【技术实现步骤摘要】
一种叶轮机械叶片曲面网格化快速生成方法
本专利技术属于叶轮机械叶片曲面重构领域，特别涉及一种叶轮机械叶片曲面网格化快速生成方法。
技术介绍
叶片是叶轮机械能量转化过程中最关键的部件，叶片曲面建模的精度直接决定所设计叶片的综合性能，包括效率、安全性能以及振动性能。长期以来，叶片的曲面建模一直是叶轮以及转轮设计及制造中的核心技术，同时又是叶片修补的首要步骤。因此，如何提高叶片曲面建模的速度以及精度始终是行业关注的热点问题。叶轮机械的叶片通常具有弯和扭的特征，截面、扭角以及弦长随着曲面造型缓慢变化，比如混流式水轮机的变截面X型叶片、轴流式水轮机以及离心泵叶片等由于设计变量众多、且变量之间往往具有关联，一直是行业面临的难点和痛点。近年来，随着现代测量技术的发展，基于光学测量原理的叶片曲面建模方法由于采样频率可控、采样数据量大、建模精度高等优势，正在逐步取代传统的样板法和三坐标法。但是基于光学测量原理的叶片曲面建模方法仍然处于发展阶段，有诸多需要提高的地方。其中，基于激光测距原理的点云数据获取方法由于激光的单色性良好、能量密度...
【技术保护点】
1.一种叶轮机械叶片曲面网格化快速生成方法，其特征是，所用硬件包括激光测距传感器、高速摄像机、L型挡板、电控旋转台、电控升降台、计算机，所述L型挡板包括竖直板和水平板，竖直板固定于水平板的一端，所述激光测距传感器固定于水平板的另一端，激光测距传感器的水平轴线与所在地水平线平行，被测叶片正反面均在激光测距传感器的有效测距范围内；所述激光测距传感器中的全反射镜片用于控制片状激光的发射方向，激光测距传感器固定在电控升降台上，被测叶片固定在电控旋转台上，电控旋转台带动被测叶片旋转，实现被测叶片正反面的采样，高速摄像机放置于激光测距传感器的位置，对被测叶片拍摄后为激光测距传感器提供像...
【技术特征摘要】
1.一种叶轮机械叶片曲面网格化快速生成方法，其特征是，所用硬件包括激光测距传感器、高速摄像机、L型挡板、电控旋转台、电控升降台、计算机，所述L型挡板包括竖直板和水平板，竖直板固定于水平板的一端，所述激光测距传感器固定于水平板的另一端，激光测距传感器的水平轴线与所在地水平线平行，被测叶片正反面均在激光测距传感器的有效测距范围内；所述激光测距传感器中的全反射镜片用于控制片状激光的发射方向，激光测距传感器固定在电控升降台上，被测叶片固定在电控旋转台上，电控旋转台带动被测叶片旋转，实现被测叶片正反面的采样，高速摄像机放置于激光测距传感器的位置，对被测叶片拍摄后为激光测距传感器提供像素级的采样间隔；被测叶片的曲面按照XY、XZ、YZ三个平面方向投影，选取投影面积最大的一个方向正对激光测距传感器的探头平面，使用上述硬件进行如下操作：
S1：激光测距传感器获取被测叶片曲面点云数据；
S2：基于相邻三个采样点构成的外切圆半径点云数据精简；
S3：点云数据二维网格三角化。
2.根据权利要求1所述的一种叶轮机械叶片曲面网格化快速生成方法，其特征是，所述S1具体步骤为：
S11：测量激光测距传感器到L型挡板竖直部分的最小距离，首先将激光测距传感器固
定L型挡板左部，水平发射线激光，测量激光测距传感器到L型挡板的最小距离，记为；
S12：放置被测叶片，调整被测叶片与激光测距传感器之间的相对距离，将被测叶片同
轴固定在电控旋转台上，并整体放置于激光测距传感器有效的测距范围内，测量激光测距
传感器到所扫描的被测叶片的截面的最小距离，记为，判断是否大于，若，则固定L型挡板的竖直部分，若，则向右移动L型挡板的竖直
部分，直到满足，公式如下：
(1)
(2)
其中，为激光测距传感器到所扫描的被测叶片的截面的最小距离；为激光在空
气中的传播速度；为从向被测曲面发射激光脉冲到激光接收器接收到反射激光脉冲的时
间；为从向L型挡板竖直部分方向发射激光脉冲到激光接收器接收到反射激光脉冲的
时间；
S13：设置激光测距传感器初始仰角，若检测到激光测距传感器到所测截面最小距离，说明激光未照射在被测叶片上，下调仰角后再次测量，直至，
以首次检测到时的仰角作为该次曲面重构的初始仰角，即为；
S14：将高速摄像机放置于激光测距传感器所在的位置，拍摄一张被测叶片的照片，对
其进行像素分析，获取单位像素的宽度和高度；
S15：带状激光按照逐次递减高度从上到下移动扫描，带状激...
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