起重運輸機械軌道間平面關係和相對高低差的測量方法
2023-09-19 21:46:35 5
專利名稱：起重運輸機械軌道間平面關係和相對高低差的測量方法
技術領域：
本發明涉及門式及橋式起重運輸機械軌道自動化檢測，尤其涉及一種軌 道幾何量的檢測方法。
背景技術：
隨著科學技術的發展，工業生產不斷向連續化、規模化、自動化方向發 展。起重運輸機械被廣泛運用於工業生產的原材料、半成品、成品的運輸， 設備的更換、檢修等，是企業的重要設備。處於軟土地質的安裝在工業廠房 內或地面的門式及橋式起重運輸機械軌道，其基礎和周邊受靜荷載或動荷載 影響，經過長時間負荷運行易發生不均勻的沉降或位移，使軌道出現不同程 度的變形，從而影響行車正常運行。為了正確、及時掌握行車軌道變形狀況， 採取對單根軌道的直線度、水平度，兩根軌道間的軌道同截面跨距、同截面 高低差、平行度檢測，便於迅速判明軌道狀態並進行調整。在一些冶金行業 的特大型企業裡，都擁有大型的行車等起重設備近千臺，其軌道總長在幾十 千米以上，檢測工作量很大。目前對軌道的測量方式仍是使用常規的水準儀和經緯儀及鋼尺，通過現 場測量、記錄測量數據，然後再經過大量的數據計算後，才能依據計算結果 繪製成果圖表這樣一個過程完成的。另外再加上測量數據的複查和計算成果的檢查及成果報告的審核等工作，完成一項300m長軌道測量工作，(按3 米的間隔進行數據採樣)需要投入12個人花費近8小時的時間。隨著企業 對安全管理的深化，進一步強化對高空作業的安全管理，要求高空作業人員 不得脫離安全帶的有效保護，而傳統的行車軌道測量是一項勞動密集型高空 測量工作，需要投入大量的人力和時間，測量過程中必須綁好安全帶跨出高 空安全護欄，分別進行測量，這樣既分散了作業人員，又給測量安全操作造 成極大的隱患。 發明內容本發明旨在解決現有技術的上述缺陷，提供起重運輸機械軌道間平面關係 和相對高低差的測量方法。本發明的方法不僅保證檢測人員的人身安全，而且檢 測精度高、效率高。本發明是這樣實現的1. 一種起重運輸機械軌道間平面關係和相對高 低差的測量方法，它包括平面關係測量和相對高低差的測量，它包括下述步 驟，步驟一，在軌道之間任意設置二個稜鏡作為公共基準點G和H;步驟二，在一根軌道A的頭端C上架設全站儀，在該軌道上架設一個 能沿著軌道移動的測點稜鏡；步驟三，使測點稜鏡沿著軌道從頭端C移動到尾端E，全站儀通過跟蹤 測量並記錄軌道小車上稜鏡的運行軌跡點三維坐標(&、 ya、 za);同時參照公 共基準點記錄點G、 H和全站儀的相對位置空間坐標(Gx。、 Gy。、 Gz。)和(Hx。、 HyL.、 Hz";步驟四，將全站儀和測點稜鏡架設在另--個軌道B頭端D，使測點稜鏡 沿著軌道從頭端D移動到尾端F，全站儀通過跟蹤測量並記錄測點稜鏡的運 行軌跡點三維坐標(Xb、 yb、 zb);同時參照公共基準點記錄點G、 H和全站儀 的相對位置空間坐標(Gx。、 Gy。、 Gz。)和(Hx" Hy。 Hz,.);步驟五，分別計算軌道的直線度、水平度，兩根軌道間的軌道同截面跨 距、同截面高低差。所述的起重運輸機械軌道跨度、直線度自動化檢測方法，所述步驟五中 計算軌道的直線度、水平度，兩根軌道間的軌道同截面跨距、同截面高低差分別按照下述方法計算第一，利用二個公共基準點G、 H通過坐標變換將兩個測站的坐標歸算 到CE或DF坐標系用坐標變換公式先分別將以全站儀觀測位置C、 D為坐標原點的各測點 的測站坐標系，變換為以一個公共基準點為原點，另一公共基準點為x方向 的基準點坐標系。
再運用坐標變換公式，將各測點的基準點坐標系，變換為以c點為原點， C一E點為x方向的坐標系。第二，軌道的直線度計算軌道A上的測點在CE坐標系中的CEyJ直即為該點的直線度偏差； 軌道B上的測點在DF坐標系中的DFyb值即為該點的直線度偏差； 第三，軌道的水平度計算按公式ha= Za—y;- Zahb= za Zb 分別計算軌道A、 B上各點的水平度；第四，兩根軌道間的軌道同截面跨距計算在以C點為原點，C一-E點 為x方向的坐標系裡，A軌上的測點g與B軌的測點h的X坐標值一致時按公式跨距yb-ya計算軌道同截面跨距；第五，軌道的同截面高低差計算在以C點為原點，C一E點為x方向的坐標系裡，A軌上的測點g與B軌的測點h的x坐標值一致時按公式高低差-Zb-za計算軌道同截面高低差。所述的起重運輸機械軌道跨度、直線度自動化檢測方法，所述步驟二和四，所述全站儀是通過軌道夾具安置並整平在軌道A和B上的。所述的起重運輸機械軌道跨度、直線度自動化檢測方法，所述坐標變換公式為x' = (x - a) cos (9 + (.y - 6)sin 61 = x cos 6* + .y sin 6* - a cos 0 - 6 sin 6 〕/ = —(x - ") sin 6 + ■' - 6) cos (9 = —x sin 6 + y cos 6 + a sin 6* — 6 cos 6 '軌道上一點M在新坐標系(O' ; i' ， j' }與舊坐標系{0; i， j廠卜-的坐標分別為(x' ，y' )，(x,y)，而新坐標原點O'在舊坐標系下的坐標為(a，b)，6為新坐標系{0' ; i' ， j' }與舊坐標系{0; i， _]}的夾角。
本發明利用全站儀進行跟蹤測量，再配合數據處理軟體解決現有的軌道 測量作業中，安全性低、作業效率不高、數據處理實時性差等問題，改變目 前的勞動密集型作業方式，減少了測量作業人員，縮短了測量作業時間，同 時也消除了測量作業過程中的安全事故隱患，收到事半功倍的效果。
具體實施方式
下面，給出本發明的
具體實施例方式一種起重運輸機械軌道間平面關係和相對高低差的測量方法，它包括平 面關係測量和相對高低差的測量，它包括下述步驟，步驟-一，在軌道之間任意設置二個稜鏡作為公共基準點G和H;步驟二，在一根軌道A的頭端C上架設全站儀，在該軌道上架設-一個能沿著軌道移動的測點稜鏡；步驟三，使測點稜鏡沿著軌道從頭端C移動到尾端E，全站儀通過跟蹤測量並記錄軌道小車上稜鏡的運行軌跡點三維坐標(&、 ya、 Za);同時參照公共基準點記錄點G、 H和全站儀的相對位置空間坐標(Gx。、 Gy￡、 Gz。)和(Hx。 Hyc、 Hzc);步驟四，將全站儀和測點稜鏡架設在另一個軌道B頭端D，使測點稜鏡 沿著軌道從頭端D移動到尾端F，全站儀通過跟蹤測量並記錄測點稜鏡的運 行軌跡點三維坐標(Xb、 yb、 zb);同時參照公共基準點記錄點G、 H和全站儀 的相對位置空間坐標(Gx。、 Gy。、 GzJ和(Hx,:、 Hy。、 Hzt:);稜鏡運行軌跡點三維坐標和全站儀相對位置空間坐標測定不分先後； 步驟五，分別計算軌道的直線度、水平度，兩根軌道間的軌道同截面跨距、同截面高低差。計算軌道的直線度、水平度，兩根軌道間的軌道同截面跨距、同截面高低差分別按照下述方法計算第一，利用二個公共基準點G、 H通過坐標變換將兩個測站的坐標歸算到CE或DF坐標系用坐標變換公式先分別將以全站儀觀測位置C、 D為坐標原點的各測點的測站坐標系，變換為以一個公共基準點為原點，另一公共基準點為X方向的基準點坐標系。再運用坐標變換公式，將各測點的基準點坐標系，變換為以c點為原點，C一-E點為x方向的坐標系。 第二，軌道的直線度計算軌道A上的測點在CE坐標系中的CEya值即為該點的直線度偏差； 軌道B上的測點在DF坐標系中的DFyb值即為該點的直線度偏差； 第三，軌道的水平度計算按公式ha= Za鎮-Zahb= za -基-Zb 分別計算軌道A、 B上各點的水平度；第四，兩根軌道間的軌道同截面跨距計算在以C點為原點，C—E點 為x方向的坐標系裡，A軌上的測點g與B軌的測點h的X坐標值一致時按公式跨距-外-ya計算軌道同截面跨距-,第五，軌道的同截面高低差計算在以C點為原點，C一E點為x方向的坐標系裡，A軌上的測點g與B軌的測點h的X坐標值一致時按公式局低差Zb-Za計算軌道同截面高低差。所述步驟二和四，所述全站儀是通過軌道夾具安置並整平在軌道A和B上的。所述坐標變換公式為 [V = (x - a) cos ^ +— 6)sin 0 = xcos 0 + y sin 0 - a cos 6 — 6 sin 9 1;/ = —(.x — ")sin ^ + (_y — 6)cos 9 = —xsin 6* + _y cos 0 + " sin 0 — 6cos 0軌道上一點M在新坐標系(O' ; i' , j' }與舊坐標系{0; i， ^下的坐 標分別為(x' ，y' )，(x,y)，而新坐標原點O'在舊坐標系下的坐標為(a，b)，e為新坐標系K)' ; i' ， j' }與舊坐標系{0; i, j)的夾角。
權利要求
1. 一種起重運輸機械軌道間平面關係和相對高低差的測量方法，它包括平面關係測量和相對高低差的測量，其特徵在於，它包括下述步驟，步驟一，在軌道之間任意設置二個稜鏡作為公共基準點G和H；步驟二，在一根軌道A的頭端C上架設全站儀，在該軌道上架設一個能沿著軌道移動的測點稜鏡；步驟三，使測點稜鏡沿著軌道從頭端C移動到尾端E，全站儀通過跟蹤測量並記錄軌道小車上稜鏡的運行軌跡點三維坐標(xa、ya、za)；同時參照公共基準點記錄點G、H和全站儀的相對位置空間坐標(Gxc、Gyc、Gzc)和(Hxc、Hyc、Hzc)；步驟四，將全站儀和測點稜鏡架設在另一個軌道B頭端D，使測點稜鏡沿著軌道從頭端D移動到尾端F，全站儀通過跟蹤測量並記錄測點稜鏡的運行軌跡點三維坐標(xb、yb、zb)；同時參照公共基準點記錄點G、H和全站儀的相對位置空間坐標(Gxc、Gyc、Gzc)和(Hxc、Hyc、Hzc)；步驟五，分別計算軌道的直線度、水平度，兩根軌道間的軌道同截面跨距、同截面高低差。
2. 根據權利要求1所述的起重運輸機械軌道跨度、直線度自動化檢測 方法，其特徵在於，所述步驟五中計算軌道的直線度、水平度，兩根軌道間的軌道同截面跨距、同截面高低差分別按照下述方法計算第一，利用二個公共基準點G、 H通過坐標變換將兩個測站的坐標歸算 到CE或DF坐標系用坐標變換公式先分別將以全站儀觀測位置C、 D為坐標原點的各測點 的測站坐標系，變換為以一個公共基準點為原點，另一公共基準點為x方向 的基準點坐標系。再運用坐標變換公式，將各測點的基準點坐標系，變換為以C點為原點， C一E點為x方向的坐標系。 第二，軌道的直線度計算軌道A上的測點在CE坐標系中的CEya值即為該點的直線度偏差； 軌道B上的測點在DF坐標系中的DFyb值即為該點的直線度偏差； 第三，軌道的水平度計算-按公式113= Z"-Zahb= za -単陽Zb 分別計算軌道A、 B上各點的水平度；第四，兩根軌道間的軌道同截面跨距計算在以C點為原點，C一E點 為x方向的坐標系裡，A軌上的測點g與B軌的測點h的X坐標值一致時按公式跨距-yb-ya計算軌道同截面跨距；第五，軌道的同截面高低差計算在以C點為原點，C—E點為x方向的坐標系裡，A軌上的測點g與B軌的測點h的X坐標值一致時按公式尚低=Zb - za計算軌道同截面高低差。
3. 根據權利要求1或2所述的起重運輸機械軌道跨度、直線度自動化檢測方法，其特徵在於，所述步驟二和四，所述全站儀是通過軌道夾具安置並整平在軌道A和B上的。
4. 根據權利要求2所述的起重運輸機械軌道跨度、直線度自動化檢測方法，其特徵在於，所述坐標變換公式為 formula see original document page 3軌道上一點M在新坐標系fO' ; 1' ， j' !與舊坐標系！O; l， j廠F的坐標分別為(x' ， y' ), (x，y)，而新坐標原點O'在舊坐標系下的坐標為(a，b),(〗為新坐標系{0' ; i' ， j' }與舊坐標系{0; i， j〖的夾角。
全文摘要
本發明涉及一種起重運輸機械軌道間平面關係和相對高低差的測量方法，包括下述步驟，步驟一，在軌道之間設置二個稜鏡作為公共基準點G和H；步驟二，在軌道A的頭端C上架設全站儀，架設一個能沿著軌道移動的測點稜鏡；步驟三，使測點稜鏡沿著軌道A從頭端C移動到尾端E，全站儀測量並記錄軌道小車上稜鏡的運行軌跡點三維坐標；同時參照公共基準點記錄點G、H和全站儀的相對位置空間坐標；步驟四，如步驟二的方法測量並記錄測點稜鏡在軌道B運行軌跡點三維坐標；同時參照公共基準點記錄點G、H和全站儀的相對位置空間坐標；步驟五，分別計算軌道的直線度、水平度，兩根軌道間的軌道同截面跨距、同截面高低差。
文檔編號G01B21/00GK101210811SQ200610148198
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月28日 優先權日2006年12月28日
發明者俞再鑫, 劉冀平, 朱仁軍, 楊恩波 申請人:上海寶鋼工業檢測公司