CN206450208U - 拱桥线型测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种拱桥线型测量装置，包括：主机、支撑架、U型支架、水平转台机构及竖直转台机构，所述U型支架固定连接于所述水平转台机构上，所述水平转台机构设于所述支撑架上，所述竖直转台机构固定于U型支架上，所述竖直转台机构上固定有视觉引导组件及激光测距组件，所述视觉引导组件及激光测距组件通讯连接于主机。本实用新型拱桥线型测量装置通过设置视觉引导进行准确经一次标定后即可进行测量，使用方便，结构简单，提高了测量的准确度，同时由于不存在正交性要求，从而显著降低由于结构参数导致的废品率。
Description
技术领域
本实用新型涉及精密测量的技术领域，特别涉及一种拱桥线型测量装置。
背景技术
目前，在桥梁工程中对大型拱桥线型或其它远距离大尺寸形貌测量仪器均采用正交轴系结构，对于设备的装配提出了很高的技术要求，且存在不可消除的非正交性误差。另外，因不可修复的非正交性缺陷导致零件报废的情况亦时有发生。故而，近年来出现了非正交仪器的设计理念，通过利用三轴非正交的结构设计简化设备的装配流程，以降低废品率并消除非正交性误差。
中国专利CN 201410850221.8公开了一种基于非正交轴系激光经纬仪的测量方法，其包括：采用两个一维转台或一个二维转台及一个点状准直激光器构建非正交轴系激光经纬仪；若采用两个一维转台，则其中一个设置为水平转台，提供竖直轴，另一个设置为竖直转台，提供横轴，点状准直激光器提供可视化的视准轴；若采用一个二维云台，则其两维的旋转部分分别提供竖直轴及横轴，点状准直激光器提供可视化的视准轴。
上述基于非正交轴系激光经纬仪的测量方法结构较复杂，在测量时需要两台设备，即两台非正交轴系激光经纬仪，方能组成完整的测量系统，且在测量过程中，要求两设备激光相交于一点完成单点测量。在多点测量时耗消耗时间长，并且不具备视觉引导功能，需要人工瞄准，操作过程复杂。另外，由于转台精度与分辨率的限制，在远距离测量时，两设备的激光可能无法精确交汇于一点，从而影响了测量的准确度。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种拱桥线型测量装置，其结构简单，通过设置视觉引导进行准确经一次标定后即可进行测量，使用方便，能提高测量的准确度。
为达到上述目的，本实用新型提出了一种拱桥线型测量装置，包括：主机、支撑架、U型支架、水平转台机构及竖直转台机构，所述U型支架固定连接于所述水平转台机构上，所述水平转台机构设于所述支撑架上，所述竖直转台机构固定于U型支架上，所述竖直转台机构上固定有视觉引导组件及激光测距组件，所述视觉引导组件及激光测距组件通讯连接于主机。
进一步，在上述的拱桥线型测量装置中，所述水平转台机构包括第一电机、第一转轴及水平转台，所述第一电机固定于支撑架上且电连接于主机，所述第一转轴连接于第一电机的输出轴，所述水平转台的底部固定于第一转轴，所述水平转台的顶部与U型支架固定连接。
进一步，在上述的拱桥线型测量装置中，所述U型支架包括固定于所述水平转台上的底板及相对设置的两侧板，所述两侧板均垂直固定于所述底板上，所述竖直转台机构固定于所述两侧板之间。
进一步，在上述的拱桥线型测量装置中，所述竖直转台机构包括第二电机、第二转轴及竖直转台，所述第二电机固定于一侧板上且电连接于主机，所述第二转轴一端连接于第二电机的输出轴，另一端通过轴承安装于另一侧板上，所述第二转轴上连接有光学平板，所述视觉引导组件及激光测距组件固定于所述光学平板上。
进一步，在上述的拱桥线型测量装置中，所述激光测距组件包括固定于光学平板上的底座、固定于底座上的顶盖及固定于底座、顶盖之间的激光测距模块，所述激光测距模块通讯连接于主机。
进一步，在上述的拱桥线型测量装置中，所述底座顶部设有用于收容所述激光测距模块的凹槽，所述凹槽的一端设有用于固定所述激光测距模块的板状销，所述顶盖上设有用于抵持所述激光测距模块的顶丝。
进一步，在上述的拱桥线型测量装置中，所述激光测距模块通过蓝牙方式与主机通讯。
进一步，在上述的拱桥线型测量装置中，所述激光测距模块通过电池或USB口供电。
进一步，在上述的拱桥线型测量装置中，所述视觉引导组件包括配有变焦镜头的工业相机。
本实用新型拱桥线型测量装置通过设置视觉引导进行准确经一次标定后即可进行测量，使用方便，结构简单，提高了测量的准确度，同时由于不存在正交性要求，从而显著降低由于结构参数导致的废品率。
附图说明
图1为本实用新型拱桥线型测量装置的结构示意图；
图2为图1中激光测量组件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
请参阅图1及图2，本实用新型拱桥线型测量装置，用于测量大型拱桥线型或其它远距离大尺寸建筑的外形尺寸，所述装置包括：主机（图未示）、支撑架1、U型支架2、水平转台机构3及竖直转台机构4，所述U型支架2固定连接于所述水平转台机构3上，所述水平转台机构3设于所述支撑架1上，所述竖直转台机构4固定于U型支架2上，所述竖直转台机构4上固定有视觉引导组件5及激光测距组件6，所述视觉引导组件5及激光测距组件6通讯连接于主机。
其中，所述支撑架1用于将支撑固定整个测量装置，可放置于地面或其他平整面上。本实施例中，所述支撑架1为三脚架。
所述水平转台机构3包括第一电机31、第一转轴32及水平转台33，所述第一电机31固定于支撑架1上且电连接于主机，所述第一转轴32连接于第一电机31的输出轴，所述水平转台33的底部固定于第一转轴32，所述水平转台33的顶部与U型支架2固定连接。这样，通过主机驱动第一电机31的工作，可驱动所述第一转轴32转动，从而带动水平转台33、U型支架2及所述视觉引导组件5及激光测距组件6绕第一转轴32在水平面内转动，即为所述视觉引导组件5及激光测距组件6提供水平方向的旋转自由度。
所述U型支架2包括固定于所述水平转台33上的底板21及相对设置的两侧板22，所述两侧板22均垂直固定于所述底板21上，所述竖直转台机构4固定于所述两侧板22之间。
所述竖直转台机构4包括第二电机41、第二转轴42及光学平板43，所述第二电机41固定于一侧板22上且电连接于主机，所述第二转轴42一端连接于第二电机41的输出轴，另一端通过轴承44安装于另一侧板22上，所述光学平板43固定于第二转轴42，所述视觉引导组件5及激光测距组件6固定于所述光学平板43上。这样，通过主机驱动第二电机41的工作，可驱动所述第二转轴42转动，从而带动光学平板43、视觉引导组件5及激光测距组件6绕第二转轴42在竖直面内转动，即为所述视觉引导组件5及激光测距组件6提供竖直方向的旋转自由度。
所述视觉引导组件5包括配有变焦镜头的工业相机，所述视觉引导组件5通过固定件（螺丝螺母）固定于光学平板43上，并保证所述视觉引导组件5的光轴与激光测距组件6的光轴大致平行。在测量远距离或具有较大深度的目标时，变焦镜头可针对性地进行变焦与聚焦。所述视觉引导组件5通过以太网或USB接口与主机通讯，另外，所述视觉引导组件5可独立供电。
所述激光测距组件6包括固定于光学平板43上的底座61、固定于底座61上的顶盖62及固定于底座61、顶盖62之间的激光测距模块63，所述激光测距模块63通讯连接于主机。本实施例中，所述激光测距模块63通过蓝牙方式与主机通讯；所述主机控制所述激光测距模块63发射激光束对目标进行测量。所述激光测距模块63通过电池或USB口供电。
具体地，所述底座61顶部设有用于收容所述激光测距模块63的凹槽612，所述凹槽612的一端设有用于固定所述激光测距模块63的板状销614，所述顶盖62上设有用于抵持所述激光测距模块63的顶丝621。这样当所述激光测距模块63放入凹槽612后，通过板状销614及顶丝621分别从侧面及顶面抵持住所述激光测距模块63，确保所述激光测距模块63在使用过程中不发生任何相对运动。为了便于操作，所述顶盖62还设有用于露出激光测距模块63的操作面板的镂空区622。
需要说明的是，所述视觉引导组件5及激光测距组件6的具体型号可根据需求自由选择，其二者光轴大致平行，其余部分均无严格的安装精度要求，所述视觉引导组件5及激光测距组件6经一次标定，即可实现对远距离大尺寸目标的形貌测量。
所述水平转台机构3及竖直转台机构4对安装精度无严格要求，所述第一转轴32与第二转轴42无需确保正交。所述第一电机31及第二电机41由电控箱控制驱动，所述主机通过与电控箱的交互获取所述第一转轴32与第二转轴42实时的旋转角度信息。
请参阅图1及图2，本实用新型拱桥线型测量装置的工作过程如下：
当本实用新型拱桥线型测量装置对待测目标（例如拱桥）进行测量时，首先，所述主机通过视觉引导组件5以视觉定位的方式寻找待测目标点；当目标点出现在视场范围内后，所述主机通过视觉引导单元5进行变焦来获取待测目标点适度放大的清晰的像；接着，所述主机控制所述激光测距模块63发射激光，并由视觉引导单元5引导水平转台机构3及竖直转台机构4进行旋转，最后，所述激光测距模块63发射的激光光束瞄准待测目标点，从而完成该待测目标点的测量。
当本实用新型拱桥线型测量装置对拥有数模文件的待测目标进行时，首先，依靠先验信息或人工瞄准的方式对待测目标的基准点进行测量，以实现所述装置与待测目标的坐标系统一；接着，所述主机通过所述待测目标数模文件提供的信息逐个预估待测点位置，并根据所述预估待测点位置控制水平转台机构3及竖直转台机构4进行相应的转动，使得待测目标点及所述激光测距模块63的激光光点同时出现在视觉引导单元5的视场以内；最后，所述主机通过视觉引导单元5控制水平转台机构3及竖直转台机构4转动，使得激光光点与待测目标点的重合，从而完成该待测目标点的测量。
当本实用新型拱桥线型测量装置对远距离物体或具有较大深度的物体进行测量时，所述主机通过视觉引导单元5依照具体情况变焦、对焦，获取各待测目标点的清晰的像，并控制水平转台机构3及竖直转台机构4相应地转动，使得所述激光测距模块63的激光光点对准被测点，从而完成该待测目标点的测量。
相比于现有技术，本实用新型拱桥线型测量装置通过设置视觉引导进行准确经一次标定后即可进行测量，使用方便，结构简单，提高了测量的准确度，同时由于不存在正交性要求，从而显著降低由于结构参数导致的废品率。
这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
Claims (10)
1.一种拱桥线型测量装置，其特征在于，所述装置包括：主机、支撑架、U型支架、水平转台机构及竖直转台机构，所述U型支架固定连接于所述水平转台机构上，所述水平转台机构设于所述支撑架上，所述竖直转台机构固定于U型支架上，所述竖直转台机构上固定有视觉引导组件及激光测距组件，所述视觉引导组件及激光测距组件通讯连接于主机。
2.根据权利要求1所述的拱桥线型测量装置，其特征在于，所述水平转台机构包括第一电机、第一转轴及水平转台，所述第一电机固定于支撑架上且电连接于主机，所述第一转轴连接于第一电机的输出轴，所述水平转台的底部固定于第一转轴，所述水平转台的顶部与U型支架固定连接。
3.根据权利要求2所述的拱桥线型测量装置，其特征在于，所述U型支架包括固定于所述水平转台上的底板及相对设置的两侧板，所述两侧板均垂直固定于所述底板上，所述竖直转台机构固定于所述两侧板之间。
4.根据权利要求3所述的拱桥线型测量装置，其特征在于，所述竖直转台机构包括第二电机、第二转轴及竖直转台，所述第二电机固定于一侧板上且电连接于主机，所述第二转轴一端连接于第二电机的输出轴，另一端通过轴承安装于另一侧板上，所述第二转轴上连接有光学平板，所述视觉引导组件及激光测距组件固定于所述光学平板上。
5.根据权利要求4所述的拱桥线型测量装置，其特征在于，所述激光测距组件包括固定于光学平板上的底座、固定于底座上的顶盖及固定于底座、顶盖之间的激光测距模块，所述激光测距模块通讯连接于主机。
6.根据权利要求5所述的拱桥线型测量装置，其特征在于，所述底座顶部设有用于收容所述激光测距模块的凹槽，所述凹槽的一端设有用于固定所述激光测距模块的板状销，所述顶盖上设有用于抵持所述激光测距模块的顶丝。
7.根据权利要求5所述的拱桥线型测量装置，其特征在于，所述激光测距模块通过蓝牙方式与主机通讯。
8.根据权利要求5所述的拱桥线型测量装置，其特征在于，所述视觉引导组件通过以太网或USB接口与主机通讯。
9.根据权利要求7所述的拱桥线型测量装置，其特征在于，所述激光测距模块通过电池或USB口供电。
10.根据权利要求1-9任一项所述的拱桥线型测量装置，其特征在于，所述视觉引导组件包括配有变焦镜头的工业相机。
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