隧道管片钢模端板合模到位检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种隧道管片钢模端板合模到位检测装置及其检测方法，所述钢模包括相对设置的二端板及相对设置的二侧板，所述二端板及所述二侧板连接形成矩形空间，所述检测装置包括标识图案、校准组件及测量机，所述标识图案用于所述测量机的标定，所述校准组件用于所述测量机的校准，所述测量机用于获取所述标识图案的空间位置及其与端板之间的距离。本发明专利技术根据钢模合模的要求，将图像识别技术、图像比对技术、激光测量技术集成，设计出一种针对隧道管片钢模两端板合模到位的检测装置，实现了高精度的距离测量，以此来判定钢模合模状态的正确性，同时该技术也提高了现场实际可操作性，达到便捷、高效、低成本的目的。

Detection device and detection method for end plate closing of tunnel segment steel mould

The invention provides a detection device and a detection method for the end plate closing position of a tunnel segment steel die. The steel die comprises a relatively set two-end plate and a relatively set two-side plate. The two-end plate and the two-side plate are connected to form a rectangular space. The detection device includes a marking pattern, a calibration component and a measuring machine. The marking pattern is used for the calibration of the measuring machine. The calibration component is used for calibration of the measuring machine, which is used to obtain the spatial position of the marking pattern and the distance between the end plate and the measuring machine. According to the requirement of steel mould closing, the invention integrates image recognition technology, image comparison technology and laser measurement technology, designs a detection device aiming at the closing position of two end plates of steel mould for tunnel segment, realizes high-precision distance measurement, and judges the correctness of steel mould closing state. At the same time, the technology also improves the practical operability of the field, and achieves convenience and high efficiency. The purpose of low cost.

【技术实现步骤摘要】
隧道管片钢模端板合模到位检测装置及其检测方法
本专利技术涉及传感器检测
，具体来说涉及一种隧道管片钢模端板合模到位检测装置及其检测方法。
技术介绍
管片是隧道质量的一个重要要素，管片精度直接影响了管片拼装质量以及成型后隧道的结构性能，同时也涉及到其防水性能和耐久性，影响管片生产质量的最主要因素是管片钢模。根据管片生产工艺，钢模四侧模板首先必须合拢到位，然后才能注入水泥形成管片，因此钢模是否合模到位必须得到严格的控制。然而管片制造现场环境复杂、同时还存在钢模清洗不到位等问题，极易造成合模误差。目前多通过人工观察、简单的量器具来检测合模的情况，如采用对钢模端角对角距离测量来判断是否合模到位等，费时费力且精度低。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术提供一种隧道管片钢模端板合模到位检测装置及其检测方法，可大大降低对测量人员的操作要求，解决现有的钢模端板合模到位检测费时费力精度低的技术问题，提高了检测效率。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：提供一种隧道管片钢模端板合模到位检测装置，所述钢模包括相对设置的二端板及相对设置的二侧板，所述二端板及所述二侧板连接形成矩形空间，其特征在于，所述检测装置包括：校准组件，所述校准组件为L形板并包括相互垂直连接的第一竖向板与第二竖向板，所述第一竖向板的内壁上成形有校准图案，所述校准图案包括呈十字垂直交叉的二直线段及二同心圆，所述二直线段的交点位于所述二同心圆的内部，所述二直线段与所述二同心圆的相交点处及所述二直线段的相交点处形成所述校准图案的标识点；标识图案，成形于其中一所述侧板的内壁上，所述标识图案与所述校准图案相同，所述标识图案在所述侧板的位置及方向与所述校准图案在所述第一竖向板的位置及方向相同；测量机，所述测量机包括测量支架、工业相机及激光测距传感器，所述测量支架上成形有手持部，所述工业相机与所述激光测距传感器分别设于所述测量支架内，所述工业相机用以获取所述测量机与钢模的侧板之间的空间方位关系，所述标识图案位于所述工业相机的拍照范围内，所述激光测距传感器用于获取所述测量机与所述钢模的端板之间的距离。本专利技术的装置实施例中，所述测量机还包括总开关按钮、电源、电源指示灯、测量启动按钮、测量控制板、通讯板、USB接口及报警装置，所述电源为所述工业相机及所述激光测距传感器供电，所述总开关按钮控制所述电源通电与断开，所述电源指示灯用以显示所述电源的通电状态，所述测量启动按钮与所述工业相机、所述激光测距传感器及所述测量控制板连接，所述测量控制按钮用于所述工业相机、所述激光测距传感器的启动，所述测量控制板用于所述工业相机、所述激光测距传感器测量数据的获取，所述通讯板与所述工业相机、所述激光测距传感器及所述USB接口连接，控制信号间的内外部传输。本专利技术的装置实施例中，定义所述激光测距传感器的位置为所述测量支架的前端，所述测量控制板、通讯板、电源、报警装置安装于所述测量支架内部，所述总开关按钮及所述USB接口位于所述测量支架后端，所述电源指示灯安装于所述测量支架的前端，所述测量启动按钮设于所述测量支架的顶部前端的位置。本专利技术的装置实施例中，所述二直线段的交点与所述二同心圆的圆心重合。本专利技术另提供一种利用所述的隧道管片钢模端板合模到位检测装置的检测方法，包括以下步骤:步骤一：令所述校准图案与所述标识图案的二直线段的交点与所述二同心圆的圆心重合形成重合点，所述重合点与一标识点连接形成连线，所述连线的延伸方向为测量方向，所述连线与所述校准图案中与所述第一竖向板、所述第二竖向板的交线垂直，所述标识图案中的测量方向与所述校准图案的测量方向相同；定义所述连线朝向所述端板或所述第二竖向板的延伸方向为X方向，经过所述重合点垂直于所述X方向并向上延伸的为Y方向；令所述工业相机的镜头对准所述第一竖向板上的校准图案进行拍照并使用所述激光测距传感器对所述第二竖向板进行测量，在所述测量方向上所述校准图案上的重合点与所述第二竖向板之间的距离为L理论，通过所述测量机对校准组件的测量，调整所述激光测距传感器的起始点及测量方向，使得校准之后所述激光测距传感器在测量方向上与所述端板之间的距离值L测量1＝L理论，即实现所述测量机的校准；步骤二：手持所述测量机，启动所述测量机进入准备测量状态；步骤三：手持所述测量机，将其放入需检测的钢模端板与侧板的相交处的角部，调整所述工业相机的镜头与所述侧板平行，所述侧板上的标识图案位于所述工业相机的拍照范围内，将所述工业相机的镜头对准所述标识图案进行拍照，并使所述激光测距传感器朝向所述端板发射测距激光，通过所述工业相机拍照获得当前状态下的标识图案照片，通过所述激光测距传感器测量获得当前状态下激光测距传感器至所述端板的距离值L实际；步骤四：通过对拍照得到的标识图案照片与正确测量方位的理论标识图案进行单幅匹配计算，获得L实际与X方向之间的角度偏差值A1，标识图案照片上的重合点与所述理论标识图案上的重合点之间的距离在X方向的偏差值为△X，通过将图像偏差值和L实际进行如下换算，获得测量过程中所述激光测距传感器在所述测量方向上的测量值L测量2；△X为负：L实际×cosA1—△X＝L测量2；△X为正：L实际×cosA1+△X＝L测量2；步骤五：将L测量2与L理论进行差值对比，若差值在要求范围内判定为合模到位，其它结果则判定合模不到位，所述测量机的报警装置发出合格或不合格信号。本专利技术的方法实施例中，步骤3中所述激光测距传感器测得的L实际值通过USB接口传输至外部设备。本专利技术由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：本专利技术根据钢模合模的要求，将图像识别技术、图像比对技术、激光测量技术集成，设计出一种针对隧道管片钢模两端板合模到位的检测装置，实现了高精度的距离测量，以此来判定钢模合模状态的正确性，同时该技术也提高了现场实际可操作性，达到便捷、高效、低成本的目的。附图说明图1是本专利技术隧道管片钢模端板合模到位检测装置使用状态示意图。图2是本专利技术校准组件的结构示意图。图3是本专利技术测量机的端部外观结构示意图。图4是本专利技术测量机的正视外观结构示意图。图5是本专利技术校准图案或标识图案示意图。图6是本专利技术L测量2与L实际的换算关系示意图。附图标记与部件的对应关系如下：钢模1；端板11；侧板12；标识图案13；校准组件2；第一竖向板21；第二竖向板22；校准图案23；测量机3；测量支架31；工业相机32；激光测距传感器33；激光331；手持部34；内部空腔35；总开关按钮36；电源指示灯37；测量启动按钮38；USB接口39；理论标识图案A；标识图案照片B。具体实施方式为利于对本专利技术的了解，以下结合附图及实施例进行说明。请参阅图1至图5所示，本专利技术提供一种隧道管片钢模1端板合模到位检测装置，所述钢模1包括相对设置的二端板11及相对设置的二侧板12，所述二端板11及所述二侧板12连接形成矩形空间，所述检测装置包括预设于所述钢模1侧板12上的标识图案13、校准组件2及测量机3，所述标识图案13用于标定所述测量机3的测量方位，所述校准组件2用于所述测量机3的校准，所述测量机3对所述钢模1进行测量以获得所述钢模1的实际空间位置。其中：如图2所示，所述校准组件2为L形板并包括相互垂直连接的第一竖向板21与第二竖向板2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道管片钢模端板合模到位检测装置，所述钢模包括相对设置的二端板及相对设置的二侧板，所述二端板及所述二侧板连接形成矩形空间，其特征在于，所述检测装置包括：校准组件，所述校准组件为L形板并包括相互垂直连接的第一竖向板与第二竖向板，所述第一竖向板的内壁上成形有校准图案，所述校准图案包括呈十字垂直交叉的二直线段及二同心圆，所述二直线段的交点位于所述二同心圆的内部，所述二直线段与所述二同心圆的相交点处及所述二直线段的相交点处形成所述校准图案的标识点；标识图案，成形于其中一所述侧板的内壁上，所述标识图案与所述校准图案相同，所述标识图案在所述侧板的位置及方向与所述校准图案在所述第一竖向板的位置及方向相同；测量机，所述测量机包括测量支架、工业相机及激光测距传感器，所述测量支架上成形有手持部，所述工业相机与所述激光测距传感器分别设于所述测量支架内，所述工业相机用以获取所述测量机与钢模的侧板之间的空间方位关系，所述标识图案位于所述工业相机的拍照范围内，所述激光测距传感器用于获取所述测量机与所述钢模的端板之间的距离。

【技术特征摘要】
1.一种隧道管片钢模端板合模到位检测装置，所述钢模包括相对设置的二端板及相对设置的二侧板，所述二端板及所述二侧板连接形成矩形空间，其特征在于，所述检测装置包括：校准组件，所述校准组件为L形板并包括相互垂直连接的第一竖向板与第二竖向板，所述第一竖向板的内壁上成形有校准图案，所述校准图案包括呈十字垂直交叉的二直线段及二同心圆，所述二直线段的交点位于所述二同心圆的内部，所述二直线段与所述二同心圆的相交点处及所述二直线段的相交点处形成所述校准图案的标识点；标识图案，成形于其中一所述侧板的内壁上，所述标识图案与所述校准图案相同，所述标识图案在所述侧板的位置及方向与所述校准图案在所述第一竖向板的位置及方向相同；测量机，所述测量机包括测量支架、工业相机及激光测距传感器，所述测量支架上成形有手持部，所述工业相机与所述激光测距传感器分别设于所述测量支架内，所述工业相机用以获取所述测量机与钢模的侧板之间的空间方位关系，所述标识图案位于所述工业相机的拍照范围内，所述激光测距传感器用于获取所述测量机与所述钢模的端板之间的距离。2.根据权利要求1所述的隧道管片钢模端板合模到位检测装置，其特征在于，所述测量机还包括总开关按钮、电源、电源指示灯、测量启动按钮、测量控制板、通讯板、USB接口及报警装置，所述电源为所述工业相机及所述激光测距传感器供电，所述总开关按钮控制所述电源通电与断开，所述电源指示灯用以显示所述电源的通电状态，所述测量启动按钮与所述工业相机、所述激光测距传感器及所述测量控制板连接，所述测量控制按钮用于所述工业相机、所述激光测距传感器的启动，所述测量控制板用于所述工业相机、所述激光测距传感器测量数据的获取，所述通讯板与所述工业相机、所述激光测距传感器及所述USB接口连接，控制信号间的内外部传输。3.根据权利要求2所述的隧道管片钢模端板合模到位检测装置，其特征在于，定义所述激光测距传感器的位置为所述测量支架的前端，所述测量控制板、通讯板、电源、报警装置安装于所述测量支架内部，所述总开关按钮及所述USB接口位于所述测量支架后端，所述电源指示灯安装于所述测量支架的前端，所述测量启动按钮设于所述测量支架的顶部前端的位置。4.根据权利要求1所述的隧道管片钢模端板合模到位检测装置，其特征在于，所述二直线段的交点与所述二同心圆的圆心重合。5.一种利用权利要求1至4...

【专利技术属性】
技术研发人员：应卓清，朱海良，王晓鹏，万洋，王祺，季军，韦庆玥，李明，李林，朱言悦，
申请(专利权)人：上海隧道工程有限公司，上海城投水务工程项目管理有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31