[發明專利]一種非接觸式測量大型板構件質心的方法

有效

• 申請號: 202111193938.6
• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN114001860B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 陳彬;張雁;許昊;張琳偉;李衛軍
• 申請（專利權）人: 中信重工機械股份有限公司
• 主分類號: G01M1/12
• 分類號: G01M1/12
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 李現艷

本發明提供一種非接觸式測量大型板構件質心的方法，本發明利用激光標線儀配合坐標紙和數顯水平尺，就可以實現起吊后遠距離非接觸測量板結構質心坐標，從而在保證測量精度的同時排除了檢測人員的安全隱患，有效避免了由于測量過程中意外晃動、掉落對人員造成的傷害。本發明具有操作簡單，測量效率高等特點，特別適用于大型板構件質心的檢測。

技術領域

本發明涉及計量檢測領域，具體涉及一種非接觸式測量大型板構件質心的方法。

背景技術

已知的，大型板結構件在機械類產品中屬于常見結構件。其特點是面積與厚度比極大，尺寸重量大，形狀復雜，常見于礦山、海工等特大型裝備上，其尺寸在幾米到幾十米、重量在幾十噸到上百噸不等。為保證板結構件正常工作，不會出現因為結構件自身偏重導致產品整體偏心，導致運行不穩定或在運行中倒塌等現象，往往需要對結構件的質心位置進行檢測，以保證產品整體中心滿足設計要求。

目前，針對質心的檢測方式，通常采用懸垂法直接測量，通過多次測量劃出垂線在結構件上的位置，找出垂線交點，進而得到質心位置，此方法簡單直觀，為現今通用方法。但面對重達幾十噸上百噸的板結構件，測量時由于懸吊帶來問題成為安全隱患。為了測量準確，懸吊式不能有外物對結構件進行輔助支撐，整個結構件處在懸空狀態，測量人員需要在承受巨大心理壓力及安全隱患的情況下靠近板結構件進行垂線劃線，有悖于安全生產原則。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種非接觸式測量大型板構件質心的方法，本發明利用激光標線儀配合坐標紙，以及數顯水平尺，就可以實現人員在危險區域之外進行質心檢測，在保證測量精度的同時，解決了測量時存在的安全隱患，保證了檢測人員的生命安全。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種非接觸式測量大型板構件質心的方法，所述大型板構件具有一主面，該方法包括以下步驟：

步驟一、檢測前，在主面上劃出主面的X軸和質心投影點，然后過質心投影點劃出Y軸，并做標記；

然后將專用坐標紙粘貼在大型板構件的主面上，使其坐標原點與質心投影點位置重合，并使專用坐標紙的X軸方向與主面的X軸重合；

步驟二、在大型板構件的其中一個側面一角安裝二自由度吊具，通過二自由度吊具將大型板構件吊起，同時在大型板構件的正前方設置激光標線儀；

步驟三、待大型板構件保持穩定狀態后，將激光標線儀在水平和豎直兩方向上發射的射線調平至與地面平行和豎直的狀態，然后將豎直方向的射線找正二自由度吊具的掛點中心，并根據激光標線儀發射的射線在大型板構件的正面投影，使用望遠鏡讀取專用坐標紙上豎直方向的射線兩端坐標值，并做記錄；

步驟四、將起吊位置更換到大型板構件同一個側面的中間位置，然后將數顯水平尺沿主面的X軸方向吸附在主面上，重復步驟三，通過望遠鏡讀取專用坐標紙上豎直方向的射線兩端坐標值及數顯水平尺的角度值α，并做記錄；

步驟五、將步驟三和步驟四讀取的豎直方向的射線兩端坐標值復現在新的坐標紙上，兩條射線的交點坐標值即為質心在大型板構件主面上投影點的坐標值；

步驟六、根據數顯水平尺的角度值α以及步驟五獲取的坐標值，通過計算得出質心沿厚度方向上距主面的距離，從而可得到大型板構件質心的坐標值，完成測量。

進一步的，所述步驟六中，計算質心沿厚度方向上距主面的距離L的公式為：L=A×tanα，其中，A為將起吊位置更換到大型板構件同一個側面的中間位置時掛點與質心兩者在主面上投影的直線距離。

進一步的，所述的二自由度吊具，其自由度為兩個水平軸，大型板構件可在兩個水平軸上自由旋轉，并自動下垂。

進一步的，所述的專用坐標紙粘貼在大型板構件的主面上時，專用坐標紙與大型板構件的主面兩者的X軸和Y軸重合。

進一步的，所述激光標線儀的型號為東成FF04-41型。