位移传感器，角度转动轴6上安装有角度传感器。
[0028]在本发明中，主板处理器8与锂聚合物电池16通过导线连接安装于机箱9内，指示灯17、总电源开关15、RS-232接口 13以及USB接口 12与主板处理器8连接，分别安装于机箱9外侧。所述的指示灯17包括电池电量指示灯17、安全工作指示灯17、警示灯。主板处理器8包括:激光测量处理系统、光电元件、计时器、数据采集卡、无线数据传输模块。
[0029]在本发明中，所述角度转动轴6的转动范围为一 45°?90°，圆盘旋转轴7转动范围为360°。机箱9底部设有具有磁性的支撑脚架14。所述激光发射器3为YAG激光光源，反射薄膜片4为氯乙烯聚合膜。所述旋转传感器、角度传感器和光学位移传感器均与机箱9中的主板处理器8连接，主板处理器8通过蓝牙将测量数据传输给移动终端和连接带有蓝牙系统的PDA机10，PDA机10通过数据线11与机箱连接，移动终端通过WiFi连接局域网直接传输云端服务器，远程实时共享和分析处理测量数据。
[0030]一种上述的基于激光测距技术的合拢管现场测量装置的测量方法，利用激光测距技术测量前进行校零，以激光发射源为零点位置，当激光发射器3与旋转基座18平行位置时，沿激光发射器3发射激光方向为X轴矢量正方向，以激光发射器3转动90°方向为z轴矢量正方向，根据右手定律，则确定I轴方向，P(x，I, z)为空间内一点，则P点利用r，Φ，Θ依次来确定，r e [0，①]，Φ e [0，2jt]，Θ e [-jt/4，n ]，其中r为原点O与点P见的距离，通过光学位移传感器测得，Φ为从正z轴来看自X轴按逆时针方向转到有向线段的角，通过旋转传感器测得，Θ为有向线段于z轴正向所夹的角，通过角度传感器测得，其中 X = rsin Θ cos?、y = rsin? sin θ、z = rcos θ，包括以下步骤:
[0031](I)将装有磁性支撑角架的测量装置安装于现场适当的平整位置上，开启电源总开关;
[0032](2)利用PAD机或移动终端中的App测量软件调节控制进行校零，确定零点极坐标；
[0033](3)先调节圆盘旋转轴7于初步位置，在调节控制角度转动轴6于一定角度，利用红外激光瞄准器2对测量位置进行矫正，确保发射的激光展现于待测法兰的密封面上，同时进行调整激光发射器3测量的合理位置；
[0034](4)开启激光发射器3，从第一法兰I外轮廓一侧开始通过调整角度转动轴6，在第一法兰I密封面侧扫描一条直线空间位置坐标，适当调整圆盘旋转轴7，同样扫描一条第一法兰I密封面上的直线空间坐标位置，通过激光测距、旋转传感器和角度传感器得出直线的空间位置坐标，法兰密封面一条直线的两端位于法兰的外轮廓上，两条直线的四个端点就可以得出法兰外轮廓的四个点坐标，通过四个点坐标就可以求出法兰外轮廓的直径；
[0035]同理，沿着第一法兰I任意一个螺栓孔利用激光测距技术至少扫描2条直线空间位置，以及沿着第一法兰I密封面侧的内轮廓至少扫描2条直线空间位置测量结束关闭激光发射器3 ；
[0036]调整旋转基座18于第二法兰5，以测量第一法兰I的方法同样测量第二法兰5，测量全部结束关闭激光发射器3 ;整个调节过程通过PDA机10或移动终端App测量软件控制操作，自动实时保存所有测量数据，通过扫描至少两条直线得出四个点坐标分别求出法兰和螺栓孔圆心以及法兰内外径和螺栓孔半径；
[0037](5)测量结束后将PDA机10或移动终端的测量数据导入PC电脑，通过三维空间数据处理软件自动将测量数据处理成第一法兰I和第二法兰5的空间位置及轮廓数据，利用Geomagic软件拟合第一法兰I和第二法兰5，并利用三维绘图绘制加工图纸，以PDF格式输出，直接打印。
[0038]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于激光测距技术的合拢管现场测量装置，其特征在于:包括机箱、激光发射器和红外激光瞄准器，所述机箱的上方安装有旋转基座，所述旋转基座绕圆盘旋转轴转动，所述圆盘旋转轴与旋转驱动电机连接，在旋转基座上安装有支架，在支架上安装有可以转动的角度转动轴，角度转动轴与翻转驱动电机连接，角度转动轴上固定连接有激光发射器，激光发射器上的发射口安装有反射薄膜片，在激光发射器的顶部设有红外激光瞄准器；所圆盘旋转轴上安装有旋转传感器，在激光发射器上安装有光学位移传感器，角度转动轴上安装有角度传感器。2.根据权利要求1所述的基于激光测距技术的合拢管现场测量装置，其特征在于:所述角度转动轴的转动范围为一 45°?90°，圆盘旋转轴转动范围为360°。3.根据权利要求2所述的基于激光测距技术的合拢管现场测量装置，其特征在于:所述机箱底部设有具有磁性的支撑脚架。4.根据权利要求3所述的基于激光测距技术的合拢管现场测量装置，其特征在于:所述激光发射器为YAG激光光源，反射薄膜片为氯乙烯聚合膜。5.根据权利要求4所述的基于激光测距技术的合拢管现场测量装置，其特征在于:所述旋转传感器、角度传感器和光学位移传感器均与机箱中的主板处理器连接，主板处理器通过蓝牙将测量数据传输给移动终端和连接带有蓝牙系统的PDA机，移动终端通过WiFi连接局域网直接传输云端服务器，远程实时共享和分析处理测量数据。6.一种基于权利要求5所述的基于激光测距技术的合拢管现场测量装置的测量方法，利用激光测距技术测量前进行校零，以激光发射源为零点位置，当激光发射器与旋转基座平行位置时，沿激光发射器发射激光方向为X轴矢量正方向，以激光发射器从水平位置逆时针转动90°方向为z轴矢量正方向，根据右手定律，则确定y轴方向，P(x，y，z)为空间内一点，则P点利用r，Φ，Θ依次来确定，其中r为原点O与点P见的距离，Φ为从正z轴来看自X轴按逆时针方向转到有向线段的角，Θ为有向线段于z轴正向所夹的角，其特征在于，包括以下步骤: (1)将装有磁性支撑角架的测量装置安装于现场适当的平整位置上，开启电源总开关; (2)利用PAD机或移动终端中的App测量软件调节控制进行校零，确定极坐标系的初始位置； (3)先调节圆盘旋转轴于初步位置，在调节控制角度转动轴于一定角度，利用红外激光瞄准器对测量位置进行矫正，确保发射的激光展现于待测法兰的密封面上，同时进行调整激光发射器测量的合理位置； (4)开启激光发射器，从第一法兰外轮廓一侧开始通过调整角度转动轴，在第一法兰密封面侧扫描一条直线空间位置坐标，适当调整圆盘旋转轴，同样扫描一条第一法兰密封面上的直线空间坐标位置； 同理，沿着第一法兰任意一个螺栓孔利用激光测距技术至少扫描2条直线空间位置，以及沿着第一法兰密封面侧的内轮廓至少扫描2条直线空间位置测量结束关闭激光发射器; 调整旋转基座于第二法兰，以测量第一法兰的方法同样测量第二法兰，测量全部结束关闭激光发射器；整个调节过程通过PDA机或移动终端App测量软件控制操作，自动实时保存所有测量数据； (5)测量结束后将PDA机或移动终端的测量数据导入PC电脑，通过三维空间数据处理软件自动将测量数据处理成第一法兰和第二法兰的空间位置及轮廓数据，利用Geomagic软件拟合第一法兰和第二法兰，并利用三维绘图绘制加工图纸，以PDF格式输出，直接打印。7.根据权利要求6所述的基于激光测距技术的合拢管现场测量方法，其特征在于:所述步骤4)中，测量使用的数据均为空间三维坐标，测量后均通过利用三维空间数据处理软件自动测量提取扫描线的线性位置关系，确定通过扫描的直线在密封面上的端点位置，即端点为法兰的外轮廓、螺栓孔和内轮廓上的点，利用轮廓上的点和圆周角定律，确定法兰和螺栓孔圆心以及法兰内外径和螺栓孔半径。
【专利摘要】本发明公开了一种基于激光测距技术的合拢管现场测量装置及测量方法，该装置包括机箱、激光发射器和红外激光瞄准器，所述机箱的上方安装有旋转基座，所述旋转基座绕圆盘旋转轴转动，所述圆盘旋转轴与旋转驱动电机连接，在旋转基座上安装有角度转动轴，角度转动轴与翻转驱动电机连接，角度转动轴上固定连接有激光发射器，激光发射器上安装有反射薄膜片，在激光发射器的顶部设有红外激光瞄准器；所圆盘旋转轴上安装有旋转传感器，在激光发射器上安装有光学位移传感器，角度转动轴上安装有角度传感器。本发明的基于激光测距技术的合拢管现场测量装置及测量方法，通过激光测距和各种角度传感器测量两个法兰的相对位置，测量精度高。
【IPC分类】G01B11/08, G01B11/00, G01B11/12
【公开号】CN105222711
【申请号】CN201510718025
【发明人】邹家生, 许祥平, 杨骏, 严铿, 高飞, 叶友利, 施志强, 黄晓龙
【申请人】江苏阳明船舶装备制造技术有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月28日