專利名稱：起重運(yùn)輸機(jī)械軌道間平面關(guān)系和相對高低差的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及門式及橋式起重運(yùn)輸機(jī)械軌道自動化檢測，尤其涉及一種軌 道幾何量的檢測方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)不斷向連續(xù)化、規(guī)模化、自動化方向發(fā) 展。起重運(yùn)輸機(jī)械被廣泛運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)的原材料、半成品、成品的運(yùn)輸， 設(shè)備的更換、檢修等，是企業(yè)的重要設(shè)備。處于軟土地質(zhì)的安裝在工業(yè)廠房 內(nèi)或地面的門式及橋式起重運(yùn)輸機(jī)械軌道，其基礎(chǔ)和周邊受靜荷載或動荷載 影響，經(jīng)過長時間負(fù)荷運(yùn)行易發(fā)生不均勻的沉降或位移，使軌道出現(xiàn)不同程 度的變形，從而影響行車正常運(yùn)行。為了正確、及時掌握行車軌道變形狀況， 采取對單根軌道的直線度、水平度，兩根軌道間的軌道同截面跨距、同截面 高低差、平行度檢測，便于迅速判明軌道狀態(tài)并進(jìn)行調(diào)整。在一些冶金行業(yè) 的特大型企業(yè)里，都擁有大型的行車等起重設(shè)備近千臺，其軌道總長在幾十 千米以上，檢測工作量很大。目前對軌道的測量方式仍是使用常規(guī)的水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀及鋼尺，通過現(xiàn) 場測量、記錄測量數(shù)據(jù)，然后再經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)計算后，才能依據(jù)計算結(jié)果 繪制成果圖表這樣一個過程完成的。另外再加上測量數(shù)據(jù)的復(fù)查和計算成果的檢查及成果報告的審核等工作，完成一項(xiàng)300m長軌道測量工作，(按3 米的間隔進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣)需要投入12個人花費(fèi)近8小時的時間。隨著企業(yè) 對安全管理的深化，進(jìn)一步強(qiáng)化對高空作業(yè)的安全管理，要求高空作業(yè)人員 不得脫離安全帶的有效保護(hù)，而傳統(tǒng)的行車軌道測量是一項(xiàng)勞動密集型高空 測量工作，需要投入大量的人力和時間，測量過程中必須綁好安全帶跨出高 空安全護(hù)欄，分別進(jìn)行測量，這樣既分散了作業(yè)人員，又給測量安全操作造 成極大的隱患。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供起重運(yùn)輸機(jī)械軌道間平面關(guān)系 和相對高低差的測量方法。本發(fā)明的方法不僅保證檢測人員的人身安全，而且檢 測精度高、效率高。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的1. 一種起重運(yùn)輸機(jī)械軌道間平面關(guān)系和相對高 低差的測量方法，它包括平面關(guān)系測量和相對高低差的測量，它包括下述步 驟，步驟一，在軌道之間任意設(shè)置二個棱鏡作為公共基準(zhǔn)點(diǎn)G和H;步驟二，在一根軌道A的頭端C上架設(shè)全站儀，在該軌道上架設(shè)一個 能沿著軌道移動的測點(diǎn)棱鏡；步驟三，使測點(diǎn)棱鏡沿著軌道從頭端C移動到尾端E，全站儀通過跟蹤 測量并記錄軌道小車上棱鏡的運(yùn)行軌跡點(diǎn)三維坐標(biāo)(&、 ya、 za);同時參照公 共基準(zhǔn)點(diǎn)記錄點(diǎn)G、 H和全站儀的相對位置空間坐標(biāo)(Gx。、 Gy。、 Gz。)和(Hx。、 HyL.、 Hz";步驟四，將全站儀和測點(diǎn)棱鏡架設(shè)在另--個軌道B頭端D，使測點(diǎn)棱鏡 沿著軌道從頭端D移動到尾端F，全站儀通過跟蹤測量并記錄測點(diǎn)棱鏡的運(yùn) 行軌跡點(diǎn)三維坐標(biāo)(Xb、 yb、 zb);同時參照公共基準(zhǔn)點(diǎn)記錄點(diǎn)G、 H和全站儀 的相對位置空間坐標(biāo)(Gx。、 Gy。、 Gz。)和(Hx" Hy。 Hz,.);步驟五，分別計算軌道的直線度、水平度，兩根軌道間的軌道同截面跨 距、同截面高低差。所述的起重運(yùn)輸機(jī)械軌道跨度、直線度自動化檢測方法，所述步驟五中 計算軌道的直線度、水平度，兩根軌道間的軌道同截面跨距、同截面高低差分別按照下述方法計算第一，利用二個公共基準(zhǔn)點(diǎn)G、 H通過坐標(biāo)變換將兩個測站的坐標(biāo)歸算 到CE或DF坐標(biāo)系用坐標(biāo)變換公式先分別將以全站儀觀測位置C、 D為坐標(biāo)原點(diǎn)的各測點(diǎn) 的測站坐標(biāo)系，變換為以一個公共基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn)，另一公共基準(zhǔn)點(diǎn)為x方向 的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)系。
再運(yùn)用坐標(biāo)變換公式，將各測點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)系，變換為以c點(diǎn)為原點(diǎn)， C一E點(diǎn)為x方向的坐標(biāo)系。第二，軌道的直線度計算軌道A上的測點(diǎn)在CE坐標(biāo)系中的CEyJ直即為該點(diǎn)的直線度偏差； 軌道B上的測點(diǎn)在DF坐標(biāo)系中的DFyb值即為該點(diǎn)的直線度偏差； 第三，軌道的水平度計算按公式ha= Za—y;- Zahb= za Zb 分別計算軌道A、 B上各點(diǎn)的水平度；第四，兩根軌道間的軌道同截面跨距計算在以C點(diǎn)為原點(diǎn)，C一-E點(diǎn) 為x方向的坐標(biāo)系里，A軌上的測點(diǎn)g與B軌的測點(diǎn)h的X坐標(biāo)值一致時按公式跨距yb-ya計算軌道同截面跨距；第五，軌道的同截面高低差計算在以C點(diǎn)為原點(diǎn)，C一E點(diǎn)為x方向的坐標(biāo)系里，A軌上的測點(diǎn)g與B軌的測點(diǎn)h的x坐標(biāo)值一致時按公式高低差-Zb-za計算軌道同截面高低差。所述的起重運(yùn)輸機(jī)械軌道跨度、直線度自動化檢測方法，所述步驟二和四，所述全站儀是通過軌道夾具安置并整平在軌道A和B上的。所述的起重運(yùn)輸機(jī)械軌道跨度、直線度自動化檢測方法，所述坐標(biāo)變換公式為x' = (x - a) cos (9 + (.y - 6)sin 61 = x cos 6* + .y sin 6* - a cos 0 - 6 sin 6 〕/ = —(x - ") sin 6 + ()■' - 6) cos (9 = —x sin 6 + y cos 6 + a sin 6* — 6 cos 6 '軌道上一點(diǎn)M在新坐標(biāo)系(O' ; i' ， j' }與舊坐標(biāo)系{0; i， j廠卜-的坐標(biāo)分別為(x' ，y' )，(x,y)，而新坐標(biāo)原點(diǎn)O'在舊坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(a，b)，6為新坐標(biāo)系{0' ; i' ， j' }與舊坐標(biāo)系{0; i， _]}的夾角。
本發(fā)明利用全站儀進(jìn)行跟蹤測量，再配合數(shù)據(jù)處理軟件解決現(xiàn)有的軌道 測量作業(yè)中，安全性低、作業(yè)效率不高、數(shù)據(jù)處理實(shí)時性差等問題，改變目 前的勞動密集型作業(yè)方式，減少了測量作業(yè)人員，縮短了測量作業(yè)時間，同 時也消除了測量作業(yè)過程中的安全事故隱患，收到事半功倍的效果。
具體實(shí)施方式
下面，給出本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式一種起重運(yùn)輸機(jī)械軌道間平面關(guān)系和相對高低差的測量方法，它包括平 面關(guān)系測量和相對高低差的測量，它包括下述步驟，步驟-一，在軌道之間任意設(shè)置二個棱鏡作為公共基準(zhǔn)點(diǎn)G和H;步驟二，在一根軌道A的頭端C上架設(shè)全站儀，在該軌道上架設(shè)-一個能沿著軌道移動的測點(diǎn)棱鏡；步驟三，使測點(diǎn)棱鏡沿著軌道從頭端C移動到尾端E，全站儀通過跟蹤測量并記錄軌道小車上棱鏡的運(yùn)行軌跡點(diǎn)三維坐標(biāo)(&、 ya、 Za);同時參照公共基準(zhǔn)點(diǎn)記錄點(diǎn)G、 H和全站儀的相對位置空間坐標(biāo)(Gx。、 Gy￡、 Gz。)和(Hx。 Hyc、 Hzc);步驟四，將全站儀和測點(diǎn)棱鏡架設(shè)在另一個軌道B頭端D，使測點(diǎn)棱鏡 沿著軌道從頭端D移動到尾端F，全站儀通過跟蹤測量并記錄測點(diǎn)棱鏡的運(yùn) 行軌跡點(diǎn)三維坐標(biāo)(Xb、 yb、 zb);同時參照公共基準(zhǔn)點(diǎn)記錄點(diǎn)G、 H和全站儀 的相對位置空間坐標(biāo)(Gx。、 Gy。、 GzJ和(Hx,:、 Hy。、 Hzt:);棱鏡運(yùn)行軌跡點(diǎn)三維坐標(biāo)和全站儀相對位置空間坐標(biāo)測定不分先后； 步驟五，分別計算軌道的直線度、水平度，兩根軌道間的軌道同截面跨距、同截面高低差。計算軌道的直線度、水平度，兩根軌道間的軌道同截面跨距、同截面高低差分別按照下述方法計算第一，利用二個公共基準(zhǔn)點(diǎn)G、 H通過坐標(biāo)變換將兩個測站的坐標(biāo)歸算到CE或DF坐標(biāo)系用坐標(biāo)變換公式先分別將以全站儀觀測位置C、 D為坐標(biāo)原點(diǎn)的各測點(diǎn)的測站坐標(biāo)系，變換為以一個公共基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn)，另一公共基準(zhǔn)點(diǎn)為X方向的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)系。再運(yùn)用坐標(biāo)變換公式，將各測點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)系，變換為以c點(diǎn)為原點(diǎn)，C一-E點(diǎn)為x方向的坐標(biāo)系。 第二，軌道的直線度計算軌道A上的測點(diǎn)在CE坐標(biāo)系中的CEya值即為該點(diǎn)的直線度偏差； 軌道B上的測點(diǎn)在DF坐標(biāo)系中的DFyb值即為該點(diǎn)的直線度偏差； 第三，軌道的水平度計算按公式ha= Za鎮(zhèn)-Zahb= za -基-Zb 分別計算軌道A、 B上各點(diǎn)的水平度；第四，兩根軌道間的軌道同截面跨距計算在以C點(diǎn)為原點(diǎn)，C—E點(diǎn) 為x方向的坐標(biāo)系里，A軌上的測點(diǎn)g與B軌的測點(diǎn)h的X坐標(biāo)值一致時按公式跨距-外-ya計算軌道同截面跨距-,第五，軌道的同截面高低差計算在以C點(diǎn)為原點(diǎn)，C一E點(diǎn)為x方向的坐標(biāo)系里，A軌上的測點(diǎn)g與B軌的測點(diǎn)h的X坐標(biāo)值一致時按公式局低差Zb-Za計算軌道同截面高低差。所述步驟二和四，所述全站儀是通過軌道夾具安置并整平在軌道A和B上的。所述坐標(biāo)變換公式為 [V = (x - a) cos ^ +— 6)sin 0 = xcos 0 + y sin 0 - a cos 6 — 6 sin 9 1;/ = —(.x — ")sin ^ + (_y — 6)cos 9 = —xsin 6* + _y cos 0 + " sin 0 — 6cos 0軌道上一點(diǎn)M在新坐標(biāo)系(O' ; i' , j' }與舊坐標(biāo)系{0; i， ^下的坐 標(biāo)分別為(x' ，y' )，(x,y)，而新坐標(biāo)原點(diǎn)O'在舊坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(a，b)，e為新坐標(biāo)系K)' ; i' ， j' }與舊坐標(biāo)系{0; i, j)的夾角。
權(quán)利要求
1. 一種起重運(yùn)輸機(jī)械軌道間平面關(guān)系和相對高低差的測量方法，它包括平面關(guān)系測量和相對高低差的測量，其特征在于，它包括下述步驟，步驟一，在軌道之間任意設(shè)置二個棱鏡作為公共基準(zhǔn)點(diǎn)G和H；步驟二，在一根軌道A的頭端C上架設(shè)全站儀，在該軌道上架設(shè)一個能沿著軌道移動的測點(diǎn)棱鏡；步驟三，使測點(diǎn)棱鏡沿著軌道從頭端C移動到尾端E，全站儀通過跟蹤測量并記錄軌道小車上棱鏡的運(yùn)行軌跡點(diǎn)三維坐標(biāo)(xa、ya、za)；同時參照公共基準(zhǔn)點(diǎn)記錄點(diǎn)G、H和全站儀的相對位置空間坐標(biāo)(Gxc、Gyc、Gzc)和(Hxc、Hyc、Hzc)；步驟四，將全站儀和測點(diǎn)棱鏡架設(shè)在另一個軌道B頭端D，使測點(diǎn)棱鏡沿著軌道從頭端D移動到尾端F，全站儀通過跟蹤測量并記錄測點(diǎn)棱鏡的運(yùn)行軌跡點(diǎn)三維坐標(biāo)(xb、yb、zb)；同時參照公共基準(zhǔn)點(diǎn)記錄點(diǎn)G、H和全站儀的相對位置空間坐標(biāo)(Gxc、Gyc、Gzc)和(Hxc、Hyc、Hzc)；步驟五，分別計算軌道的直線度、水平度，兩根軌道間的軌道同截面跨距、同截面高低差。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重運(yùn)輸機(jī)械軌道跨度、直線度自動化檢測 方法，其特征在于，所述步驟五中計算軌道的直線度、水平度，兩根軌道間的軌道同截面跨距、同截面高低差分別按照下述方法計算第一，利用二個公共基準(zhǔn)點(diǎn)G、 H通過坐標(biāo)變換將兩個測站的坐標(biāo)歸算 到CE或DF坐標(biāo)系用坐標(biāo)變換公式先分別將以全站儀觀測位置C、 D為坐標(biāo)原點(diǎn)的各測點(diǎn) 的測站坐標(biāo)系，變換為以一個公共基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn)，另一公共基準(zhǔn)點(diǎn)為x方向 的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)系。再運(yùn)用坐標(biāo)變換公式，將各測點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)系，變換為以C點(diǎn)為原點(diǎn)， C一E點(diǎn)為x方向的坐標(biāo)系。 第二，軌道的直線度計算軌道A上的測點(diǎn)在CE坐標(biāo)系中的CEya值即為該點(diǎn)的直線度偏差； 軌道B上的測點(diǎn)在DF坐標(biāo)系中的DFyb值即為該點(diǎn)的直線度偏差； 第三，軌道的水平度計算-按公式113= Z"-Zahb= za -単陽Zb 分別計算軌道A、 B上各點(diǎn)的水平度；第四，兩根軌道間的軌道同截面跨距計算在以C點(diǎn)為原點(diǎn)，C一E點(diǎn) 為x方向的坐標(biāo)系里，A軌上的測點(diǎn)g與B軌的測點(diǎn)h的X坐標(biāo)值一致時按公式跨距-yb-ya計算軌道同截面跨距；第五，軌道的同截面高低差計算在以C點(diǎn)為原點(diǎn)，C—E點(diǎn)為x方向的坐標(biāo)系里，A軌上的測點(diǎn)g與B軌的測點(diǎn)h的X坐標(biāo)值一致時按公式尚低=Zb - za計算軌道同截面高低差。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的起重運(yùn)輸機(jī)械軌道跨度、直線度自動化檢測方法，其特征在于，所述步驟二和四，所述全站儀是通過軌道夾具安置并整平在軌道A和B上的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的起重運(yùn)輸機(jī)械軌道跨度、直線度自動化檢測方法，其特征在于，所述坐標(biāo)變換公式為 <formula>formula see original document page 3</formula>軌道上一點(diǎn)M在新坐標(biāo)系fO' ; 1' ， j' !與舊坐標(biāo)系！O; l， j廠F的坐標(biāo)分別為(x' ， y' ), (x，y)，而新坐標(biāo)原點(diǎn)O'在舊坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(a，b),(〗為新坐標(biāo)系{0' ; i' ， j' }與舊坐標(biāo)系{0; i， j〖的夾角。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種起重運(yùn)輸機(jī)械軌道間平面關(guān)系和相對高低差的測量方法，包括下述步驟，步驟一，在軌道之間設(shè)置二個棱鏡作為公共基準(zhǔn)點(diǎn)G和H；步驟二，在軌道A的頭端C上架設(shè)全站儀，架設(shè)一個能沿著軌道移動的測點(diǎn)棱鏡；步驟三，使測點(diǎn)棱鏡沿著軌道A從頭端C移動到尾端E，全站儀測量并記錄軌道小車上棱鏡的運(yùn)行軌跡點(diǎn)三維坐標(biāo)；同時參照公共基準(zhǔn)點(diǎn)記錄點(diǎn)G、H和全站儀的相對位置空間坐標(biāo)；步驟四，如步驟二的方法測量并記錄測點(diǎn)棱鏡在軌道B運(yùn)行軌跡點(diǎn)三維坐標(biāo)；同時參照公共基準(zhǔn)點(diǎn)記錄點(diǎn)G、H和全站儀的相對位置空間坐標(biāo)；步驟五，分別計算軌道的直線度、水平度，兩根軌道間的軌道同截面跨距、同截面高低差。
文檔編號G01B21/00GK101210811SQ200610148198
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者俞再鑫, 劉冀平, 朱仁軍, 楊恩波 申請人:上海寶鋼工業(yè)檢測公司