CN114088008A - 一种全站仪一站测量起重机旁弯的方法 - Google Patents

一种全站仪一站测量起重机旁弯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全站仪一站测量起重机旁弯的方法，包括：当使用全站仪免棱镜模式进行测量时：将全站仪架设到能够同时通视起重机两根主梁任一腹板离上翼缘板80‑120mm处的位置；当使用全站仪棱镜模式配合辅助装置进行测量时：选定测点后，将水平弯曲辅助装置放到主梁腹板对应位置，配合棱镜杆和棱镜进行测量，需要注意的是全站仪架设位置要保证能够同时通视棱镜的棱镜中心位置，并且保证能够同时通视主梁的内腹板或者主梁的外腹板对应的棱镜中心；其测量范围是主梁第一块大隔板到最后一块大隔板的范围对应测点位置；使用全站仪对相应测点的坐标值进行测量并记录，使用公式计算主梁两端第一块大隔板距离，并拟合一条直线，通过点到直线距离公式计算主梁的水平弯曲度。

Description

一种全站仪一站测量起重机旁弯的方法
技术领域
本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种全站仪一站测量起重机旁弯的方法。
背景技术
传统测量方法是：在主梁腹板上方，离上翼缘板约100mm处，将两等高块分别置于主梁的两端，紧拉一根直径为0.49-0.5mm的钢丝平行于上翼缘板，从主梁端部第一块大隔板起，在每块大隔板处用钢尺测量腹板与钢丝间间距并记录。每个间距与等高块之差即为主梁水平方向弯由值，负直表明主梁向走台侧凸曲，正值表明主实向走台侧凹曲，弯曲最大绝对值与主梁两端第一块大隔板距离之比即为主梁水平方向弯曲度。此种测量方法需拉设钢丝和用钢尺测量钢丝和腹板间的距离，为使用全站仪等先进的方法进行测量。
对比资料1：一种检测起重机主梁旁弯度的装置
一种检测起重机主梁旁弯度的装置,其特征在于该装置包括激光仪(2)、目标靶(3)、微机处理系统(4),激光仪(2)通过磁力座(5)固定在起重机被测主梁(1)一端的腹板上,目标靶(3)放置在起重机被测主梁(1)腹板的测点上,目标靶(3)中设置有线性阵列传感器,线性阵列传感器的输出端与微机处理系统(4)的输入端相连本发明具体涉及一种检测起重机主梁旁弯度的装置。本发明具有易于安装、操作方便、检测精度较高等特点,可适用于各种桥式、门式起重机主梁旁弯度的检测。本发明需要使用发射器和接收器，而且用到多个发射器，操作起来较为复杂。
对比资料2：旁弯检测装置、起重机及旁弯检测方法
本申请涉及起重机臂弯测量技术领域,尤其是涉及一种旁弯检测装置、起重机及旁弯检测方法,旁弯检测装置应用于起重机,起重机包括转台以及与转台相连接的机械臂,旁弯检测装置包括：接收器、第一发射器以及第二发射器；其中,接收器设置于机械臂的远离转台的臂头部处；第一发射器以及第二发射器分别设置于转台的与机械臂垂直距离相等的左、右两个位置处。采用电信号测距,能够精确计算出机械臂的旁弯量,即能够根据旁弯量实时监测出起重机的机械臂的旁弯程度。本发明需要使用发射器和接收器，而且用到多个发射器，操作起来较为复杂。
对比资料3：一种起重机大臂旁弯检测方法
本发明公开了一种起重机大臂旁弯检测方法,包括以下步骤：S10：在起重机附近架设基准站；S20：在起重机的臂头与臂尾分别安装卫星定位接收模块,用于测量臂头与臂尾的位置信息,在起重机大臂转台上安装有回转角度传感器；S30：将卫星定位接收模块测量到的臂头与臂尾的位置信息发送至基准站；S40：基准站将采集的载波相位信号发送至用户接收机,通过用户接收机进行求差解算坐标,实时得到起重机臂头与臂尾的精准定位,本发明提利用卫星定位系统,对大臂的位置进行测量,然后经过比较计算得出旁弯的大小与方向,该方法利用RTK与GPS技术,检测精度可达厘米级,安全可靠,能够有效的对大臂旁弯进行测量,保证整改系统工作的安全。本方法需要用到GPS等设备配合进行，操作繁琐使用成本高，而且不能用于室内起重机旁弯检测。
发明内容
为了缩短起重机水平弯曲测量时间，提高测量效率，发明了一种全站仪一站测量起重机旁弯的方法，该发明操作简单，测量时间短，精确度高。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种全站仪一站测量起重机旁弯的方法，包括：
当使用全站仪免棱镜模式进行测量时：将全站仪架设到能够同时通视起重机两根主梁任一腹板离上翼缘板80-120mm处的位置，优选100mm；
当使用全站仪棱镜模式配合辅助装置进行测量时：选定测点后，将水平弯曲辅助装置放到主梁腹板对应位置，配合棱镜杆和棱镜进行测量，需要注意的是全站仪架设位置要保证能够同时通视棱镜的棱镜中心位置，并且保证能够同时通视主梁的内腹板或者主梁的外腹板对应的棱镜中心；其测量范围是主梁第一块大隔板到最后一块大隔板的范围对应测点位置；
使用全站仪对相应测点的坐标值进行测量并记录，使用公式计算主梁两端第一块大隔板距离，并拟合一条直线，通过点到直线距离公式计算主梁的水平弯曲度。
进一步的，所述辅助装置包括接触装置以及与所述接触装置相切固定的棱镜杆夹持装置，所述棱镜杆夹持装置上设置有紧固装置。
进一步的，所述棱镜杆夹持装置呈U型，且其下端为两半式结构并通过所述紧固装置可拆卸固定。
进一步的，所述接触装置为中空的圆柱状。
进一步的，具体的公式计算过程如下：
使用公式计算主梁两端第一块大隔板距离点到点的距离公式为：
Figure BDA0003308925770000031
式中：
S1为主梁两端第一块大隔板距离；
x1为腹板第一个测量北坐标值，y1为腹板第一个测量东坐标值；
xmax为腹板最后一个测量北坐标值，ymax为腹板最后一个测量东坐标值。
利用主梁两端第一块大隔板的测量坐标值拟合一条直线，见公式一和公式二，得到直线方程yi＝kxi+b：
公式一：
Figure BDA0003308925770000041
公式二：
Figure BDA0003308925770000042
式中：
k为轨道直线方程斜率；
b轨道直线方程的截距；
n为每条轨道坐标测量总数量2；
xi为轨道第i个测量北坐标值，yi为轨道第i个测量东坐标值；
通过点到直线距离公式分别计算点(xi，yi)到直线yi＝kxi+b的距离Ci，见公式三：
公式三：
Figure BDA0003308925770000043
公式中的直线方程为Axi+Byi+C＝0，其是由yi＝kxi+b变换而来，点i的坐标为(xi,yi)；
A为xi的常数系数；
B为yi的常数系数；
C为式常数系数；
Ci为该点处的水平弯曲度；
取Ci的最大值MAX(C1、C2.....Ci)为主梁的水平弯曲度；
计算主梁两端第一块大隔板测量点的方位角，分别再计算主梁一端第一块大隔板测量点与所有测点的方位角，根据方位角判断起重机内弯、外弯。
5、根据权利要求4所述的全站仪一站测量起重机旁弯的方法，其特征在于：根据规范计算最大允许限差一般为S1/2000，S1为主梁两端第一块大隔板距离。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
该发明操作简单，测量时间短，精确度高
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为起重机测量侧视图；
图2为起重机测量俯视图；
图3为使用水平弯曲的辅助装置后的一站测量示意图；
图4为辅助装置的示意图；
图5为主梁外弯内弯判断图，其中N方向为仪器自由建站时的北方向，值得注意的是不一定是地理位置的北方向，在测量建站时要以要测量主梁外侧腹板的法向量大约方向进行自由建站；
图6为主梁水平弯曲具体计算参数对照图。
附图标记说明：1-主梁1，2-主梁2，3-主梁2外腹板，4-主梁2内腹板，5-全站仪，6-主梁1内腹板，7-主梁1外腹板，8-起重机次梁，9-建筑物构件，10-建筑走台，11-起重机走台，12-棱镜杆，13-棱镜，14-辅助装置。
具体实施方式
下面结合附图1、2、3、4、5和6对技术方案的实施作进一步详细描述，以求更为清楚明白地闸述其结构和工作原理。
本发明的具体实施方式是：
当使用全站仪免棱镜模式进行测量时：将全站仪5架设到能够同时通视起重机两根主梁1、2任一腹板(内腹板4、6或者外腹板3、7)离上翼缘板约100mm处的位置，即全站仪5架设位置能够同时通视：(1)图1、图2中主梁2外腹板3和主梁1内腹板6离上翼缘板约100mm处的位置，主梁第一块大隔板到最后一块大隔板的范围；(2)图1、图2中主梁2内腹板4和主梁1外腹板7离上翼缘板约100mm处的位置，主梁第一块大隔板到最后一块大隔板的范围；(3)图1、图2中主梁2内腹板4和主梁1内腹板6离上翼缘板约100mm处的位置，主梁第一块大隔板到最后一块大隔板的范围，如图1、2所示可以将仪器架设到A、B两种位置，A位置为厂房地面或者平台上起重机主梁侧面合适位置，B位置为起重机次梁8侧面或者次梁8上方合适位置，但是A、B两种位置只是实现本专利的案例，并不限定本专利的保护范围。
当使用全站仪棱镜模式配合辅助装置14进行测量时：如图3所示，选定测点(腹板离上翼缘板约100mm处的位置)后，将水平弯曲辅助装置14放到主梁1、2腹板3、4、6、7对应位置(参考：在《一种测量起重机水平弯曲的辅助装置》两份专利中有详细论述，由于这两种专利还在提交中所以本文目前还不能给出专利号)配合棱镜杆12和棱镜13进行测量，需要注意的是全站仪5架设位置要保证能够同时通视棱镜13的棱镜中心位置，并且保证能够同时通视主梁1的内腹板6或者主梁1的外腹板7和主梁2的内腹板4或者主梁1的外腹板3对应的棱镜中心。其测量范围是主梁第一块大隔板到最后一块大隔板的范围对应测点位置。如图3所示可以将仪器架设到A、B、C三种位置，A位置为起重机主梁1、2上，B位置为建筑物构件9上合适位置的建筑走台10上表面，C位置为起重机走台11上表面合适位置，但是A、B、C三种位置只是实现本专利的案例，并不限定本专利的保护范围。
如图4所示，辅助装置14包括接触装置以及与所述接触装置相切固定的棱镜杆夹持装置，所述棱镜杆夹持装置上设置有紧固装置。所述棱镜杆夹持装置呈U型，且其下端为两半式结构并通过所述紧固装置可拆卸固定。所述接触装置为中空的圆柱状。
使用全站仪5对相应测点的坐标值进行测量并记录，使用公式计算主梁两端第一块大隔板距离，并拟合一条直线，通过点到直线距离公式计算主梁的水平弯曲度。具体数据处理方法如下：
结合图5、6，具体的计算过程如下：
使用公式计算主梁两端第一块大隔板距离点到点的距离公式为：
Figure BDA0003308925770000071
式中：
S1为主梁两端第一块大隔板距离；
X1为腹板第一个测量点的北坐标值，y1为腹板第一个测量点的东坐标值；
xmax为腹板最后一个测量点的北坐标值，ymax为腹板最后一个测量点的东坐标值。
3、利用主梁两端第一块大隔板的测量坐标值拟合一条直线(公式见公式一和公式二)，得到直线方程yi＝kxi+b。
公式一：
Figure BDA0003308925770000081
公式二：
Figure BDA0003308925770000082
式中：
k为轨道直线方程斜率；
b轨道直线方程的截距；
n为每条轨道坐标测量总数量2；
xi为轨道第i个测量北坐标值，yi为轨道第i个测量东坐标值；
4、通过点到直线距离公式分别计算点(xi，yi)到直线yi＝kxi+b的距离Ci，见公式三：
公式三：
Figure BDA0003308925770000083
公式中的直线方程为Axi+Byi+C＝0，其是由直线方程yi＝kxi+b变换而来，点i的坐标为(xi,yi)；
A为xi的常数系数；
B为yi的常数系数；
C为式常数系数；
Ci为该点处的水平弯曲度；
5、取Ci的最大值MAX(C1、C2.....Ci)为主梁的最大水平弯曲度。
6、计算主梁两端第一块大隔板测量点的方位角，分别在计算主梁一端第一块大隔板测量点与所有测点的方位角，根据方位角判断起重机内弯、外弯，见图5中∠2和∠1为方位角的示意图，∠2和∠1的大小计算可以通过多种方法进行，本文使用公式四及公式五的方法进行举例，但并不限定本发明的保护范围。
公式四：∠1＝(ymax-y1)/(xmax-x1)
公式五：∠2＝(y弯-y1)/(x弯-x1)
(x弯，y弯)为主梁最大水平弯曲处的测量点坐标；(x1，y1)为腹板第一个测量点的坐标值；(xmax，ymax)为腹板最后一个测量点的坐标值；∠1为腹板最后一个测量点的方位角；∠2为主梁最大水平弯曲测量点的方位角。
7、如果∠2大于∠1为内弯，反之∠1大于∠2为外弯。
8、根据规范计算最大允许限差一般为S1/2000，S1为主梁两端第一块大隔板距离。
根据规范计算最大允许限差一般为S1/2000，S1为主梁两端第一块大隔板距离。
需要注意的是本专利所表述案例及图示均为起重机主梁水平弯曲，但是其测量方法适用于起重机副梁，此表述并不限制本专利的保护范围。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种全站仪一站测量起重机旁弯的方法，其特征在于：包括：
当使用全站仪免棱镜模式进行测量时：将全站仪架设到能够同时通视起重机两根主梁任一腹板离上翼缘板80-120mm处的位置；
当使用全站仪棱镜模式配合辅助装置进行测量时：选定测点后，将水平弯曲辅助装置放到主梁腹板对应位置，配合棱镜杆和棱镜进行测量，需要注意的是全站仪架设位置要保证能够同时通视棱镜的棱镜中心位置，并且保证能够同时通视主梁的内腹板或者主梁的外腹板对应的棱镜中心；其测量范围是主梁第一块大隔板到最后一块大隔板的范围对应测点位置；
使用全站仪对相应测点的坐标值进行测量并记录，使用公式计算主梁两端第一块大隔板距离，并拟合一条直线，通过点到直线距离公式计算主梁的水平弯曲度。
2.根据权利要求1所述的全站仪一站测量起重机旁弯的方法，其特征在于：所述辅助装置包括接触装置以及与所述接触装置相切固定的棱镜杆夹持装置，所述棱镜杆夹持装置上设置有紧固装置。
3.根据权利要求2所述的全站仪一站测量起重机旁弯的方法，其特征在于：所述棱镜杆夹持装置呈U型，且其下端为两半式结构并通过所述紧固装置可拆卸固定。
4.根据权利要求2所述的测量起重机水平弯曲的辅助装置，其特征在于，所述接触装置为中空的圆柱状。
5.根据权利要求1所述的全站仪一站测量起重机旁弯的方法，其特征在于：具体的计算过程如下：
使用公式计算主梁两端第一块大隔板距离点到点的距离公式为：
Figure FDA0003308925760000021
式中：
S1为主梁两端第一块大隔板距离；
x1为腹板第一个测量北坐标值，y1为腹板第一个测量东坐标值；
xmax为腹板最后一个测量北坐标值，ymax为腹板最后一个测量东坐标值。
利用主梁两端第一块大隔板的测量坐标值拟合一条直线，见公式一和公式二，得到直线方程yi＝kxi+b：
公式一：
Figure FDA0003308925760000022
公式二：
Figure FDA0003308925760000023
式中：
k为轨道直线方程斜率；
b轨道直线方程的截距；
n为每条轨道坐标测量总数量2；
xi为轨道第i个测量北坐标值，yi为轨道第i个测量东坐标值；
通过点到直线距离公式分别计算点(xi，yi)到直线yi＝kxi+b的距离Ci，见公式三：
公式三：
Figure FDA0003308925760000024
公式中的直线方程为Axi+Byi+C＝0，其是由yi＝kxi+b变换而来，点i的坐标为(xi,yi)；
A为xi的常数系数；
B为yi的常数系数；
C为式常数系数；
Ci为该点处的水平弯曲度；
取Ci的最大值MAX(C1、C2.....Ci)为主梁的水平弯曲度；
计算主梁两端第一块大隔板测量点的方位角，分别再计算主梁一端第一块大隔板测量点与所有测点的方位角，根据方位角判断起重机内弯、外弯。
6.根据权利要求5所述的全站仪一站测量起重机旁弯的方法，其特征在于：根据规范计算最大允许限差一般为S1/2000，S1为主梁两端第一块大隔板距离。
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