干熄焦炉内衬检修用电动起升影像采集装置及空中三角测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电动起升影像采集装置，包括导向绳、起升机构、自旋平台和照相机，导向绳垂直安装在干熄焦炉内部；起升机构套穿在导向绳上，并能相对导向绳上下运动；自旋平台安装于起升机构的顶部随起升机构上下运动，并能绕导向绳转动，自旋平台上安装有云台；照相机安装于云台上。本发明专利技术通过电动起升影像采集装置在干熄焦炉罐体内进行连续影像采集，再利用具有空中三角测量计算的软件分析从不同视点拍摄的几个影像的静态对象，并以自动检测对应于一个相同的物理点像素。从许多这样的对应关系，得到内衬的准确的3D形状，进一步输出带有照片贴图的逼真三维模型或网格面模型，检测内衬破损程度以及几何尺寸的变形情况，确定工程量和施工方案。

Electric hoisting image acquisition device and aerial triangulation method for internal lining repair of dry quenching coke oven

The present invention relates to an electric lifting image acquisition device comprises a guide rope, lifting mechanism, spin platform and camera, the guide rope is vertically installed in the dry coke quenching; hoisting mechanism is sheathed on the guide rope, and relative to the guide rope moving up and down; the spin platform installed in the top of the lifting mechanism the lifting mechanism for movement, and can rotate around the guide rope, the spin platform is installed on the platform; the camera installed on the head. The invention of lifting the image collecting device for continuous image acquisition in the dry coke quenching tank with electric, then using the static object analysis of several images taken from different viewpoints of the aerial triangulation calculation software, and the automatic detection corresponds to a physical point of the same pixel. From many such correspondences, the exact 3D shape of the lining is obtained, and the realistic 3D model or grid surface model with photo map is further output. The damage degree of the lining and the deformation of the geometric dimension are detected, and the engineering quantity and the construction plan are determined.

【技术实现步骤摘要】
干熄焦炉内衬检修用电动起升影像采集装置及空中三角测量方法
本专利技术涉及炉窑施工
，具体涉及一种干熄焦炉内衬检修用电动起升影像采集装置及空中三角测量方法。
技术介绍
干熄焦炉属于大型工业炉，结构复杂，砖号繁多，对几何尺寸的精度要求很高。在新建过程中，干熄焦炉冷却段、斜风道、环形风道、上部锥体需要提前进行预砌筑。砌筑时以罐体中心轴为基准，在罐壳上划分分度线，以降低环形砌筑时的累积误差。干熄焦炉投产后，耐火材料工作环境恶劣，长期受温度骤变，急冷急热，强气流冲刷、焦炭的摩擦、化学浸蚀作用的影响，易出现磨损、断裂，以及几何尺寸的改变。检修过程中，首先需要对干熄焦炉内衬破损程度进行检测，才能计算工程量以及制定检修方案。以往的检测方法是通过目测耐火材料的外观破损情况，而对内衬的整体几何尺寸变形量无法提供数据，在施工过程中，遇到问题只能进一步变更施工计划，追加工程量，施工工期无法保障。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的内衬的整体几何尺寸变形量无法提供数据的不足，提供一种干熄焦炉内衬检修用电动起升影像采集装置及空中三角测量方法，它能得到干熄焦炉内衬的准确的3D形状，检测内衬破损程度以及几何尺寸的变形情况。本专利技术为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：一种干熄焦炉内衬检修用电动起升影像采集装置，包括：导向绳，所述导向绳垂直安装在干熄焦炉的炉体内部；起升机构，所述起升机构套穿在所述导向绳上，并能相对所述导向绳上下运动；自旋平台，所述自旋平台安装于所述起升机构的顶部随起升机构上下运动，并能绕所述导向绳转动，所述自旋平台上安装有云台；照相机，所述照相机安装于所述自旋平台的云台上。上述方案中，所述导向绳的两端分别固定在干熄焦炉的炉顶部位和炉底部位。上述方案中，所述起升机构包括两个电动夹头和一个电动升降装置；所述两个电动夹头套穿在所述导向绳上并沿导向绳上下分布；所述电动升降装置包括上下对称布置的顶板和底板、安装于所述顶板和底板之间的菱形伸缩架、以及安装于所述菱形伸缩架下部的驱动装置；所述驱动装置驱动所述菱形伸缩架做伸缩运动；位于下方的电动夹头与所述顶板固定连接，位于上方的电动夹头与所述底板固定连接。上述方案中，所述电动夹头包括电钻卡头和电动扳轮；所述电钻卡头包括夹头、夹爪、伞齿轮以及内部齿圈，所述夹头为中空结构，所述夹爪安装在所述夹头内部，所述伞齿轮旋转带动所述内部齿圈控制所述夹爪的松与紧；所述电动扳轮包括相连的第一直柄电动扳手和扳轮；所述扳轮为锥齿轮结构，与所述伞齿轮啮合；所述第一直柄电动扳手内设无线信号接收器。上述方案中，位于下方的电动夹头的夹头通过第一支架与所述顶板固定连接，位于上方的电动夹头的夹头通过第二支架与所述底板固定连接。上述方案中，所述菱形伸缩架有两个，两个菱形伸缩架关于所述导向绳对称布置。上述方案中，所述驱动装置包括两连接轴、一丝杆和一第二直柄电动扳手；每一连接轴的两端分别与两个菱形伸缩架上高度相对应的销轴固定连接，并且两连接轴位于同一高度；其中一个连接轴的中部设有轴承座，另一个连接轴的中部设有螺母，所述丝杆的一端拧在螺母内，丝杆的另一端与轴承座相连；所述第二直柄电动扳手用于转动所述丝杆从而改变所述螺母与轴承座之间的距离，所述第二直柄电动扳手内设无线信号接收器。上述方案中，所述自旋平台包括底座、中心套管、电动机构和旋转平台；所述底座的下部与所述顶板固定连接，底座的上部中心与所述中心套管固定连接，所述电动机构安装于中心套管的侧面，电动机构的下方设有小齿轮，所述旋转平台活动安装于所述底座的上方，旋转平台上固定安装有与所述小齿轮啮合的大齿轮，所述电动机构驱动所述小齿轮转动，带动大齿轮和旋转平台转动。上述方案中，所述电动机构内设无线信号接收器。本专利技术还提出了一种干熄焦炉内衬检修空中三角测量方法，该方法利用上述方案中的电动起升影像采集装置进行影像采集，包括以下步骤：步骤一，安装导向绳：先将导向绳一端固定在干熄焦炉的炉顶部位，再将导向绳的自由端下放至炉底，接着将电动起升影像采集装置套穿在导向绳上，然后将导向绳的底端与炉底连接，最后调整导向绳的垂直度，并将导向绳绷紧；步骤二，试运行电动起升影像采集装置：装置起升时，菱形伸缩架处于折叠状态，位于上方的电动夹头夹紧导向绳，位于下方的电动夹头松开导向绳，驱动装置驱动菱形伸缩架伸展，从而带动位于下方的电动夹头上升，当两个电动夹头相距最小安全距离时，停止起升，位于下方的电动夹头夹紧导向绳，位于上方的电动夹头松开导向绳，驱动装置驱动菱形伸缩架收拢，从而带动位于上方的电动夹头上升，即可完成一个起升行程；步骤三，影像采集：安装好照相机，调整云台的仰俯角度，根据干熄焦炉炉内照明的情况，设置照相机的参数，接着将电动起升影像采集装置运行到适当高度，自旋平台带动照相机旋转进行间隔拍照，照片通过WiFi回传至电脑端，进行查看并及时校正拍摄参数以及视角等，采集完一圈影像图片，重复步骤二的起升步骤，将装置运行到另一适当高度，进行下一轮的影像采集；步骤四，模型重建：将影像图片导入具有空中三角测量计算的软件(BentleyContextCaptureCenter)中，进行运算，获取实景模型；步骤五，分析内衬变形数据：将实景模型导入到3dsmax软件中，按砖层标高获取等高线，进一步对内衬半径和砖层标高进行测量，导出数据，与设计尺寸进行对比；步骤六，根据空中三角测量数据反推实物中心轴：在3dsmax软件中，将内衬设计尺寸的多个截面进行绘制，从下至上或反向依次点选截面生成原设计模型，与实景模型重合，校正原点，为内衬检修提供中心轴线；步骤七，根据对实景模型的变形数据分析，确定工程量并制定施工方案。本专利技术的主要有益效果是：1、导向绳垂直安装在干熄焦炉的炉体内部，起升机构套穿在导向绳上，上下运行，所用材料少，安装快捷。2、自旋平台带动照相机旋转进行间隔拍照，照片通过WiFi回传至电脑端，进行查看，能及时校正拍摄参数以及视角，避免了影像的无效采集。3、起升机构采用电钻卡头、直柄电动扳手，充分利用现有技术，改变常规使用功能，降低了装置制造成本。4、采用影像数据进行实景建模，模型真实，能进一步获取变形数据，指导项目分析，以及工程量计算和施工方案的制定。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术的电动起升影像采集装置的结构图；图2是图1所示的电动起升影像采集装置的仰视图；图3是图1所示的电动起升影像采集装置的菱形伸缩架收拢状态示意图；图4是图1所示的电动起升影像采集装置的电动夹头的分解图；图5是图4所示的电动起升影像采集装置的电动夹头的组装图；图6是图1所示的电动起升影像采集装置的电动夹头的起升机构的局部结构图；图7是本专利技术干熄焦炉内衬检修空中三角测量方法的单轮影像照相机采集路径示意图；图8为本专利技术干熄焦炉内衬检修空中三角测量方法的影像重叠率示意图。图中：100、电动起升影像采集装置；10、导向绳；20、起升机构；21、电动夹头；211、电钻卡头；2111、夹头；2112、夹爪；2113、伞齿轮；212、电动扳轮；2121、第一直柄电动扳手；2122、扳轮；22、电动升降装置；221、顶板；222、底板；223、菱形伸缩架；2231、销轴；224、驱动装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干熄焦炉内衬检修用电动起升影像采集装置，其特征在于，包括：导向绳，所述导向绳垂直安装在干熄焦炉的炉体内部；起升机构，所述起升机构套穿在所述导向绳上，并能相对所述导向绳上下运动；自旋平台，所述自旋平台安装于所述起升机构的顶部随起升机构上下运动，并能绕所述导向绳转动，所述自旋平台上安装有云台；照相机，所述照相机安装于所述自旋平台的云台上。

【技术特征摘要】
1.一种干熄焦炉内衬检修用电动起升影像采集装置，其特征在于，包括：导向绳，所述导向绳垂直安装在干熄焦炉的炉体内部；起升机构，所述起升机构套穿在所述导向绳上，并能相对所述导向绳上下运动；自旋平台，所述自旋平台安装于所述起升机构的顶部随起升机构上下运动，并能绕所述导向绳转动，所述自旋平台上安装有云台；照相机，所述照相机安装于所述自旋平台的云台上。2.根据权利要求1所述的干熄焦炉内衬检修用电动起升影像采集装置，其特征在于，所述导向绳的两端分别固定在干熄焦炉的炉顶部位和炉底部位。3.根据权利要求1所述的干熄焦炉内衬检修用电动起升影像采集装置，其特征在于，所述起升机构包括两个电动夹头和一个电动升降装置；所述两个电动夹头套穿在所述导向绳上并沿导向绳上下分布；所述电动升降装置包括上下对称布置的顶板和底板、安装于所述顶板和底板之间的菱形伸缩架、以及安装于所述菱形伸缩架下部的驱动装置；所述驱动装置驱动所述菱形伸缩架做伸缩运动；位于下方的电动夹头与所述顶板固定连接，位于上方的电动夹头与所述底板固定连接。4.根据权利要求3所述的干熄焦炉内衬检修用电动起升影像采集装置，其特征在于，所述电动夹头包括电钻卡头和电动扳轮；所述电钻卡头包括夹头、夹爪、伞齿轮以及内部齿圈，所述夹头为中空结构，所述夹爪安装在所述夹头内部，所述伞齿轮旋转带动所述内部齿圈控制所述夹爪的松与紧；所述电动扳轮包括相连的第一直柄电动扳手和扳轮；所述扳轮为锥齿轮结构，与所述伞齿轮啮合；所述第一直柄电动扳手内设无线信号接收器。5.根据权利要求4所述的干熄焦炉内衬检修用电动起升影像采集装置，其特征在于，位于下方的电动夹头的夹头通过第一支架与所述顶板固定连接，位于上方的电动夹头的夹头通过第二支架与所述底板固定连接。6.根据权利要求3所述的干熄焦炉内衬检修用电动起升影像采集装置，其特征在于，所述菱形伸缩架有两个，两个菱形伸缩架关于所述导向绳对称布置。7.根据权利要求6所述的干熄焦炉内衬检修用电动起升影像采集装置，其特征在于，所述驱动装置包括两连接轴、一丝杆和一第二直柄电动扳手；每一连接轴的两端分别与两个菱形伸缩架上高度相对应的销轴固定连接，并且两连接轴位于同一高度；其中一个连接轴的中部设有轴承座，另一个连接轴的中部设有螺母，所述丝杆的一端拧在螺母内，丝杆的另一端与轴承座相连；所述第二直柄电动扳手用于转动所述丝杆从而改变所述螺母与轴承座之间的距离，所述第二直柄电动扳手内设无线信号接...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏春，黎耀南，吴旭，吴春桥，宛若峰，
申请(专利权)人：中国一冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42