[发明专利]基于三维激光扫描的起重机械结构变形检测方法

说明书

本发明属于机械检测技术领域，具体涉及一种基于三维激光扫描的起重机械结构变形检测方法，旨在为了解决现有方法测量难度大、测量结果不能体现整个部件的变形、测量结果误差较大的问题。本发明方法在各扫描站分别通过三维激光扫描装置扫描被测起重机械和相应的标靶；对得到的点云数据进行拼接，获取统一坐标系下的被测起重机械表面各点的特征信息数据；进行三维空间模型重建，根据测试内容，获取三维模型目标平面上各测试点的空间坐标数据；计算得到被测起重机械的结构变形量。本发明能够获取被测机械部件的整体变形量，检测人员不需要近距离测量，因此提升了检测效率，降低了手工测量导致的测量误差。

技术领域

本发明属于机械检测技术领域，具体涉及一种基于三维激光扫描的起重机械结构变形检测方法。

背景技术

国民经济飞速发展的今天，起重机械已广泛应用于冶金、电力、港口、物流、机械制造和海洋工程等行业中。许多起重机械存在服役年代久远、运行工况复杂、日常作业过程中涉及到载荷多变，被吊物体形状多样化，作业频率、幅度变化不规律，工作环境复杂以及超负荷运行等情况。这些问题的存在容易致使起重机整体或局部钢结构产生变形的情况，从而导致起重机钢结构结构直接断裂或整机坍塌、倾翻等事故。

起重机结构变形检测是起重机检验过程中一个重要的环节，包括起重机主梁腹板局部翘曲变形检测，起重机空载主梁上拱度检测，额定载荷主梁下挠度检测等。

现在的起重机主梁腹板局部翘曲变形检测主要是在主梁内部腹板进行测量，利用长度为1m的量具配合钢尺进行测量，测量结果取量具内侧与腹板间隙最大值即为主梁腹板局部翘曲数值。

起重机主梁上拱度是指主梁预制的、由水平线算起的向上拱起量。现有的起重机主梁上拱度主要采用水准仪或经纬仪测量法(测点必须距离镜头2米以上、拉钢丝(修正)法等进行检验测量。

下挠度是指在额定载荷下，小车在主梁跨中，主梁跨中向下产生的弹性变形量，从加载前实际位置算起。现有的挠度测量主要利用经纬仪，激光测距仪进行测量。

现有的测量方法需近距离测量被测设备，因此测量难度大、测量人员数量多；测量位置的选取多为局部选取，无法获取被测机械部件的整体变形量，测量结果不能全面体现整个部件的变形情况；测量结果的测量误差、累积误差较大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有的测量方法测量难度大、测量结果不能全面体现整个部件的变形情况、测量结果的测量误差和累积误差较大问题，本发明提出了一种基于三维激光扫描的起重机械结构变形检测方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种基于三维激光扫描的起重机械结构变形检测方法，该方法包括：

步骤S100、根据被测起重机械和现场测试环境选取多个扫描站，并根据所述扫描站的位置布设标靶；

步骤S200、在各扫描站分别通过三维激光扫描装置扫描所述被测起重机械和相应的标靶，获取第一点云数据；

步骤S300、对多个扫描站获取的第一点云数据进行数据拼接，获取统一坐标系下的所述被测起重机械表面各点的特征信息数据，所述特征信息数据包括所述被测起重机械表面各点的空间坐标数据；

步骤S400、基于所述特征信息数据，进行三维空间模型重建，得到被测起重机械三维模型；

步骤S500、根据测试指标，从所述被测起重机械三维模型的目标平面上选取多个测试点，获取各测试点的空间坐标数据；

步骤S600、基于所述空间坐标数据计算得到所述被测起重机械的结构变形量。