[發明專利]一種基于全站儀的高空作業車輛臂架變形檢測方法

在審

• 申請號: 201710484493.4
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107339970A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 楊磊;崔相東;李戈;葉帥;仲偉棟
• 申請（專利權）人: 徐州重型機械有限公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所32220
• 代理人: 周愛芳

技術領域

本發明涉及一種基于全站儀的高空作業車輛臂架變形檢測方法。

背景技術

高空作業車輛是一類具有高空工程作業或高空救援等功能的特種車輛，在工程建設及搶險救援中有著廣泛的應用。高空作業車輛通常采用多節伸縮式臂架形式，隨著臂架節數增多臂架長度逐漸增大，目前最大作業高度已超過100米。

在車輛帶載工作狀態下，由于裝配間隙、風載、結構偏置等因素影響，臂架往往會發生垂直于變幅平面的側向彎曲變形（旁彎）及變幅平面內的下撓變形，由此產生的附加彎矩將導致臂架應力增大、作業能力衰減，因此相關國家標準及規范對臂架允許最大變形量均給出了明確的規定，同時在車輛調試過程中亦需要測試不同工況下臂架變形量以確保其滿足標準要求。

現有技術中涉及臂架旁彎的自動檢測方法主要有圖像識別法及間接測量法。其中，圖像識別法的具體實現方式為在臂架頭部設置定位標識，在臂架尾部安裝圖像采集裝置，在車輛臂架伸出后實時采集頭部標識點位置并傳輸至控制器，通過控制系統中專門設置的圖像處理功能計算得出臂架旁彎值；

間接測量法主要適用于配置卷筒鋼絲繩系統的起重機臂架旁彎檢測，其具體實現方式為在卷筒轉軸處安裝旋轉角度傳感器，并將其換算為臂頭至臂尾之間的距離，通過其與理論距離對比間接計算出臂架旁彎值。

另外，目前車輛調試與檢驗時臂架旁彎值的測量主要采用重錘法，即在臂頭處固定繩索并懸垂至地面，在繩索尾部懸掛重物，測量重物在地面的投影距臂架中心線距離即為臂架旁彎值。

如上述所述，圖像識別法及間接測量法雖可實現臂架旁彎值的自動測量，但需在所有檢驗車輛上配置單獨的圖像采集裝置或傳感器，成本較高，不便推廣；

另外，間接測量法僅適用于配置卷筒鋼絲繩系統的起重機，局限性較大，對于其他類別高空作業車輛的臂架變形則無法檢測。

基于上述原因，目前車輛調試檢驗過程中臂架變形的現場檢測仍采用重錘法，然而對于作業高度較大的車輛，繩索重錘系統極易受風載影響而搖擺，測量誤差較大；同時，檢測人員需在臂架正下方進行測量讀數，安全隱患大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于全站儀的高空作業車輛臂架變形檢測方法，其能夠精確測量出臂架變形大小同時能夠避免安全隱患。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于全站儀的高空作業車輛臂架變形檢測方法，包括以下步驟：

1）全站儀與車輛相對位置確定：

將全站儀架設于臂架后方區域內某點，確定與檢測車輛相對位置已知的兩點作為定位參考點；

由于車輛工作時支腿跨距為確定值，因此可分別選取左后支腿及右后支腿與地面接觸點A、B為定位參考點，采用全站儀分別測量兩參考點平距l_A、l_B與水平角∠XOA、∠XOB；

根據幾何原理可知，分別在A、B點以l_A、l_B為半徑做弧，即可確定全站儀所在O點位置，然后根據∠XOA或∠XOB，即可確定全站儀所在坐標系X軸方位，由此可確定全站儀相對于檢驗車輛位置；

2）臂架變形檢測：

完成全站儀定位后，再利用全站儀測量臂架頭部端點的平距、水平角與高差；

a由平距與水平角即可確定臂架頭部端點在水平面投影點C的位置，將所測高差與全站儀觀測點高度求和即可確定臂架頭部端點實際高度；

b根據高空車輛自帶傳感器所檢測的回轉角度、變幅角度及伸長量，確定臂架未變形時在水平面的理論投影線并計算出臂架頭部端點理論高度；

c根據幾何作圖法，從投影點C向臂架未變形時的理論投影線做垂線，投影點C與垂足C＇之間的距離即為臂架旁彎值Δ_h；

d將臂架頭部端點理論高度與實際高度相減，即可計算出臂架下撓值，由此實現臂架變形的精確檢測。

所述的高空作業車輛為伸縮臂架類高空作業車輛。

與現有的三種測試方法相比：本裝置具有以下優點：

1）本方法無需在檢測車輛上額外安裝其他裝置及傳感器，僅需一臺全站儀即可實現所有車輛的檢測，成本低，操作簡單，便于工程現場推廣；

2）檢測人員作業點位于臂架后方且與檢測車輛有一定距離，安全性高；

3）本方法為直接測量法，同時檢測誤差主要由全站儀檢測精度決定，測量誤差小、精確度高。

附圖說明

圖1為本發明臂架變形檢測示意圖。

具體實施方式