一种单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统，包括摄影部分，摄影部分包括：单相机、云台、机械运动系统、测量标识、标准比例尺、数据链路和比例尺支架；其中，测量标识被固定于太阳能集热器钢结构支架的待测点；比例尺支架放置于太阳能集热器钢结构支架的周围，标准比例尺被放置于比例尺支架上，每个标准比例尺上固定有两个距离已知的比例尺标识；单相机固定于云台上；云台能够进行旋转、翻滚和俯仰中的一种或几种运动；机械运动系统带动云台和单相机在空间中移动，实现从不同的方位对测量标识进行拍摄；数据链路传输单相机拍摄的照片，传输单相机、云台和机械运动系统的控制命令，也对单相机、云台和机械运动系统供电。
【专利说明】
一种单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及工装结构件的几何参数测量，特别涉及一种单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统。
【背景技术】
[0002]太阳能光热发电技术(英文名Concentrating Solar Power，简称CSP)利用聚光反射镜将太阳辐射能量反射到集热器上，由集热器将太阳辐射能转换成热能，并通过热力循环过程进行发电。作为太阳能大规模发电的重要方式，太阳能光热发电具有一系列明显优点。首先，其全生命周期的碳排放量非常低，根据国外研究仅有18g/kWh。其次，该技术在现有太阳能发电技术中成本最低，更易于迅速实现大规模产业化。最后，太阳能光热发电还具有非常强的与现有火电站及电网系统的相容性优势。
[0003]槽式抛物面技术是太阳能光热发电的重要技术之一，它使用槽式抛物面反射镜将太阳光聚焦在抛物面焦点处的集热管上。在实际的制造过程中，抛物面反射镜由若干螺栓或铆钉固定在太阳能集热器钢结构支架的对应托架上，集热管被固定于太阳能集热器钢结构支架的集热管支架上。所以，太阳能集热器钢结构支架上的各个固定点的位置与角度决定了抛物面反射镜和集热管的几何参数。为了保证聚光效率，抛物面反射镜的面型及相对集热管的位置都需要满足设计的要求，因此，太阳能集热器钢结构支架的组装线上需要一种检测系统来检测各个固定点的几何参数，从而达到检测组装质量的目的。
[0004]目前，常见的检测方法是使用激光跟踪仪、全站仪或激光雷达来测量物体的几何参数。这种方法耗时巨大、效率极低，且测量时需要随时接触被测物体、容易被遮挡所影响，难以满足生产线上的在线检测。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于在保证检测精度的条件下，提高检测效率，提供一种可满足生产线上检测的非接触式检测系统。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统，包括摄影部分，所述摄影部分包括:单相机1、云台2、机械运动系统、测量标识3、标准比例尺4、数据链路5和比例尺支架7;其中，
[0007]所述测量标识3被固定于太阳能集热器钢结构支架6的待测点；所述比例尺支架7放置于所述太阳能集热器钢结构支架6的周围，所述标准比例尺4被放置于比例尺支架7上，每个标准比例尺4上固定有两个距离已知的比例尺标识8;所述单相机I固定于所述云台2上;所述云台2能够进行旋转、翻滚和俯仰中的一种或几种运动，从而实现所述单相机I以不同姿态对所述测量标识3进行拍摄;所述机械运动系统带动所述云台2和所述单相机I在空间中移动，实现从不同的方位对测量标识进行拍摄;所述数据链路5传输所述单相机I拍摄的照片，传输所述单相机1、所述云台2和所述机械运动系统的控制命令，也对所述单相机1、所述云台2和所述机械运动系统供电。
[0008]上述技术方案中，该系统还包括计算部分，所述计算部分包括传输与控制模块9、计算模块10;其中，
[0009]所述传输与控制模块9与所述数据链路5相连，发送所述单相机1、所述云台2和所述机械运动系统的控制命令，并接收所述单相机I拍摄的照片;所述计算模块10从接收到的所述单相机I拍摄的照片中提取所述测量标识3的信息，计算各测量标识3的相对坐标及相对倾斜角度，并基于所述单相机I拍摄的照片对所述单相机I的内部参数、镜头畸变系数及单相机在每个拍照位的姿态与位置坐标进行自校准;所述计算模块10还根据所述标准比例尺4上比例尺标识8的距离以及各测量标识3的相对坐标计算各测量标识3的绝对坐标，并将计算结果与标准模型进行对比，从而计算太阳能集热器钢结构支架6的组装质量。
[0010]上述技术方案中，所述机械运动系统包括行车11和行车轨道12;固定有所述单相机I的所述云台2安装在所述行车11上，并沿行车11移动，所述行车11沿所述行车轨道12移动。
[0011]上述技术方案中，所述机械运动系统包括导轨13，固定有所述单相机I的所述云台2沿所述导轨13进行移动。
[0012]上述技术方案中，所述机械运动系统包括旋转机械臂14，固定有所述单相机I的所述云台2固定于所述旋转机械臂14。
[0013]本实用新型的优点在于:
[0014]本实用新型的单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统检测速度快、精度高，检测过程中不与被测物体所接触，可满足组装线上的组装质量检测要求。
【附图说明】
[0015]图1是采用行车式运动系统的单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统示意图；
[0016]图2是采用导轨式运动系统的单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统示意图；
[0017]图3是采用旋转机械臂的单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统示意图。
[0018]图面说明
[0019]I单相机2云台3测量标识
[0020]4标准比例尺5数据链路6太阳能集热器钢结构支架
[0021]7比例尺支架8比例尺标识 9传输与控制模块
[0022]10计算模块11行车12行车轨道
[0023]13导轨14旋转机械臂
【具体实施方式】
[0024]现结合附图对本实用新型作进一步的描述。
[0025]本实用新型的单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统用于对太阳能集热器钢结构支架的组装质量进行检测。该系统总体上包括摄影部分和计算部分。
[0026]图1为一个实施例中采用行车式运动系统的单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统示意图，如图所示，该检测系统中的摄影部分包括:单相机1，云台2，测量标识3，标准比例尺4，数据链路5，比例尺支架7，比例尺标识8，行车11和行车轨道12;该检测系统中的计算部分包括:传输与控制模块9，计算模块10。
[0027]所述测量标识3被固定于太阳能集热器钢结构支架6的待测点；比例尺支架7放置于所述太阳能集热器钢结构支架6的周围，比例尺支架7—般有一个或多个，它们均匀地分布在整个测量范围内。所述标准比例尺4被放置于比例尺支架7上，每个比例尺上固定有两个距离已知的比例尺标识8;所述单相机I固定于所述云台2上;所述云台2可进行旋转、翻滚和俯仰中的一种或几种运动，从而实现所述单相机I以不同姿态对测量标识进行拍摄;所述云台2与所述单相机I沿所述行车11进行移动，所述行车11沿所述行车轨道12移动，所述行车轨道12则排布在太阳能集热器钢结构支架6的周围，从而实现从不同的方位对测量标识进行拍摄;所述数据链路5可传输所述单相机I拍摄的照片，传输所述单相机1、所述云台2和所述行车11的控制命令，也可对所述单相机1、所述云台2和所述行车11供电。
[0028]所述传输与控制模块9与所述数据链路5相连，发送所述单相机1、所述云台2和所述机械运动系统的控制命令，并接收所述单相机I拍摄的照片;所述计算模块10从接收到的所述单相机I拍摄的照片中提取所述测量标识3的信息，计算各测量标识3的相对坐标及相对倾斜角度，并基于所述单相机(I)拍摄的照片对所述单相机I的内部参数、镜头畸变系数及单相机在每个拍照位的姿态与位置坐标进行自校准;所述计算模块10还根据所述标准比例尺4上比例尺标识8的距离以及各测量标识3的相对坐标计算各测量标识3的绝对坐标，并将计算结果与标准模型进行对比，从而得到太阳能集热器钢结构支架6的组装质量。
[0029]图2为另一个实施例中采用导轨式运动系统的单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统示意图，如图所示，该检测系统中的摄影部分包括:单相机I，云台2，测量标识3，标准比例尺4，数据链路5，比例尺支架7，比例尺标识8，导轨13;该检测系统中的计算部分包括:传输与控制模块9，计算模块10。
[0030]所述测量标识3被固定于太阳能集热器钢结构支架6的待测点；比例尺支架7放置于所述太阳能集热器钢结构支架6的周围，比例尺支架7—般有一个或多个，它们均匀地分布在整个测量范围内。所述标准比例尺4被放置于比例尺支架7上，每个比例尺上固定有两个距离已知的比例尺标识8;所述单相机I固定于所述云台2上;所述云台2可进行旋转、翻滚和俯仰中的一种或几种运动，从而实现所述单相机I以不同姿态对测量标识进行拍摄;所述云台2与所述单相机I将沿所述导轨13进行移动，所述导轨13则排布在太阳能集热器钢结构支架6的周围，从而实现从不同的方位对测量标识进行拍摄;所述数据链路5可传输所述单相机I拍摄的照片，传输所述单相机I和所述云台2的控制命令，也可对所述单相机I和所述云台2供电；所述导轨13包括但不限于如图所示的矩形。
[0031]该实施例中计算部分的功能与前一实施例相同，因此不在此处重复。
[0032]图3为又一个实施例中采用旋转机械臂的单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统示意图，如图所示，该检测系统中的摄影部分包括:单相机I，云台2，测量标识3，标准比例尺4，数据链路5，比例尺支架7，比例尺标识8，旋转机械臂14;该检测系统中的计算部分包括:传输与控制模块9，计算模块10。
[0033]所述测量标识3被固定于太阳能集热器钢结构支架6的待测点；比例尺支架7放置于所述太阳能集热器钢结构支架6的周围，比例尺支架7—般有一个或多个，它们均匀地分布在整个测量范围内。所述标准比例尺4被放置于比例尺支架7上，每个比例尺上固定有两个距离已知的比例尺标识8;所述单相机I固定于所述云台2上;所述云台2可进行旋转、翻滚和俯仰中的一种或几种运动，从而实现所述单相机I以不同姿态对测量标识进行拍摄;所述云台2与所述单相机I固定于所述旋转机械臂14，旋转机械臂14则位于太阳能集热器钢结构支架6的上方，通过旋转机械臂的运动实现从不同的方位对测量标识进行拍摄;所述数据链路5可传输所述单相机I拍摄的照片，传输所述单相机1、所述云台2和所述旋转机械臂14的控制命令，也可对所述单相机1、所述云台2和所述旋转机械臂14供电。
[0034]该实施例中计算部分的功能与前一实施例相同，因此不在此处重复。
[0035]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统，其特征在于，包括摄影部分，所述摄影部分包括:单相机(I)、云台(2)、机械运动系统、测量标识(3)、标准比例尺(4)、数据链路(5)和比例尺支架(7);其中， 所述测量标识(3)被固定于太阳能集热器钢结构支架(7)的待测点；所述比例尺支架(7)放置于所述太阳能集热器钢结构支架(6)的周围，所述标准比例尺(4)被放置于比例尺支架(7)上，每个标准比例尺(4)上固定有两个距离已知的比例尺标识(8);所述单相机(I)固定于所述云台(2)上;所述云台(2)能够进行旋转、翻滚和俯仰中的一种或几种运动，从而实现所述单相机(I)以不同姿态对所述测量标识(3)进行拍摄;所述机械运动系统带动所述云台(2)和所述单相机(I)在空间中移动，实现从不同的方位对测量标识进行拍摄;所述数据链路(5)传输所述单相机(I)拍摄的照片，传输所述单相机(I)、所述云台(2)和所述机械运动系统的控制命令，也对所述单相机(I)、所述云台(2)和所述机械运动系统供电。2.根据权利要求1所述的单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统，其特征在于，还包括计算部分，所述计算部分包括传输与控制模块(9)、计算模块(10);其中， 所述传输与控制模块(9)与所述数据链路(5)相连，发送所述单相机(I)、所述云台(2)和所述机械运动系统的控制命令，并接收所述单相机(I)拍摄的照片;所述计算模块(10)从接收到的所述单相机(I)拍摄的照片中提取所述测量标识(3)的信息，计算各测量标识(3)的相对坐标及相对倾斜角度，并基于所述单相机(I)拍摄的照片对所述单相机(I)的内部参数、镜头畸变系数及单相机在每个拍照位的姿态与位置坐标进行自校准；所述计算模块(10)还根据所述标准比例尺(4)上比例尺标识(8)的距离以及各测量标识(3)的相对坐标计算各测量标识(3)的绝对坐标，并将计算结果与标准模型进行对比，从而计算太阳能集热器钢结构支架(6)的组装质量。3.根据权利要求1或2所述的单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统，其特征在于，所述机械运动系统包括行车(11)和行车轨道(12);固定有所述单相机(I)的所述云台(2)安装在所述行车(11)上，并沿行车(11)移动，所述行车(11)沿所述行车轨道(12)移动。4.根据权利要求1或2所述的单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统，其特征在于，所述机械运动系统包括导轨(13)，固定有所述单相机(I)的所述云台(2)沿所述导轨(13)进行移动。5.根据权利要求1或2所述的单相机太阳能集热器钢结构支架组装质量检测系统，其特征在于，所述机械运动系统包括旋转机械臂(14)，固定有所述单相机(I)的所述云台(2)固定于所述旋转机械臂(14)。
【文档编号】G01C9/00GK205718844SQ201620644325
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】姚志豪, 刘佳尧, 杨苏
【申请人】首航节能光热技术股份有限公司