一种起重机臂架的轮廓检测方法
【专利摘要】本发明提供了一种起重机臂架的轮廓检测方法，该方法包括：沿起重机臂架的延伸方向间隔设置多个突出于起重机臂架的挡板且在相邻的挡板之间设置扫描仪；利用扫描仪对起重机臂架和挡板进行扫描，以获得多个轮廓点，其中扫描仪的扫描范围设置成超出扫描仪两侧的相邻挡板，扫描仪的扫描分辨率设置成在起重机臂架和扫描仪两侧的相邻挡板上分别获取至少两个轮廓点；根据多个轮廓点获得扫描仪两侧的相邻挡板的挡板轮廓线以及位于相邻挡板之间的起重机臂架的臂架轮廓线，以形成一局部轮廓线；以挡板轮廓线为基准拼接多个局部轮廓线。通过以上方式，本发明能够提高测量轮廓线的精度。
【专利说明】一种起重机臂架的轮廓检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械领域，特别是涉及一种起重机臂架的轮廓检测方法。
【背景技术】
[0002]起重机在吊装过程中，或者起重机的臂架在伸缩、回转、变幅过程中，由于起重机起重量大，臂架长，臂架的弯曲变形很大，因此需要对臂架的弯曲变形进行实时检测，以防止臂架变形过大造成的安全事故。
[0003]目前通过臂架扰度的测量方法来实时检测臂架的弯曲变形，该测量方法通常应用在试验测量中而非工程产品中，主要通过测量起重机单臂节上的一个参考点或两个参考点的位移或倾角，测量精度低。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题是提供一种起重机臂架的轮廓检测方法，能够提高测
量精度。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种起重机臂架的轮廓检测方法，其包括:沿起重机臂架的延伸方向间隔设置多个突出于起重机臂架的挡板且在相邻的挡板之间设置扫描仪；利用扫描仪对起重机臂架和挡板进行扫描，以获得多个轮廓点，其中扫描仪的扫描范围设置成超出扫描仪两侧的相邻挡板，扫描仪的扫描分辨率设置成在起重机臂架和扫描仪两侧的相邻挡板上分别获取至少两个轮廓点；根据多个轮廓点获得扫描仪两侧的相邻挡板的挡板轮廓线以及位于相邻挡板之间的起重机臂架的臂架轮廓线，以形成一局部轮廓线；以挡板轮廓线为基准拼接多个局部轮廓线。
[0006]其中，起重机臂架包括沿延伸方向设置的多个臂节，沿起重机臂架的延伸方向间隔设置多个突出于起重机臂架的挡板且在相邻的挡板之间设置扫描仪的步骤包括:将多个挡板中的一个设置于起重机臂架根部的臂节的底端，并将扫描仪和其余的挡板依次设置于各臂节的顶端。
[0007]其中，根据多个轮廓点获得扫描仪两侧的相邻挡板的挡板轮廓线以及位于相邻挡板之间的起重机臂架的臂架轮廓线的步骤包括:依次计算多个轮廓点中的相邻两个轮廓点与扫描仪之间的距离差的绝对值或相邻两个轮廓点之间的距离；选择距离差的绝对值或距离大于或等于预设的距离变化阈值的相邻两个轮廓点中相对靠近扫描仪的轮廓点作为挡板的上边界点。
[0008]其中，根据多个轮廓点获得扫描仪两侧的相邻挡板的挡板轮廓线以及位于相邻挡板之间的起重机臂架的臂架轮廓线的步骤进一步包括:依次计算扫描仪两侧的相邻挡板的上边界点之间的轮廓点与各自两侧的相邻轮廓点之间连线的斜率差；选择斜率差大于或等于预设的第一斜率变化阈值且相对靠近挡板的上边界点的第一轮廓点和第二轮廓点；由第一轮廓点和位于第一轮廓点的远离第二轮廓点一侧的轮廓点确定第一直线，由第二轮廓点和位于第二轮廓点的远离第一轮廓点一侧的轮廓点确定第二直线，并将第一直线和第二直线的交点作为挡板的下边界点；利用挡板的上边界点和挡板的下边界点获得挡板轮廓线。
[0009]其中，利用挡板的上边界点和挡板的下边界点获得挡板轮廓线的步骤包括:通过直接连接挡板的上边界点和挡板的下边界点或者依次连接挡板的上边界点、挡板的下边界点以及二者之间的轮廓点获取挡板轮廓线。
[0010]其中，根据多个轮廓点获得扫描仪两侧的相邻挡板的挡板轮廓线以及位于相邻挡板之间的起重机臂架的臂架轮廓线的步骤包括:依次连接扫描仪两侧的相邻挡板的下边界点以及二者之间的轮廓点，以获取臂架轮廓线。
[0011]其中，起重机臂架上设置有附加装置，依次连接扫描仪两侧的相邻挡板的下边界点以及二者之间的轮廓点的步骤进一步包括:依次计算扫描仪两侧的相邻挡板的下边界点之间的轮廓点与各自两侧的相邻轮廓点之间连线的斜率差；若斜率差小于预设的第三斜率变化阈值，则连接当前计算的轮廓点和其相邻轮廓点，并返回依次计算扫描仪两侧的相邻挡板的下边界点之间的轮廓点与各自两侧的相邻轮廓点之间连线的斜率差的步骤；若斜率差大于或等于第三斜率变化阈值，则将未连接的相邻轮廓点删除，并返回依次计算扫描仪两侧的相邻挡板的下边界点之间的轮廓点与各自两侧的相邻轮廓点之间连线的斜率差的步骤。
[0012]其中，起重机臂架上设置有位于不同臂节之间的阶梯分界面，依次连接扫描仪两侧的相邻挡板的下边界点以及二者之间的轮廓点的步骤进一步包括:确定阶梯分界面的上分界点和下分界点；依次计算扫描仪两侧的相邻挡板的下边界点之间的轮廓点与各自两侧的相邻轮廓点之间连线的斜率差；选择斜率差大于或等于预设的第二斜率变化阈值，且相对靠近阶梯分界面的上分界点和下分界点之间的连线并位于阶梯分界面的上分界点和下分界点之间的连线两侧的第三轮廓点和第四轮廓点；依次连接第三轮廓点、阶梯分界面的上分界点和下分界点以及第四轮廓点，以形成一阶梯形轮廓线。
[0013]其中，以挡板轮廓线为基准拼接多个局部轮廓线的步骤包括:在统一坐标系下拼接在多个扫描仪的各自坐标系下获得的局部轮廓线。
[0014]其中，沿起重机臂架的延伸方向间隔设置多个突出于起重机臂架的挡板且在相邻的挡板之间设置扫描仪的步骤进一步包括:在相对统一坐标系固定的至少一挡板上设置测斜仪；在统一坐标系下拼接在多个扫描仪的各自坐标系下获得的局部轮廓线的步骤包括:根据设置有测斜仪的挡板的安装位置确定其在统一坐标系下的实际位置，并利用测斜仪测量设置有测斜仪的挡板在统一坐标系下的实际倾角；平移和旋转与设置有测斜仪的挡板对应的局部轮廓线，以局部轮廓线中对应于测斜仪的挡板的挡板轮廓线平移和旋转至实际位置和实际倾角；平移和旋转其余的局部轮廓线，以使各局部轮廓线的挡板轮廓线与相邻的局部轮廓线的挡板轮廓线重合。
[0015]本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况，本发明利用扫描仪对起重机臂架和挡板进行扫描，以获得多个轮廓点，根据多个轮廓点获得扫描仪两侧的相邻挡板的挡板轮廓线以及位于相邻挡板之间的起重机臂架的臂架轮廓线，以形成一局部轮廓线，并以挡板轮廓线为基准拼接多个局部轮廓线，提高测量轮廓线的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是根据本发明第一实施例的起重机臂架的轮廓检测方法所基于的起重机的结构图；
[0017]图2是根据本发明第一实施例的起重机臂架的轮廓检测方法的流程图；
[0018]图3是挡板设置在起重机臂架的结构图；
[0019]图4是扫描仪设置在起重机臂架的结构图；
[0020]图5是单个扫描仪检测起重机臂架的轮廓的示意图；
[0021]图6是测斜仪设置在起重级臂架的结构图；
[0022]图7是旋转局部轮廓线的示意图。
【具体实施方式】
[0023]请参见图1-2，图1是根据本发明第一实施例的起重机臂架的轮廓检测方法所基于的起重机的结构图，图2是根据本发明第一实施例的起重机臂架的轮廓检测方法的流程图。
[0024]首先请参见图1，本发明所揭示的起重机臂架的轮廓检测方法基于起重机10、扫描仪20以及挡板30来实现的，其中起重机10包括起重机臂架11，起重机臂架11沿延伸方向Z设置多个臂节12。
[0025]如图2所示,本 实施例所揭示的起重机臂架的轮廓检测方法包括:
[0026]S201:沿起重机臂架11的延伸方向Z间隔设置多个突出于起重机臂架的挡板30且在相邻的挡板30之间设置扫描仪20 ；
[0027]S202:利用扫描仪20对起重机臂架11和挡板30进行扫描，以获得多个轮廓点，其中扫描仪20的扫描范围设置成超出扫描仪20两侧的相邻挡板30，扫描仪20的扫描分辨率设置成在起重机臂架11和扫描仪20两侧的相邻挡板30上分别获取至少两个轮廓点；
[0028]S203:根据多个轮廓点获得扫描仪20两侧的相邻挡板30的挡板轮廓线LI以及位于相邻挡板30之间的起重机臂架11的臂架轮廓线L2，以形成一局部轮廓线L ；
[0029]S204:以挡板轮廓线LI为基准拼接多个局部轮廓线L。
[0030]在S201中，将多个挡板30中的一个设置于起重机臂架根部的臂节12的底端121，并将扫描仪20和其余的挡板30依次设置与各臂节12的顶端。优选地，挡板30和扫描仪20设置在臂节12的同侧。如图3所示，挡板30还包括挡板支座31，挡板支座31设置在臂节12的正面，且挡板30不会干涉起升钢丝绳13。如图4所示，扫描仪20还包括扫描仪支座21，扫描仪支座21设置在臂节12的侧面。
[0031]在S202中，如图5所示，以单个扫描仪20建立一坐标系Χ_0_Υ，多个轮廓点的坐标为(xi, yi),其中i为正整数。
[0032]在S203中，首先依次计算多个轮廓点中的相邻两个轮廓点与扫描仪20之间的距离差Λ d的绝对值或相邻两个轮廓点之间的距离d，其中:
[0033]Ad =」xi1 + yi1 -如(i +1)2 +y (i + I)2( I )
[0034]d = ^|x1-x (i + l)「+|y1-y (i + l)|~( 2 )
[0035]轮廓点与扫描仪20的距离为:
[0036]r = -yjxr + yi2( 3 )[0037]选择距离差Λ d的绝对值或距离d大于或等于预设的距离变化阈值dl的相邻两个轮廓点中相对靠近扫描仪20的轮廓点作为扫描仪20两侧的相邻挡板30的上边界点A、
B。如图5所示，轮廓点A与轮廓点Al相邻，轮廓点B与轮廓点BI相邻，其中轮廓点A与轮廓点Al的距离差Λ dl的绝对值大于或等于距离变化阈值dl，且轮廓点A与扫描仪20的距离小于轮廓点Al与扫描仪20的距离，即轮廓点A相对于轮廓点Al靠近扫描仪20，轮廓点A为挡板30的上边界点A ;轮廓点B与轮廓点BI的距离差Λ d2的绝对值大于距离变化阈值dl，且轮廓点B与扫描仪20的距离小于轮廓点BI与扫描仪20的距离，即轮廓点B相对于轮廓点BI靠近扫描仪20,轮廓点B为挡板30的上边界点B。
[0038]然后，依次计算扫描仪20两侧的相邻挡板30的上边界点A和B之间的轮廓点与各自两侧的相邻轮廓点之间连线的斜率差Λ k，其中:
[0039]
【权利要求】
1.一种起重机臂架(11)的轮廓检测方法，其特征在于，所述检测方法包括: 沿所述起重机臂架(11)的延伸方向(Z)间隔设置多个突出于所述起重机臂架(11)的挡板(30)且在相邻的所述挡板(30)之间设置扫描仪(20)； 利用所述扫描仪(20)对所述起重机臂架(11)和所述挡板(30)进行扫描，以获得多个轮廓点，其中所述扫描仪(20)的扫描范围设置成超出所述扫描仪(20)两侧的相邻挡板(30)，所述扫描仪(20)的扫描分辨率设置成在所述起重机臂架(11)和所述扫描仪(20)两侧的相邻挡板(30)上分别获取至少两个所述轮廓点； 根据所述多个轮廓点获得所述扫描仪(20)两侧的相邻挡板(30)的挡板轮廓线(LI)以及位于所述相邻挡板(30)之间的所述起重机臂架(11)的臂架轮廓线(L2)，以形成一局部轮廓线(L)； 以所述挡板轮廓线(LI)为基准拼接多个所述局部轮廓线(L)。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述起重机臂架(11)包括沿所述延伸方向(Z)设置的多个臂节(12)，所述沿所述起重机臂架(11)的延伸方向(Z)间隔设置多个突出于所述起重机臂架(11)的挡板(30)且在相邻的所述挡板(30)之间设置扫描仪(20)的步骤包括: 将所述多个挡板(30 )中的一个设置于所述起重机臂架(11)根部的所述臂节(12 )的底端(121)，并将所述扫描仪(20)和其余的所述挡板(30)依次设置于各所述臂节(12)的顶端。
3.根据权利要求1所述的`检测方法，其特征在于，所述根据所述多个轮廓点获得所述扫描仪(20)两侧的相邻挡板(30)的挡板轮廓线(LI)以及位于所述相邻挡板(30)之间的所述起重机臂架(11)的臂架轮廓线(L2)的步骤包括: 依次计算所述多个轮廓点中的相邻两个轮廓点与所述扫描仪(20)之间的距离差的绝对值或所述相邻两个轮廓点之间的距离； 选择所述距离差的绝对值或所述距离大于或等于预设的距离变化阈值的相邻两个轮廓点中相对靠近所述扫描仪(20)的轮廓点作为所述挡板(30)的上边界点。
4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述多个轮廓点获得所述扫描仪(20)两侧的相邻挡板(30)的挡板轮廓线(LI)以及位于所述相邻挡板(30)之间的所述起重机臂架(11)的臂架轮廓线(L2)的步骤进一步包括: 依次计算所述扫描仪(20)两侧的相邻挡板(30)的上边界点之间的所述轮廓点与各自两侧的相邻轮廓点之间连线的斜率差； 选择所述斜率差大于或等于预设的第一斜率变化阈值且相对靠近所述挡板(30)的上边界点的第一轮廓点和第二轮廓点； 由所述第一轮廓点和位于所述第一轮廓点的远离所述第二轮廓点一侧的轮廓点确定第一直线，由所述第二轮廓点和位于所述第二轮廓点的远离所述第一轮廓点一侧的轮廓点确定第二直线，并将所述第一直线和所述第二直线的交点作为所述挡板(30)的下边界点； 利用所述挡板(30)的上边界点和所述挡板(30)的下边界点获得所述挡板轮廓线(LI)。
5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述利用所述挡板(30)的上边界点和所述挡板(30)的下边界点获得所述挡板轮廓线(LI)的步骤包括:通过直接连接所述挡板(30)的上边界点和所述挡板(30)的下边界点或者依次连接所述挡板(30)的上边界点、所述挡板(30)的下边界点以及二者之间的所述轮廓点获取所述挡板轮廓线(LI)。
6.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述多个轮廓点获得所述扫描仪(20)两侧的相邻挡板(30)的挡板轮廓线(LI)以及位于所述相邻挡板(30)之间的所述起重机臂架(11)的臂架轮廓线(L2)的步骤包括: 依次连接所述扫描仪(20)两侧的相邻挡板(30)的下边界点以及二者之间的所述轮廓点，以获取所述臂架轮廓线(L2)。
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述起重机臂架(11)上设置有附加装置，所述依次连接所述扫描仪(20)两侧的相邻挡板(30)的下边界点以及二者之间的所述轮廓点的步骤进一步包括: 依次计算所述扫描仪(20)两侧的相邻挡板(30)的下边界点之间的所述轮廓点与各自两侧的相邻轮廓点之间连线的斜率差； 若所述斜率差小于预设的第三斜率变化阈值，则连接当前计算的所述轮廓点和其相邻轮廓点，并返回所述依次计算所述扫描仪(20)两侧的相邻挡板(30)的下边界点之间的所述轮廓点与各自两侧的相邻轮廓点之间连线的斜率差的步骤； 若所述斜率差大于或等于所述第三斜率变化阈值，则将未连接的相邻轮廓点删除，并返回所述依次计算所述扫描仪(20)两侧的相邻挡板(30)的下边界点之间的所述轮廓点与各自两侧的相邻轮廓点之间连线的斜率差的步骤。
8.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述起重机臂架(11)上设置有位于不同臂节之间的阶梯分界面(`112)，所述依次连接所述扫描仪(20)两侧的相邻挡板(30)的下边界点以及二者之间的所述轮廓点的步骤进一步包括: 确定所述阶梯分界面(112)的上分界点和下分界点； 依次计算所述扫描仪(20)两侧的相邻挡板(30)的下边界点之间的所述轮廓点与各自两侧的相邻轮廓点之间连线的斜率差； 选择所述斜率差大于或等于预设的第二斜率变化阈值，且相对靠近所述阶梯分界面(112)的上分界点和下分界点之间的连线并位于所述阶梯分界面(112)的上分界点和下分界点之间的连线两侧的第三轮廓点和第四轮廓点； 依次连接所述第三轮廓点、所述阶梯分界面(112)的上分界点和下分界点以及所述第四轮廓点，以形成一阶梯形轮廓线(L7)。
9.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述以所述挡板轮廓线(LI)为基准拼接多个所述局部轮廓线(L)的步骤包括: 在统一坐标系下拼接在多个所述扫描仪(20)的各自坐标系下获得的所述局部轮廓线(L)。
10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述沿所述起重机臂架(11)的延伸方向(Z)间隔设置多个突出于所述起重机臂架(11)的挡板(30)且在相邻的所述挡板(30)之间设置扫描仪(20)的步骤进一步包括: 在相对所述统一坐标系固定的至少一所述挡板(30)上设置测斜仪(40)； 所述在统一坐标系下拼接在多个所述扫描仪(20)的各自坐标系下获得的所述局部轮廓线(L)的步骤包括: 根据设置有所述测斜仪(40)的所述挡板(30)的安装位置确定其在所述统一坐标系下的实际位置，并利用所述测斜仪(40)测量所述设置有所述测斜仪的所述挡板(30)在所述统一坐标系下的实际倾角； 平移和旋转与设置有所述测斜仪(40)的所述挡板(30)对应的所述局部轮廓线(L)，以所述局部轮廓线(L)中对应于所述测斜仪(40)的所述挡板(30)的挡板轮廓线(LI)平移和旋转至所述实际位置和所述实际倾角； 平移和旋转其余的所述局部轮廓线(L)，以使各所述局部轮廓线(L)的挡板轮廓线(LI)与相邻的局部轮廓线(L)的 挡板轮廓线(LI)重合。
【文档编号】G01B11/24GK103673922SQ201310681278
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】高常春, 任会礼, 曾维栋, 王惠科, 李复懿 申请人:中联重科股份有限公司