基于三維空間拍攝定位技術(shù)的合攏管現(xiàn)場測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設及基于Ξ維空間拍攝定位技術(shù)的合猶管現(xiàn)場測量裝置，屬于合猶管 的制造加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 船舶里面到處都鋪滿了管道，運些管件的設計、制造及在船內(nèi)安裝后的檢查等一 系列的作業(yè)被稱作"管道鋪設"。通常船舶是分段建造的，在分段合猶時分段間的管線就需 要合猶管來連接，但依靠管線設計圖紙制造出各式各樣的合猶管，合猶管的制作通常采用 取型法和現(xiàn)場焊接法。
[0003] 在管道制作中最困難的是"保證成品良好的精度"。但是采用上面兩種方法經(jīng)常會 出現(xiàn)制造出的合猶管法蘭螺栓空位置不正確，導致無法安裝的情況發(fā)生。運兩種方法存在 效率低、材料浪費嚴重和加工精度不高的諸多缺點。目前，日韓等國針對上述問題開發(fā)了合 猶管再現(xiàn)系統(tǒng)，通過策略機現(xiàn)場測量兩個待合猶管的法蘭的空間位置特征，然后通過專口 的擬合軟件擬合出運種空間位置特征，并且輸出控制參數(shù)，配合專用的Ξ坐標變位機可W 再現(xiàn)兩法蘭的位置特征，將制造好的合猶管吊裝到再現(xiàn)機上與法蘭焊接即可造出無誤差的 合猶管。其中測量設備采用的是具有兩個角度傳感器和一個長度傳感器的單拉繩測量機， 其主要原理是在規(guī)定的球面坐標系兩個角度和一個長度可W唯一確定一個點。因此，通過 該測量機可W測量法蘭上特征點在指定的坐標系中的位標。但是此種測量方法的不足之處 是測量時需要反復調(diào)整出繩口的位置，W保證拉繩是直線狀態(tài)，此操作過程繁瑣。為解決此 種現(xiàn)狀，開發(fā)了合猶管再現(xiàn)系統(tǒng)201110309478.9,通過測量機現(xiàn)場測量兩個待合猶管的法 蘭的空間位置特征，然后通過?？诘臄M合軟件擬合出運種空間位置特征，并且輸出控制參 數(shù)，配合專用的Ξ坐標變位機可W再現(xiàn)兩法蘭的位置特征，將制造好的合猶管吊裝到再現(xiàn) 機上與法蘭焊接即可制造出無誤差的合猶管。為獲得待合猶管的法蘭的特征參數(shù)，采用Ξ 坐標測量臂也是可行的方案，運種測量臂由6個轉(zhuǎn)動的臂和1個測量頭通過6個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)串 聯(lián)連接，在每個關(guān)節(jié)中安裝有角度的編碼器，測量臂的一段固定在基座上，測量過程中不可 移動，而測量頭可在空間自由運動，構(gòu)成一個封閉球形測量空間，通過安裝在各關(guān)節(jié)及桿件 內(nèi)部的光電角度編碼器獲得各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角和構(gòu)件轉(zhuǎn)角，在結(jié)合各關(guān)節(jié)臂的臂長、關(guān)節(jié)間的夾 角等，應用坐標模型從而獲得被測點的Ξ維坐標位置。使用測量臂測量法蘭的特征參數(shù)非 常方便，只需要在特征位置取點，然后即可通過軟件計算出所需的特征參數(shù)，而不用預先知 道運些特征參數(shù)，但是運種測量臂的長度有限W及測量臂的價格昂貴，外測量臂的各關(guān)節(jié) 都是薄弱環(huán)節(jié)，在使用中若發(fā)生碰撞則極易損壞。201110323558.X中的合猶管測量機的基 本原理是采用呈Ξ角分布的Ξ個拉繩長度傳感器作為測量原件，在笛卡爾直角坐標系下， ΚΞ個拉繩長度傳感器的出繩頭作為球面方程，通過高精度的測量設備輔助測量待合猶管 法蘭的空間位置的球面坐標。由于拉繩與拉繩頭之間存在一定的間隙，保證拉繩可W順楊 的拉出，從而導致拉繩頭作為球屯、的中屯、軸線位置產(chǎn)生微小的偏差，使得待測合猶管的空 間位置產(chǎn)生偏差;而且由于拉繩長久的拉繩作用，拉繩的彈性伸縮導致合猶的精度大大降 低，w及拉繩產(chǎn)生磨損導致拉繩的損壞，影響測量的性能和工作效率w及增大成本的投入， 為此一種更為簡單、測量精度更高和不易受干擾的便攜式合猶管測量方法是設備制造企業(yè) 設備使用企業(yè)樂于期待的。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 實用新型目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型提供一種基于Ξ維 空間拍攝定位技術(shù)的合猶管現(xiàn)場測量裝置，利用Ξ維空間拍攝定位技術(shù)，精確測量再現(xiàn)合 猶管的相對位置。
[0005] 技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的一種基于Ξ維空間拍攝定位技術(shù) 的合猶管現(xiàn)場測量裝置，兩個合猶管的端部分別設有第一法蘭和第二法蘭，包括第一高清 攝像機、第二高清攝像機和連接第一高清攝像機和第二高清攝像機的伸縮桿，第一高清攝 像機和第二高清攝像機上分別設有Ξ個相互垂直的角度傳感器，在第一法蘭和第二法蘭上 分別設有若干個感光片，第一高清攝像機和第二高清攝像機安裝有儲存分別拍攝第一法蘭 和第二法蘭的圖片W及角度傳感器檢測的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集卡。
[0006] 作為優(yōu)選，所述第一高清攝像機和第二高清攝像機均在AUTO擋下，拍攝焦距保持 一致，拍攝過程中焦距保持不變，開設閃光燈，拍攝模式為黑白模式，感光度為100~200。
[0007] 作為優(yōu)選，所述伸縮桿為侶合金材質(zhì)桿，其伸縮長度范圍為800~1500mm。
[0008] 所述的零點空間坐標系位置的定義:規(guī)定伸縮桿的中屯、軸屯、0為零點，沿OB方向為 X軸的正方向，同時根據(jù)右手定律，規(guī)定攝像機拍攝鏡頭與伸縮桿垂直方向為y軸正方向，垂 直攝像機向上為Z軸正方向，同時規(guī)定攝像機與伸縮桿水平垂直方向為起始旋轉(zhuǎn)零點。
[0009] 所述的6個角度傳感器分別安裝于第一高清攝像機和第二高清攝像機的旋轉(zhuǎn)軸 中，分別測量第一高清攝像機和第二高清攝像機Ξ維空間旋轉(zhuǎn)角度(0X軸轉(zhuǎn)動角度Ex、〇y軸 轉(zhuǎn)動角度Ey、0Z軸轉(zhuǎn)動角度εζ)。
[0010] 有益效果:本實用新型的基于Ξ維空間拍攝定位技術(shù)的合猶管現(xiàn)場測量裝置，能 夠精確得到定位物體在空間Ξ維中的確切位置，為其他操作提供了精確、穩(wěn)定的操作環(huán)境， 節(jié)省了大量的勞動成本和勞動強度，提高了工作效率;測量安全可靠測量精確很高，整個測 量過程便捷，可測量的合猶管長度范圍大，完全可W滿足合猶管的工程要求和測量要求，同 時為制造合猶管提供了極大的方便，具有極大的經(jīng)濟效益和市場價值;測量方法受環(huán)境等 因素的影響較小，不受空間、光線、位置等因素的影響，抗干擾能力較強;操作簡單方便，可 不斷重復再現(xiàn)，便于合猶管裝配于制造，適合大規(guī)模推廣與應用。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本實用新型的測量原理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2為數(shù)據(jù)處理軟件原理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖3為本實用新型的Ξ維空間定位測量技術(shù)原理說明圖；
[0014] 圖4為本實用新型的Ξ維空間定位測量技術(shù)原理說明圖。
【具體實施方式】
[0015] 如圖1至圖4所示，本實用新型的一種