测量；使用辅助棱镜定位装置的辅助棱镜B1和B2与全站仪A协同实现精密量测大长径比构件轴心坐标的测量；将辅助棱镜B1和B2均朝向全站仪A，在全站仪上测量辅助棱镜B1和B2的棱镜坐标为X_B1、Y_B1、Z_B1和X_B2、Y_B2、Z_B2；那么辅助棱镜所在大长径比构件C位置处大长径比构件轴心坐标则为：X_C＝0.5×(X_B1+X_B2)Y_C＝0.5×(Y_B1+Y_B2)，Z_C＝0.5×(Z_B1+Z_B2)。本发明方法具有使用操作简单，测量精度高的优点。

Description

一种精密量测大长径比构件轴心坐标的方法

所属技术领域

本发明专利属于测量，尤其是大长径比构件轴心线形精密测量的技术领域。

背景技术

现今，大长径比构件已愈发普及，如石油和天然气管线、大桥悬索等。当这些大型大长径比构件通过特殊地段或需对其进行精确安装定位时，对其安装定位精度要求较高。传统测量这些大长径比构件坐标时一般采用全站仪加单棱镜的作业模式，该作业方法的缺点是只能测量大长径比构件的表面某一点的坐标，而无法测量其的轴心坐标，这样就无法精确反应大长径比构件的线形，且其测量坐标的差异与人工摆放位置有很大的关系；测量时需人工扶着棱镜，测量速度慢、劳动强度大。伴随着大长径比构件的发展，其定位精确要求越来越高，该方法已愈发不能满足现今的大长径比构件定位要求。

发明专利内容

鉴于现有技术的以上缺点，本发明专利的目的是提供一种精密量测大长径比构件轴心坐标的方法，使之具有使用操作简单，测量精度高的优点。

本发明专利的目的是通过如下的手段实现的。

一种精密量测大长径比构件轴心坐标的方法，其特征在于，使用辅助棱镜定位装置的辅助棱镜B1和B2与全站仪A协同实现精密量测大长径比构件轴心坐标的测量；包括以下步骤：

1)由辅助棱镜定位装置，采用由两个完全相同的固定系以首尾紧密连接的形式环绕被测大长径比构件外部径向平面构成一个环状圈，当二固定系的叠合部分等长时表明所述环状圈与被测大长径比构件的直径平面共面，确定辅助棱镜B1和B2的定位。

2)在大长径比构件C上安装好辅助棱镜B1和B2，将辅助棱镜B1和B2均朝向全站仪A，在全站仪上测量辅助棱镜B1和B2的棱镜坐标为X_B1、Y_B1、Z_B1和X_B2、Y_B2、Z_B2；那么辅助棱镜所在大长径比构件C位置处大长径比构件轴心坐标则为：X_C＝0.5×(X_B1+X_B2)，Y_C＝0.5×(Y_B1+Y_B2)，Z_C＝0.5×(Z_B1+Z_B2)。

所述辅助棱镜定位装置由两个大小、形状完全相同的两个固定系构成，每个固定系包含：柔性固定带、可与位于柔性固定带上的螺纹严密旋合的棱镜杆、可与棱镜杆顶部的凹槽紧密连接的棱镜、位于柔性固定带前端用于连接另一柔性固定带尾端的卡扣、位于柔性固定带尾端用于和另一柔性固定带前端卡扣相对应并标记有编号的卡槽构成。

采用本发明的方法，每次测量大长径比构件坐标时，辅助棱镜B安装到大长径比构件上需要测量的位置即可。由于每次安装时，均保证了辅助棱镜B上的两个卡扣B3的数字一致性。那么辅助棱镜的安装就是一个圆环套在大长径比构件上，其两个棱镜B1和B2的对称性保证了计算大长径比构件轴心坐标的正确性。采用全站仪测量辅助棱镜B1和B2的棱镜坐标为X_B1、Y_B1、Z_B1和X_B2、Y_B2、Z_B2；那么辅助棱镜所在大长径比构件C位置处大长径比构件轴心坐标则为：X_C＝0.5×(X_B1+X_B2)，Y_C=0.5×(Y_B1+Y_B2)，Z_C＝0.5×(Z_B1+Z_B2)，这样就可得到精确的大长径比构件轴心坐标。本发明的方法具有使用操作简单，测量精度高的优点。

附图说明

图1是本发明精密量测大长径比构件轴心坐标方法的位置关系图。

图2为本发明方法使用的辅助棱镜装置的几何关系图。

图3是辅助棱镜定位装置两个固定系之一的外观图。

图4为图3移除卡槽后的反面外观图。

图5辅助棱镜定位装置在量测精密大长径比构件轴心坐标时的安装图。

图6为发明在量测精密大长径比构件轴心坐标时的安装图。

图7为辅助棱镜定位装置卡扣的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明专利作进一步说明。

由图1可看到本发明方法所使用设备的位置关系，测量时，A为全站仪，B1和B2为被辅助棱镜定位装置定位后配合使用的辅助棱镜，C为主要需要测量的大长径比构件。测量过程：在大长径比构件需要测量的C点位置安置好精密量测大长径比构件轴心坐标的装置，调整好辅助棱镜定位装置的卡扣数字后，将辅助棱镜B1和B2均朝向全站仪A，在全站仪上测量B1和B2的棱镜坐标为X_B1、Y_B1、Z_B1和X_B2、Y_B2、Z_B2；那么辅助棱镜所在大长径比构件C位置处大长径比构件轴心坐标则为：X_C＝0.5×(X_B1+X_B2)，Y_C＝0.5×(Y_B1+Y_B2)Z_C＝0.5×(Z_B1+Z_B2)。

结合图2可看到辅助棱镜及附件的结构和安装方式：棱镜B1和B2安装在棱镜杆B4上，且可在B4上进行方向旋转，辅助棱镜定位装置安装到大长径比构件上后，把卡扣B3卡紧，并调整到两个卡扣的数字显示的统一性。需要量测大长径比构件上某点的轴心坐标时，由于每次安装时均保证了两个卡扣数字的统一性，所以两个棱镜就是对称的。那么由全站仪测量的两个棱镜的坐标X_B1、Y_B1、Z_B1和X_B2、Y_B2、Z_B2后，则可以相应的计算大长径比构件的相应位置C点的轴心坐标为X_C＝0.5×(X_B1+X_B2)，Y_C＝0.5×(Y_B1+Y_B2)，Z_C＝0.5×(Z_B1+Z_B2)。该棱镜辅助装置的卡扣B3具有大小可调功能，所以在不同粗细的大长径比构件上均可以使用。采用具有自动观测、精度更高的全站仪多测量测量可以得到毫米级精度的轴心坐标。

图3至图7可看到本发明方法所需采用的辅助棱镜定位装置的结构情况，辅助棱镜定位装置由两个大小、形状完全相同固定系构成，各固定系包含柔性固定带4、可与位于柔性固定带上的螺纹严密旋合的棱镜杆2、可与棱镜杆顶部的凹槽紧密连接的棱镜1(即B1)、位于柔性固定带前端用于连接另一柔性固定带尾端的卡扣3、位于柔性固定带尾端用于和另一柔性固定带前端卡扣相对应并标记有编号的卡槽202。

使用时，将二固定系，即：两根安装有棱镜杆和棱镜的柔性固定带通过卡扣首尾连接并紧密环绕在大长径比构件300表面，这一过程需要保证该装置的两个固定端的卡扣3(即前述B3和B4)与同一位置的卡槽相连接(通过各卡槽标记的数字实现)，从而使两棱镜中心的连线经过大长径比构件剖面内的圆心。用全站仪测量位于该装置上下两端的棱镜1(即前述B1和B2)，可得两棱镜的棱镜中心坐标：(X₁，Y₁，Z₁)；(X₂，Y₂，Z₂)。从而可精确得出这一位置该大长径比构件轴心坐标

所述大长径比构件其截面对称多边形状，如圆状、正方形、对称五边型。

Claims (3)

1.一种精密量测大长径比构件轴心坐标的方法，其特征在于，使用辅助棱镜定位装置的辅助棱镜B1和B2与全站仪A协同实现精密量测大长径比构件轴心坐标的测量；包括以下步骤：

1)由辅助棱镜定位装置，采用由两个完全相同的固定系以首尾紧密连接的形式环绕被测大长径比构件外部径向平面构成一个环状圈，当二固定系的叠合部分等长时表明所述环状圈与被测大长径比构件的直径平面共面,确定辅助棱镜B1和B2的定位；

2)在大长径比构件C上安装好辅助棱镜B1和B2，将辅助棱镜B1和B2均朝向全站仪A，在全站仪上测量辅助棱镜B1和B2的棱镜坐标为X_B1、Y_B1、Z_B1和X_B2、Y_B2、Z_B2；那么辅助棱镜所在大长径比构件C位置处大长径比构件轴心坐标则为：X_C＝0.5×(X_B1+X_B2)Y_C＝0.5×(Y_B1+Y_B2),Z_C＝0.5×(Z_B1+Z_B2)；

所述辅助棱镜定位装置由两个大小、形状完全相同的两个固定系构成，每个固定系包含：柔性固定带、可与位于柔性固定带上的螺纹严密旋合的棱镜杆、可与棱镜杆顶部的凹槽紧密连接的棱镜、位于柔性固定带前端用于连接另一柔性固定带尾端的卡扣、位于柔性固定带尾端用于和另一柔性固定带前端卡扣相对应并标记有编号的卡槽。

2.根据权利要求1所述之精密量测大长径比构件轴心坐标的方法，其特征在于，所述大长径比构件其截面为对称多边形状。

3.根据权利要求2所述之精密量测大长径比构件轴心坐标的方法，其特征在于，所述对称多边形状是圆状、正方形或对称五边形。