[發明專利]反射圓錐面測對接件相對位移的方法

有效

• 申請號: 201410426508.8
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104165594A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 閆君;羅文杰;殷立堅;昝海娥;張興忠;任丁卉
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山西省電力公司大同供電公司;山西鴻順通科技有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及對接件相對位移測量方法，具體為反射圓錐面測對接件相對位移的方法。

背景技術

在實際工程應用中，兩個對接件（如GIS母線艙）可能因為外力等因素發生軸向或徑向相對位移，造成重大的經濟損失，甚至危害公共安全，因此，需要測量兩個對接件的相對位移。目前采用的方法主要有三種：1）輪廓掃描定位：采用激光掃描的方法，通過輪廓的處理、比較和計算，最終得到對接件的三維相對位移；2）雙目立體視覺定位：采用圖像采集設備同時采集兩幅不同角度的圖像，基于視差原理，通過合理算法，再現對接件的三維坐標，通過三維坐標的對比即可得到對接件的相對位移；3）采用多個激光位移傳感器定位：在需要測量的對接件XYZ三個方向上共設置6個激光位移傳感器，分別測量激光位移傳感器與對接件在XYZ三個方向上的距離數值。激光發射器通過鏡頭將可見紅色激光射向對接件表面，經對接件反射的激光通過接收器鏡頭，被內部的CCD線性相機接收，根據漫反射原理，CCD線性相機可以在不同的角度下“看見”這個光點，數字信號處理器就能計算出激光位移傳感器到對接件的距離X₁、Y₁、Z₁、X₂、Y₂、Z₂，通過分別對比X₁和X₂、Y₁和Y₂、Z₁和Z₂，來確定被測對接件是否發生相對位移。由于現有的采用多個激光位移傳感器定位的方法存在以下缺點：1）至少需要使用6個傳感器，而單個傳感器價格昂貴，同時使用6個傳感器大大增加了使用成本；2）6個激光位移傳感器需在對接件的XYZ方向分別定位，安裝操作較復雜；3）同時監測6個數據，后期處理復雜，易出現差錯。因此，設計一種成本較低，操作簡便的測對接件相對位移的方法很有必要。

發明內容

本發明解決目前測對接件相對位移的方法成本高，安裝操作復雜的問題，對現有的采用多個激光位移傳感器定位的方法進行了改進，提供一種反射圓錐面測對接件相對位移的方法。

反射圓錐面測對接件相對位移的方法，該方法是通過以下步驟實現的：

1）?在其中一個對接件上設置垂直于對接軸線的反射平面，在反射平面朝向另一對接件一側設置母線與反射平面成θ角的反射圓錐面；?

2）?在另一個對接件上設置第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器；所述第一激光位移傳感器射出的光垂直射向反射平面，所述第二激光位移傳感器射出的光平行于第一激光位移傳感器射出的光，且射向反射圓錐面的頂點，將此時兩個激光傳感器的讀數設置為0；

3）?當兩對接件發生軸向或/和徑向相對位移時，測出第一激光位移傳感器的讀數為L₁，第二激光位移傳感器的讀數為L₂；

4）?得出兩對接件軸向和徑向的相對位移量分別為L_軸=L₁，L_徑=（L₂-L₁）/tanθ。

本發明是構建了一個平面-圓錐反射面，其中反射平面垂直于對接軸線，反射圓錐面為母線與反射平面成θ角的圓錐面。由于兩個激光位移傳感器射出的光彼此平行，且均垂直于反射平面，此時第一激光位移傳感器測得的數值即為兩對接件在對接軸線方向上的位移量；第二激光位移傳感器射向反射圓錐面的頂點，當兩物體在徑向發生相對位移時，第二激光位移傳感器在反射圓錐面上的照射點發生變化，測得的數值也相應的發生變化。因為反射圓錐面為母線與反射平面成θ角的圓錐面，而根據三角函數可計算出：兩對接件在徑向上的相對位移量等于第二激光位移傳感器讀數與第一激光位移傳感器讀數的差值再除以θ角的正切值，即（L₂-L₁）/tanθ。

本發明與現有的采用多個激光位移傳感器定位的方法相比具有以下優點：1、減少了激光位移傳感器的使用數量，降低了成本；2、此方法操作簡便，數據處理簡單；3、測量相對位移只需處理2個數據，與現有方法相比，降低了犯錯的幾率。

附圖說明

圖1為兩個反射面設置的示意圖；

圖中：1-反射平面，2-反射圓錐面，3-第二激光位移傳感器原發射光線，4-位移后第二激光位移傳感器發射光線。

具體實施方式

反射圓錐面測對接件相對位移的方法，該方法是通過以下步驟實現的：