CN114001860B - 一种非接触式测量大型板构件质心的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种非接触式测量大型板构件质心的方法，本发明利用激光标线仪配合坐标纸和数显水平尺，就可以实现起吊后远距离非接触测量板结构质心坐标，从而在保证测量精度的同时排除了检测人员的安全隐患，有效避免了由于测量过程中意外晃动、掉落对人员造成的伤害。本发明具有操作简单，测量效率高等特点，特别适用于大型板构件质心的检测。
Description
技术领域
本发明涉及计量检测领域，具体涉及一种非接触式测量大型板构件质心的方法。
背景技术
已知的，大型板结构件在机械类产品中属于常见结构件。其特点是面积与厚度比极大，尺寸重量大，形状复杂，常见于矿山、海工等特大型装备上，其尺寸在几米到几十米、重量在几十吨到上百吨不等。为保证板结构件正常工作，不会出现因为结构件自身偏重导致产品整体偏心，导致运行不稳定或在运行中倒塌等现象，往往需要对结构件的质心位置进行检测，以保证产品整体中心满足设计要求。
目前，针对质心的检测方式，通常采用悬垂法直接测量，通过多次测量划出垂线在结构件上的位置，找出垂线交点，进而得到质心位置，此方法简单直观，为现今通用方法。但面对重达几十吨上百吨的板结构件，测量时由于悬吊带来问题成为安全隐患。为了测量准确，悬吊式不能有外物对结构件进行辅助支撑，整个结构件处在悬空状态，测量人员需要在承受巨大心理压力及安全隐患的情况下靠近板结构件进行垂线划线，有悖于安全生产原则。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种非接触式测量大型板构件质心的方法，本发明利用激光标线仪配合坐标纸，以及数显水平尺，就可以实现人员在危险区域之外进行质心检测，在保证测量精度的同时，解决了测量时存在的安全隐患，保证了检测人员的生命安全。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种非接触式测量大型板构件质心的方法，所述大型板构件具有一主面，该方法包括以下步骤：
步骤一、检测前，在主面上划出主面的X轴和质心投影点，然后过质心投影点划出Y轴，并做标记；
然后将专用坐标纸粘贴在大型板构件的主面上，使其坐标原点与质心投影点位置重合，并使专用坐标纸的X轴方向与主面的X轴重合；
步骤二、在大型板构件的其中一个侧面一角安装二自由度吊具，通过二自由度吊具将大型板构件吊起，同时在大型板构件的正前方设置激光标线仪；
步骤三、待大型板构件保持稳定状态后，将激光标线仪在水平和竖直两方向上发射的射线调平至与地面平行和竖直的状态，然后将竖直方向的射线找正二自由度吊具的挂点中心，并根据激光标线仪发射的射线在大型板构件的正面投影，使用望远镜读取专用坐标纸上竖直方向的射线两端坐标值，并做记录；
步骤四、将起吊位置更换到大型板构件同一个侧面的中间位置，然后将数显水平尺沿主面的X轴方向吸附在主面上，重复步骤三，通过望远镜读取专用坐标纸上竖直方向的射线两端坐标值及数显水平尺的角度值α，并做记录；
步骤五、将步骤三和步骤四读取的竖直方向的射线两端坐标值复现在新的坐标纸上，两条射线的交点坐标值即为质心在大型板构件主面上投影点的坐标值；
步骤六、根据数显水平尺的角度值α以及步骤五获取的坐标值，通过计算得出质心沿厚度方向上距主面的距离，从而可得到大型板构件质心的坐标值，完成测量。
进一步的，所述步骤六中，计算质心沿厚度方向上距主面的距离L的公式为：L=A×tanα，其中，A为将起吊位置更换到大型板构件同一个侧面的中间位置时挂点与质心两者在主面上投影的直线距离。
进一步的，所述的二自由度吊具，其自由度为两个水平轴，大型板构件可在两个水平轴上自由旋转，并自动下垂。
进一步的，所述的专用坐标纸粘贴在大型板构件的主面上时，专用坐标纸与大型板构件的主面两者的X轴和Y轴重合。
进一步的，所述激光标线仪的型号为东成FF04-41型。
进一步的，所述数显水平尺的型号为博世GIM60型。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用激光标线仪配合坐标纸和数显水平尺，就可以实现起吊后远距离非接触测量板结构质心坐标，从而在保证测量精度的同时排除了检测人员的安全隐患，有效避免了由于测量过程中意外晃动、掉落对人员造成的伤害。本发明具有操作简单，测量效率高等特点，特别适用于大型板构件质心的检测。
附图说明
图1是将二自由度吊具安装在大型板构件其中一个侧面一角时的测量状态示意图；
图2是将二自由度吊具安装在大型板构件同一个侧面的中间位置时的测量状态示意图；
图中标记：1、大型板构件，2、主面，3、X轴，4、Y轴，5、质心投影点，6、竖直方向的射线，7、专用坐标纸，8、二自由度吊具，9、激光标线仪，10、数显水平尺。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，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作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。
本发明一种非接触式测量大型板构件质心的方法的原理如下：先通过激光标线仪9配合专用坐标纸7来实现对质心在大型板构件1主面上投影点的检测，再通过数显水平尺10的测量值来计算得出质心沿厚度方向上距主面的距离，从而可得到大型板构件质心的坐标值，完成测量。
本发明的技术方案具体如下：一种非接触式测量大型板构件质心的方法，所述大型板构件具有一主面，该方法包括以下步骤：
步骤一、检测前，在主面上划出主面的X轴3和质心投影点5，然后过质心投影点划出Y轴4，并做标记；
然后将专用坐标纸7粘贴在大型板构件的主面2上，使其坐标原点与质心投影点位置重合，并使专用坐标纸7的X轴方向与主面的X轴3重合；
步骤二、在大型板构件1的其中一个侧面一角安装二自由度吊具8，通过二自由度吊具将大型板构件1吊起，同时在大型板构件1的正前方设置激光标线仪9，将二自由度吊具安装在大型板构件其中一个侧面一角时的测量状态示意图如图1所示，本实施例中的二自由度吊具8，其自由度为两个水平轴，大型板构件可在两个水平轴上自由旋转，并自动下垂；
步骤三、待大型板构件1保持稳定状态后，将激光标线仪9在水平和竖直两方向上发射的射线调平至与地面平行和竖直的状态，然后将竖直方向的射线6找正二自由度吊具8的挂点中心，并根据激光标线仪9发射的射线在大型板构件的正面投影，使用望远镜读取专用坐标纸7上竖直方向的射线6两端坐标值，并做记录；此处需要说明的是，激光标线仪9应设置在距大型板构件1不远处，以保证其发射的竖直方向的射线6能够照射到挂点中心。
步骤四、将起吊位置更换到大型板构件同一个侧面的中间位置，然后将数显水平尺10沿主面的X轴3方向吸附在主面上，重复步骤三，通过望远镜读取专用坐标纸7上竖直方向的射线6两端坐标值及数显水平尺10的角度值α，并做记录，将二自由度吊具安装在大型板构件同一个侧面的中间位置时的测量状态示意图如图2所示；
步骤五、将步骤三和步骤四读取的竖直方向的射线6两端坐标值复现在新的坐标纸上，两条射线的交点坐标值即为质心在大型板构件1主面2上投影点的坐标值；
步骤六、根据数显水平尺10的角度值α以及步骤五获取的坐标值，通过计算得出质心沿厚度方向上距主面的距离，从而可得到大型板构件质心的坐标值，完成测量。
具体计算质心沿厚度方向上距主面的距离L的公式为：L=A×tanα，其中，A为将起吊位置更换到大型板构件同一个侧面的中间位置时挂点与质心两者在主面上投影的直线距离，α为数显水平尺10的测量结果。此处需要说明的是，A值在计算时，用挂点的X轴坐标减去质心在大型板构件1主面2上投影点的X轴坐标即可得出，而挂点的X轴坐标在步骤一建立坐标系时即可得出。
为了达到最佳的测量效果，所述的专用坐标纸7粘贴在大型板构件的主面2上时，专用坐标纸7与大型板构件的主面2两者的X轴3和Y轴4重合。
进一步的，本实施例中，所述激光标线仪9的型号为东成FF04-41型；所述数显水平尺10的型号为博世GIM60型。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种非接触式测量大型板构件质心的方法，所述大型板构件具有一主面，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、检测前，在主面上划出主面的X轴和质心投影点，然后过质心投影点划出Y轴，并做标记；
然后将专用坐标纸粘贴在大型板构件的主面上，使其坐标原点与质心投影点位置重合，并使专用坐标纸的X轴方向与主面的X轴重合；
步骤二、在大型板构件的其中一个侧面一角安装二自由度吊具，通过二自由度吊具将大型板构件吊起，同时在大型板构件的正前方设置激光标线仪；
步骤三、待大型板构件保持稳定状态后，将激光标线仪在水平和竖直两方向上发射的射线调平至与地面平行和竖直的状态，然后将竖直方向的射线找正二自由度吊具的挂点中心，并根据激光标线仪发射的射线在大型板构件的正面投影，使用望远镜读取专用坐标纸上竖直方向的射线两端坐标值，并做记录；
步骤四、将起吊位置更换到大型板构件同一个侧面的中间位置，然后将数显水平尺沿主面的X轴方向吸附在主面上，重复步骤三，通过望远镜读取专用坐标纸上竖直方向的射线两端坐标值及数显水平尺的角度值α，并做记录；
步骤五、将步骤三和步骤四读取的竖直方向的射线两端坐标值复现在新的坐标纸上，两条射线的交点坐标值即为质心在大型板构件主面上投影点的坐标值；
步骤六、根据数显水平尺的角度值α以及步骤五获取的坐标值，通过计算得出质心沿厚度方向上距主面的距离，从而可得到大型板构件质心的坐标值，完成测量。
2.根据权利要求1所述的一种非接触式测量大型板构件质心的方法，其特征在于，所述步骤六中，计算质心沿厚度方向上距主面的距离L的公式为：L=A×tanα，其中，A为将起吊位置更换到大型板构件同一个侧面的中间位置时挂点与质心两者在主面上投影的直线距离。
3.根据权利要求1所述的一种非接触式测量大型板构件质心的方法，其特征在于，所述的二自由度吊具，其自由度为两个水平轴，大型板构件可在两个水平轴上自由旋转，并自动下垂。
4.根据权利要求1所述的一种非接触式测量大型板构件质心的方法，其特征在于，所述的专用坐标纸粘贴在大型板构件的主面上时，专用坐标纸与大型板构件的主面两者的X轴和Y轴重合。
5.根据权利要求1所述的一种非接触式测量大型板构件质心的方法，其特征在于，所述激光标线仪的型号为东成FF04-41型。
6.根据权利要求1所述的一种非接触式测量大型板构件质心的方法，其特征在于，所述数显水平尺的型号为博世GIM60型。
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