一种盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法技术

本发明专利技术公开了一种盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法，包括：分别采集盾体N个测量区域的激光扫描数据；根据激光扫描数据拟合获得盾体的拟合直径，并渲染获得盾体的三维立体图像；判断拟合直径与盾体的设计直径的差值是否在预设范围内，若是，则停止扫描；否则，根据三维立体图像反映的盾体形变调节盾体的支撑点位置，且重新采集各个测量区域的激光扫描数据并执行后续步骤，直至拟合直径与盾体的设计直径的差值落在预设范围内时，停止扫描。该方法能够准确获取工件的变形，获得与理论数模之间的误差，以便于进行适宜的修正。且该方法不受待加工尺寸的限制，扩大了测量和检测尺寸范围。改变了现有笨重的测量模式，提高了测量效率和测量质量。

A Method of Shield Deformation Detection and Online Correction on Shield Machine

【技术实现步骤摘要】
一种盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法
本专利技术涉及在线测量
，更具体地说，涉及一种盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法。
技术介绍
在大型环件的焊接和装配过程成需要对其变形进行检测，并通过检测的结果进行校正调整，这就需要获得其准确的变形数据和位置。对于盾构机上盾体的测量，传统的方法是使用钢尺测量，但该方法测量劳动强度大，且无法准确的反应形位误差，对下一步的矫正矫正工作指导意义不大。也有采用全站仪对尺寸进行测量，全站仪虽然数据采集时间和数据处理时间较快，但自动化程度低且对技术人员要求比较高，且其处理时间较快的本质原因是采集样本点数少，导致数据测量误差较大。综上所述，如何有效地解决盾构机上盾体尺寸测量误差较大，精度较低等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法，该方法的可以有效地解决盾构机上盾体尺寸测量误差较大，精度较低的问题。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法，包括：分别采集盾体N个测量区域的激光扫描数据，N为大于1的正整数；根据所述激光扫描数据拟合获得所述盾体的拟合直径，并渲染获得所述盾体的三维立体图像；判断所述拟合直径与所述盾体的设计直径的差值是否在预设范围内，若是，则停止扫描；否则，根据所述三维立体图像反映的盾体形变调节所述盾体的支撑点位置，且重新采集各个所述测量区域的扫描数据并继续后续步骤，直至所述拟合直径与所述设计直径的差值落在所述预设范围内时，停止扫描。优选地，上述盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法中，所述分别采集盾体N个测量区域的激光扫描数据之前，还包括：利用长边控制短边原理将所述盾体划分为N个测量区域，N为大于1的正整数。优选地，上述盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法中，N个测量区域的拼接精度为5mm。优选地，上述盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法中，所述利用长边控制短边原理将所述盾体划分为N个测量区域，具体包括：利用长边控制短边原理将所述盾体划分为N个测量区域，且相邻的两个所述测量区域之间设置标志物作为拼接控制点。优选地，上述盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法中，所述标志物均匀分布在所述盾体的四周。优选地，上述盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法中，所述标志物为记号贴或标志线。优选地，上述盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法中，所述分别采集盾体N个测量区域的激光扫描数据，具体包括：对应各所述测量区域，分别在所述盾体的盾尾附近选取若干测量点以分别采集各个所述测量区域的激光扫描数据。优选地，上述盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法中，所述调节所述盾体的支撑点位置，具体包括：将所述支撑点的位置向形变的反向移动。优选地，上述盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法中，所述分别采集盾体N个测量区域的激光扫描数据，具体包括：采用相位式三维激光扫描仪分别采集盾体N个测量区域的激光扫描数据。优选地，上述盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法中，所述根据所述激光扫描数据拟合获得所述盾体的拟合直径，并渲染获得所述盾体的三维立体图像，具体包括：采用数据拟合软件根据所述激光扫描数据拟合获得所述盾体的拟合直径，并渲染获得所述盾体的三维立体图像。应用本专利技术提供的盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法，首先，分别采集盾体N个测量区域的激光扫描数据，N为大于1的正整数；而后根据激光扫描数据拟合获得盾体的拟合直径，并渲染获得盾体的三维立体图像。判断拟合直径与盾体的设计直径的差值是否在预设范围内，若是，则停止扫描，投入使用；否则，根据三维立体图像反映的盾体形变调节盾体的支撑点位置，并继续采集各个测量区域的扫描数据并判断，直至拟合直径与盾体的设计直径的差值落在预设范围内时，停止扫描，投入使用。该方法利用激光扫描进行测量，并通过拟合及渲染获得盾体的直径及变形数据，具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点。能够准确获取工件的变形，获得与理论数模之间的误差，以便于进行适宜的修正。且该方法不受待加工尺寸的限制，因而扩大了测量和检测尺寸范围。改变了现有的笨重的测量模式，提高了测量效率和测量质量，达到更优质的产品质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一个具体实施例的盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法的流程示意图。具体实施方式本专利技术实施例公开了一种盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法，以提高测量效率和测量质量，达到更优质的产品质量。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，图1为本专利技术一个具体实施例的盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法的流程示意图。在一个具体实施例中，本专利技术提供的盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法包括以下步骤：S1：分别采集盾体N个测量区域的激光扫描数据，N为大于1的正整数；由于盾体体积较大，难以通过一次扫描获得整个盾体的扫描数据，故预先对盾体进行划分，划分出N个测量区域，则测量时分别对各个测量区域进行扫描以获得对应的激光扫描数据。具体可以采用相位式三维激光扫描仪分别采集盾体N个测量区域的激光扫描数据，相位式高精度三维激光扫描仪的测量精度高，其具体结构及工作原理等请参考现有技术，此处不再赘述。根据需要，也可以考虑采用脉冲式等其他现有技术中常规的三维激光扫描仪。S2：根据激光扫描数据拟合获得盾体的拟合直径，并渲染获得盾体的三维立体图像；根据采集的激光扫描数据，拟合得到盾体的拟合直径，具体可以通过数据拟合软件进行拟合，例如采用matlab等软件。同时，根据激光扫描数据可以对盾体的形变进行渲染，以三维立体的形式表现出来，即获得盾体变形的三维渲染效果图，具体可以通过相关分析软件进行渲染，软件的类型及工作原理等此处不作具体限定。S3：判断拟合直径与盾体的设计直径的差值是否在预设范围内，若是，则执行步骤S5；否则，执行步骤S4；获得拟合直径后，比较拟合直径与盾体的设计直径的大小，判断二者的差值是否在预设范围内，设计直径的具体大小可根据盾体规格需要设置，预设范围的具体大小则相应的根据需要设定。具体的，盾体的拟合直径记为Di，设计直径记为D，则若所测盾体的拟合直径Di与设计直径D达到误差ε，即|D-Di|<＝ε时，执行步骤S5；否则，执行步骤S4。S4：根据三维立体图像反映的盾体形变调节盾体的支撑点位置，而后返回步骤S1并执行后续步骤；也就是当拟合直径与盾体的设计直径的差值在预设范围以外，则根据三维立体图像反映的盾体形变，相应的调节盾体的支撑点位置，而后返回步骤S1，重新采集盾体N个测量区域的激光扫描数据，并根据再次获得的激光扫描数据拟合获得盾体的拟合直径，渲染获得盾体的三维立体图像，而后再本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法，其特征在于，包括步骤：分别采集盾体N个测量区域的激光扫描数据，N为大于1的正整数；根据所述激光扫描数据拟合获得所述盾体的拟合直径，并渲染获得所述盾体的三维立体图像；判断所述拟合直径与所述盾体的设计直径的差值是否在预设范围内，若是，则停止扫描；否则，根据所述三维立体图像反映的盾体形变调节所述盾体的支撑点位置，且重新采集各个所述测量区域的激光扫描数据并执行后续步骤，直至所述拟合直径与所述设计直径的差值落在所述预设范围内时，停止扫描。

【技术特征摘要】
1.一种盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法，其特征在于，包括步骤：分别采集盾体N个测量区域的激光扫描数据，N为大于1的正整数；根据所述激光扫描数据拟合获得所述盾体的拟合直径，并渲染获得所述盾体的三维立体图像；判断所述拟合直径与所述盾体的设计直径的差值是否在预设范围内，若是，则停止扫描；否则，根据所述三维立体图像反映的盾体形变调节所述盾体的支撑点位置，且重新采集各个所述测量区域的激光扫描数据并执行后续步骤，直至所述拟合直径与所述设计直径的差值落在所述预设范围内时，停止扫描。2.根据权利要求1所述的盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法，其特征在于，所述分别采集盾体N个测量区域的激光扫描数据之前，还包括：利用长边控制短边原理将所述盾体划分为N个测量区域，N为大于1的正整数。3.根据权利要求2所述的盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法，其特征在于，N个测量区域的拼接精度为5mm。4.根据权利要求2所述的盾构机上盾体变形检测及在线矫正的方法，其特征在于，所述利用长边控制短边原理将所述盾体划分为N个测量区域，具体包括：利用长边控制短边原理将所述盾体划分为N个测量区域，且相邻的两个所述测量区域之间设置标志物作为拼接控制点。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静，乔闯，张杨杰，谭磁安，徐山，高继民，刘彦希，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43