[發明專利]基于激光跟蹤測量水輪發電機組接力器安裝精密測量方法

有效

• 申請號: 202011112312.3
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112325768B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 郭光文;吳光富;江小兵;劉宇鑒;程志華;衛書滿;邱章云;曹國華;曹廷根;姚應蓋
• 申請（專利權）人: 葛洲壩測繪地理信息技術有限公司;中國葛洲壩集團股份有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

一種基于激光跟蹤測量水輪發電機組接力器安裝精密測量方法，采用三維激光跟蹤測量技術，首先精確測定控制環上的兩個耳環孔圓周，采用圓周擬合方法求得其圓心坐標，建立機組安裝坐標系。在此基礎上測量接力器活塞桿圓柱及其端部銷釘孔分別在全部伸出和完全縮回兩種狀態下的圓心坐標及高程，最后在機組安裝坐標系內計算接力器活塞桿的方向和高程，并計算左右接力器之間的跨距。本發明克服了原接力器安裝采用傳統測量方法中的繁瑣步驟，具有提高測量精度和可靠性，提高作業效率的特點。

技術領域

本發明屬于水輪發電機組接力器安裝技術領域，涉及一種基于激光跟蹤測量水輪發電機組接力器安裝精密測量方法。

背景技術

對于水輪發電機組接力器安裝，目前通用的測量方法首先在接力器設計位置的上方、沿其軸線方向張拉橫向鋼琴線，再在橫向鋼琴線上懸掛重錘線，采用電測法檢測接力器的平面安裝位置和方向；采用精密水準儀檢測接力器安裝高程和水平。這種測量方法的精度及可靠性都不高，作業效率十分低下，對接力器安裝精度及施工工期影響較大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于激光跟蹤測量水輪發電機組接力器安裝精密測量方法，采用激光跟蹤測量技術獲得接力器相關點位的高精度測量值，通過坐標正形變換、圓周擬合數據處理技術獲得安裝基準及接力器的空間位置，極大地提高了測量精度和作業效率。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種基于激光跟蹤測量水輪發電機組接力器安裝精密測量方法，它包括如下步驟：

步驟1，測量已安裝到位的控制環耳環孔的圓周及其高程；

步驟2，采用圓周擬合方法獲得控制環耳環孔圓心坐標，建立安裝坐標系；

步驟3，在安裝坐標系內測量接力器活塞桿圓柱以及接力器活塞桿在全部伸出和完全縮回兩種狀態下接力器端部銷釘孔的圓周和高程，采用圓周擬合方法獲得其圓心坐標；

步驟4，解析計算獲得接力器安裝空間位置和姿態參數。

步驟1中：在左右接力器之間的控制環上架設激光跟蹤儀，測量控制環耳環孔圓周，采用圓周擬合方法獲得其圓心坐標，測量控制環耳環孔上表面高程。

步驟2中：采用坐標正形變換方法建立以機組中心線為基準的安裝坐標系；坐標正形變換共設七個轉換參數，包括三個平移參數、三個旋轉參數和一個尺度比例因子，其轉換方程為： ，其中，對于激光跟蹤儀測量，坐標變換的尺度比例因子S=1，在機組安裝坐標系O-XYZ中，三個平移參數為測站坐標系的原點坐標 ，三個旋轉參數為測站坐標系依次繞其坐標軸的旋轉角,設繞其 軸的旋轉角依次為 ，則，旋轉矩陣：

。

步驟3中：將接力器活塞桿全部伸出，采用激光跟蹤儀測量接力器活塞桿圓柱，測量接力器端部銷釘孔圓周和接力器端部銷釘孔上表面高程；然后將接力器活塞桿完全縮回，再次測量接力器端部銷釘孔圓周和接力器端部銷釘孔上表面高程。

步驟4中：

a，采用圓柱擬合方法獲得接力器活塞桿完全伸出時的空間三維位置和姿態，判斷接力器的安裝直線性和水平性，以及左右接力器的平行性和距離；

b，采用圓周擬合方法獲得接力器端部銷釘孔圓心坐標，同樣判斷接力器的安裝直線性，以及左右接力器的平行性和距離；根據控制環耳環孔以及接力器端部銷釘孔的實測高程，判斷接力器的水平性；

c，上述兩個步驟的結論相互校核，以保證測量成果的可靠性。