CN116465301A - 钢筋部品成型精度自动检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了钢筋部品成型精度自动检测方法，钢筋部品处于预制胎架内的精度检测与钢筋部品在场内集中堆放的精度检测是通过在钢筋部品的各面或四周安装多个加长靶球装置，再利用钢筋部品周侧的多个三维激光扫描仪对钢筋部品进行扫测，从而计算得出钢筋部品的测量数据；钢筋部品吊装的精度检测是通过在钢筋部品每个面相交处安装一组短距离面阵激光传感器，多组短距离面阵激光传感器组成动态测量系统，从而对钢筋部品吊装过程进行动态监控。解决了钢筋部品检测效率较低、人工劳动强度大、场地环境因素的影响，提高了钢筋部品精度检测效率，有效的促进了施工时对钢筋部品施工精度的控制。
Description
技术领域
本发明涉及钢筋部品施工的技术领域，具体涉及钢筋部品成型精度自动检测方法。
背景技术
装配式建筑施工技术具有减轻劳动强度，降低安全风险、提高施工效率等优点，近几年其应用也愈加广泛。
钢筋部品化施工技术整体思路主要为通过将建筑物中的钢筋在场内预制并提前组拼成部品，再将其整体吊装至待浇筑节段与预留钢筋进行对接、安装，安装完成后即可合模进行混凝土浇筑。而整个施工工艺的难点在于钢筋部品的成型精度的控制，钢筋部品的成型精度决定了其对接、安装的难易程度，不仅如此，若部品成型精度太低，还会造成钢筋混凝土保护层厚度不满足规范要求。目前常见的部品精度测量方法采用全站仪进行测量，但钢筋部品一般构造复杂，存在因钢筋部品胎架、场地环境因素影响造成无法有效测量。故亟需一种自动检测方法对钢筋部品成型精度进行快速检测，并反馈给技术人员对部品制作、吊装进行相应调整，从而确保钢筋部品顺利对接安装、钢筋混凝土保护层厚度满足规范要求。
发明内容
本发明的主要目的在于提供钢筋部品成型精度自动检测方法，解决上述背景技术中的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：包括钢筋部品处于预制胎架的精度检测、钢筋部品在场内集中堆放的精度检测以及钢筋部品吊装的精度检测；
钢筋部品处于预制胎架内的精度检测与钢筋部品在场内集中堆放的精度检测是通过在钢筋部品的各面或四周安装多个加长靶球装置，再利用钢筋部品周侧的多个三维激光扫描仪对钢筋部品进行扫测，从而计算得出钢筋部品的测量数据；
钢筋部品吊装的精度检测是通过在钢筋部品每个面相交处安装一组短距离面阵激光传感器，多组短距离面阵激光传感器组成动态测量系统，从而对钢筋部品吊装过程进行动态监控。
优选的，钢筋部品处于预制胎架内的精度检测的方法步骤如下：
S1、在钢筋部品的各面上竖向安装至少3组加长靶球装置，每组至少2个，每组中的加长靶球装置安装固定在同一道箍筋上；
S2、在钢筋部品周侧架设多个三维激光扫描仪，保证相邻的两个三维激光扫描仪能够重复测量至少3个相同的加长靶球装置，且3个加长靶球装置不同线；
S3、通过三维激光扫描仪对钢筋部品进行扫测，得出钢筋部品上的标志点数据，并利用测量软件按扫测顺序识别每个标志点的坐标，并转化到同一坐标系中；
S4、利用测量软件根据标志点的坐标计算出被转移的钢筋部品外轮廓边上的三维坐标，并计算出钢筋部品的边和面，将图纸数据可视化，生成钢筋部品的三维模型，从而得到钢筋部品的测量数据。
优选的，钢筋部品在场内集中堆放的精度检测的方法步骤如下：
A1、在钢筋部品的各面上竖向安装至少3组加长靶球装置，每组至少2个，每组中的加长靶球装置安装固定在同一道箍筋上；
A2、在钢筋部品周侧架设多个三维激光扫描仪，保证相邻的两个三维激光扫描仪能够同时测量至少3个相同的加长靶球装置，且3个加长靶球装置不同线；
A3、通过三维激光扫描仪对钢筋部品进行扫测，得到钢筋部品的点云数据；
A4、将点云数据通过软件进行初步优化处理，再通过数据处理软件进行数据处理，根据顶口和底口的主钢筋扫描数据，拟合出钢筋部品主钢筋中心线和半径；
A5、各标个志点通过数据处理软件拼接到一个坐标系，计算得出钢筋部品的面、边数据，并进行建三维模型，从而得到钢筋部品的测量数据。
优选的，钢筋部品吊装的精度检测前，通过全站仪对各短距离面阵激光传感器的位置进行标定，钢筋部品在空中晃动时通过其摆动周期的离散采样推算处控制角静止后的坐标，从而对钢筋部品在吊装过程中的动态监控。
优选的，加长靶球装置中的加长杆一端固设有快速夹和万向磁力座，另一端固设有多个靶球；
加长杆端部通过快速夹固定在内层箍筋上，万向磁力座用于将加长杆中部与外层箍筋连接，靶球为标志点。
优选的，数据处理软件的处理方法为：
通过人工点选取标志点或附近，程序自动寻找标志点的点云数据并计算出标志点的中心坐标；
对相邻扫描模型中标志点提取，提取时需对相同的标志点进行对应；
对模型进行粗拼接，然后对布局重叠模型进行二次自动精匹配，完成模型精密拼接。
本发明提供了钢筋部品成型精度自动检测方法，解决了钢筋部品检测效率较低、人工劳动强度大、场地环境因素的影响，提高了钢筋部品精度检测效率，有效的促进了施工时对钢筋部品施工精度的控制。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明钢筋部品处于预制胎架内俯视图；
图2是本发明加长靶球装置安装钢筋部品上的示意图；
图3是本发明处于预制胎架内的钢筋部品三维模型示意图；
图4是本发明加长靶球装置的结构视图；
图5是本发明钢筋部品堆放的三维模型示意图
图6是本发明钢筋部品吊装时示意图；
图7是本发明图6的俯视图；
图中：预制胎架1；钢筋部品2；加长靶球装置3；加长杆301；快速夹302；万向磁力座303；靶球304；三维激光扫描仪4；短距离面阵激光传感器5。
具体实施方式
实施例1
如图1~4所示，钢筋部品成型精度自动检测方法，钢筋部品2处于预制胎架1内的精度检测的方法步骤如下：
步骤一、首先在钢筋部品2各面上安装3组加长靶球装置3，每组2个，同组应在同一道箍筋上。加长靶球装置3如图4所示，通过快速夹302、万向磁力座303可适应单箍筋及搭接箍筋处安装将加长靶球装置3固定在钢筋部品2上，然后顺次固定加长杆301和两个靶球304即可。各面安安装完成后如图1~2所示；
利用徕卡3D Disto三维激光扫描仪4进行扫测，通过测量两个靶球304的位置及杆长，就可以推算出部件连接点的空间位置。扫测时按顺序测量，确保测量范围覆盖整个钢筋部品2，相邻站点之间扫测应有重叠范围，在重叠区域内应扫描到应保证3个同名靶球304先后均能被测量。
步骤二、导出徕卡3D Disto的钢筋部品2标志点数据，通过测量计算软件按测量顺序识别每个靶球304的坐标，并自动转化到同一坐标系下。
步骤三、测量软件根据靶球304坐标自动计算出被转移的钢筋部品2外轮廓边上的三维坐标，然后计算出钢筋部品2的边、面，并将图纸数据可视化，生成钢筋部品2的三维模型，如图3所示，即可得到钢筋部品2的测量数据。
实施例2
如图4~5所示，结合实施例1进一步说明：钢筋部品2在场内集中堆放的精度检测的方法步骤如下：
步骤一、在待扫测钢筋部品2四周安装靶球304，也可直接布置在部件上，靶球304的布置应满足两个相邻的观察站能够同时看到3个靶球304，且3个靶球304不共线；靶球304布置完成后，利用三维激光扫描仪4徕卡P40对钢筋部品2进行扫测，得到钢筋部品2的点云数据。
步骤二、完成的测量文件通过徕卡软件cyclone导入后，在徕卡软件中进行初步优化，删除无关数据，然后转化成透明格式。
步骤三、将cyclone输出的激光数据导入至数据处理软件中并进行数据处理，其方法为：首先人工点选标志点或附近，程序自动寻找标志球点云数据并计算出靶球304中心坐标。然后进行相邻扫描模型标志点提取，提取时需对同名标志点进行对应，即可对模型进行粗拼接，然后对局部重叠模型进行二次自动精匹配，完成模型精密拼接。
步骤四、根据顶口和底口的主钢筋扫描数据，拟合出钢筋部品2主钢筋中心线及半径。
步骤五、标志点通过程序自动拼接到一个坐标系，求解钢筋部品的面、边数据，并进行建模，如图5所示，从而得到完整的钢筋部品测量数据。
实施例3
如图6~7所示，结合实施例1进一步说明：钢筋部品2吊装的精度检测方法的如下：
根据钢筋部品2形状及其待安装位置，确定各面相交所在位置，在每个面相交处均布置一组短距离面阵激光传感器5，其自带imu系统，与其它各组组成动态测量系统；
安装位置如图7所示，测量前需先利用全站仪对各传感器位置进行标定，针对钢筋部品2在空中晃动，可通过其摆动周期的离散采样推算出控制角点静止后的坐标。从而实现对钢筋部品2在吊安过程中的动态监控。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.钢筋部品成型精度自动检测方法，其特征是：包括钢筋部品（2）处于预制胎架（1）的精度检测、钢筋部品（2）在场内集中堆放的精度检测以及钢筋部品（2）吊装的精度检测；
钢筋部品（2）处于预制胎架（1）内的精度检测与钢筋部品（2）在场内集中堆放的精度检测是通过在钢筋部品（2）的各面或四周安装多个加长靶球装置（3），再利用钢筋部品（2）周侧的多个三维激光扫描仪（4）对钢筋部品（2）进行扫测，从而计算得出钢筋部品（2）的测量数据；
钢筋部品（2）吊装的精度检测是通过在钢筋部品（2）每个面相交处安装一组短距离面阵激光传感器（5），多组短距离面阵激光传感器（5）组成动态测量系统，从而对钢筋部品（2）吊装过程进行动态监控。
2.根据权利要求1所述钢筋部品成型精度自动检测方法，其特征是：钢筋部品（2）处于预制胎架（1）内的精度检测的方法步骤如下：
S1、在钢筋部品（2）的各面上竖向安装至少3组加长靶球装置（3），每组至少2个，每组中的加长靶球装置（3）安装固定在同一道箍筋上；
S2、在钢筋部品（2）周侧架设多个三维激光扫描仪（4），保证相邻的两个三维激光扫描仪（4）能够重复测量至少3个相同的加长靶球装置（3），且重复测量的加长靶球装置（3）不同线；
S3、通过三维激光扫描仪（4）对钢筋部品（2）进行扫测，得出钢筋部品（2）上的标志点数据，并利用测量软件按扫测顺序识别每个标志点的坐标，并转化到同一坐标系中；
S4、利用数据处理软件根据标志点的坐标计算出被转移的钢筋部品（2）外轮廓边上的三维坐标，并计算出钢筋部品（2）的边和面，生成钢筋部品（2）的三维模型，从而得到钢筋部品（2）的测量数据。
3.根据权利要求1所述钢筋部品成型精度自动检测方法，其特征是：钢筋部品（2）在场内集中堆放的精度检测的方法步骤如下：
A1、在钢筋部品（2）的各面上竖向安装至少3组加长靶球装置（3），每组至少2个，每组中的加长靶球装置（3）安装固定在同一道箍筋上；
A2、在钢筋部品（2）周侧架设多个三维激光扫描仪（4），保证相邻的两个三维激光扫描仪（4）能够同时测量至少3个相同的加长靶球装置（3），且3个加长靶球装置（3）不同线；
A3、通过三维激光扫描仪（4）对钢筋部品（2）进行扫测，得到钢筋部品（2）的点云数据；
A4、将点云数据通过软件进行初步优化处理，再通过数据处理软件进行数据处理，根据顶口和底口的主钢筋扫描数据，拟合出钢筋部品（2）主钢筋中心线和半径；
A5、各标志点通过数据处理软件拼接到一个坐标系，计算得出钢筋部品（2）的面、边数据，并进行建三维模型，从而得到钢筋部品（2）的测量数据。
4.根据权利要求1所述钢筋部品成型精度自动检测方法，其特征是：钢筋部品（2）吊装的精度检测前，通过全站仪对各短距离面阵激光传感器（5）的位置进行标定，钢筋部品（2）在空中晃动时通过其摆动周期的离散采样推算处控制角静止后的坐标，从而对钢筋部品（2）在吊装过程中的动态监控。
5.根据权利要求2或3中任意一项所述钢筋部品成型精度自动检测方法，其特征是：加长靶球装置（3）中的加长杆（301）一端固设有快速夹（302）和万向磁力座（303），另一端固设有多个靶球（304）；
加长杆（301）端部通过快速夹（302）固定在内层箍筋上，万向磁力座（303）用于将加长杆（301）中部与外层箍筋连接，靶球（304）为标志点。
6.根据权利要求2或3中任意一项所述钢筋部品成型精度自动检测方法，其特征是：数据处理软件的处理方法为：
通过人工点选取标志点或附近，程序自动寻找标志点的点云数据并计算出标志点的中心坐标；
对相邻扫描模型中标志点提取，提取时需对相同的标志点进行对应；
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