【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及施工设备，尤其涉及盾构机叶片的检测技术。
技术介绍
1、本专利技术中所述盾构机叶片，是指盾构机绞龙（螺旋输送机）的叶片，用于传输盾构机挖掘下来的土壤和碎石，为盾构机开挖过程的连续性提供支持。
2、一、对盾构机叶片进行检测的必要性。
3、盾构机叶片是盾构机（tunnel boring machine,tbm）中的关键部件之一，广泛应用在城市轨道交通、地铁隧道和高速公路地下通道等工程的隧道开挖作业中。盾构机叶片是核心部件之一，叶片的性能直接关系到盾构机的施工效率与工程质量。
4、盾构机叶片属于一般异形、大尺寸的工件，其螺距和外径尺寸范围较广，通常螺距尺寸为630mm（毫米）至1000mm，外径为φ600mm至φ1400mm。由于盾构机叶片采用热压成型工艺，受到热压回弹、冷却收缩等因素的影响，叶片的尺寸一致性较差，导致叶片在装配过程中可能出现间隙过大或过小的情况。
5、间隙过大可能导致叶片与筒体的响应降低、渗透性增强，首先降低出渣效率，增加出水量，影响施工质量；
6、而间隙过小可能导致装配故障，甚至会出现刀片无法装入筒体的现象，造成机械故障，增加设备的运行负担。
7、另外，盾构机叶片如果存在缺陷（如裂纹、不平整、腐蚀部位等），可能会降低切削效率，增加盾构机能耗，降低施工速度，影响隧道表面质量、增加设备故障风险、降低盾构机的稳定性、增加维护成本等等问题。
8、因此，需要对盾构机叶片进行检测，以保证装配时不会出现间隙过大或间隙过小的情况，且表
9、二、盾构机叶片缺陷检测中的问题。
10、盾构机叶片表面多为复杂的自由曲面，其表面纹理较弱，光学特性不易捕捉，且尺寸较大，给叶片的检测带来了很大困难。
11、传统的接触式检测方法（如三坐标测量机）在进行大尺寸、异形叶片的检测时，往往会受到空间影响，无法进行全面、准确的测量。
12、接触式激光扫描技术或三维激光扫描仪虽然能够获取较为精确的点云数据，但仍然存在无法有效捕捉叶片表面缺陷的问题。
13、目前，叶片的检测多采用人工方法，存在效率低、精度差、智能化程度低等问题，难以满足现代高端装备制造的要求。具体地，人工检查效率较低，而且容易受到人为因素的影响，无法避免人为误差，容易漏检；人工检查还无法对大尺寸叶片进行全覆盖检查，难以保证检测精度。
14、传统接触式检测如三坐标测量机（cmm）作为一种工件的测量工具，广泛影响工件尺寸和形状的检测，但其缺点也同样明显。三坐标测量机通常依赖于机械主轴接触工件表面进行扫描，适用于平面或简单的几何形状，对于大尺寸、形状且曲面复杂的盾构机叶片，三坐标测量机在使用中往往受到空间的限制，且其操作过程需要大量的时间，导致检测效率低下。
15、激光扫描仪和三维激光扫描技术能够高效获取叶片表面的三维点云数据，但擅长建立目标物的3d（三维）模型，由于其依赖于光学反射原理，在面对低纹理或光滑表面时，其扫描结果没有目标物的表面细节特征，因而难以进行有效的表面缺陷检测。尤其是在扫描形状复杂的物体如盾构机叶片时，点云的密度不够均匀，导致无法生成完整的三维模型，影响后续的缺陷识别和尺寸分析。
16、除了传统的测量方法外，激光跟踪仪等高精度测量设备，虽然能够对大尺寸工件进行测量，但其对叶片表面特征点的要求更高，在没有足够纹理的情况下，激光跟踪仪同样难以完成有效的盾构机叶片表面缺陷检测。
17、三、双目视觉技术用于检测盾构机叶片形状大小及表面缺陷中的问题。
18、盾构机叶片表面具有低纹理的特征，使得双目视觉系统难以准确捕捉盾构机叶片的表面细节特征。
19、盾构机叶片尺寸较大，形状复杂，也使现有双目视觉系统在拍摄盾构机叶片时具有盲区，需要移动拍摄，在移动拍摄中难以有序全面捕捉盾构机叶片的表面缺陷以及形状大小方面的缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于双目视觉分时多站技术的盾构机叶片检测装置，设计支持分时多站技术的结构，为通过分时多站技术获得盾构机叶片全面的细节特征提供基础，用于有序、全方位无死角采集盾构机叶片图像。
2、为实现上述目的，本专利技术的基于双目视觉分时多站技术的盾构机叶片检测装置包括底架，底架中部设有底座，底座中心向上固定连接有用于定位盾构机叶片的中心筒，底架上围绕底座均匀设有三套纵移装置，三套纵移装置均具有纵移部；三套纵移装置的纵移部向上连接有刻度齿轮盘装置，刻度齿轮盘装置连接有双目相机承载装置，
3、刻度齿轮盘装置的圆心位于中心筒的轴线上；双目相机承载装置包括承载架，承载架上设有旋转用电机，旋转用电机的输出轴上安装有主动齿轮，主动齿轮与刻度齿轮盘装置啮合传动连接并用于驱动双目相机承载装置围绕刻度齿轮盘装置旋转；
4、双目相机承载装置上设有双目相机，双目相机水平设置且其拍摄方向朝向被中心筒定位的盾构机叶片。
5、各套纵移装置结构相同，均为滚珠丝杠装置或者直线电机；
6、滚珠丝杠装置的螺母或直线电机的动子作为上下移动的驱动部，所述纵移部包括与驱动部固定连接的水平支撑板以及在驱动部和水平支撑板下表面之间固定连接的斜撑；纵移装置采用滚珠丝杠装置时，滚珠丝杠装置的丝杠轴连接有纵移用电机；将选择性采用的纵移用电机或直线电机统一称为纵移驱动装置，纵移驱动装置和旋转用电机均与工控计算机相连接。
7、底架的外轮廓呈正三角形，三套纵移装置分别位于正三角形的一个顶点位置。
8、刻度齿轮盘装置包括刻度盘，刻度盘的上表面径向外端部沿周向设有用于表示角度的刻度；刻度盘上表面向上凸起一体设有外齿圈；
9、旋转用电机的输出轴向下连接有主动齿轮，主动齿轮与外齿圈相啮合并用于驱动双目相机承载装置沿外齿圈旋转；
10、外齿圈顶面向上固定连接有卡环，卡环、外齿圈和刻度盘的圆心均位于中心筒的轴线上；
11、承载架向下连接有外夹持轮和内夹持轮，外夹持轮的轮轴和内夹持轮的轮轴均竖向设置，外夹持轮和内夹持轮的周向外表面均向轮轴方向凹陷形成夹持槽；
12、卡环的径向内端伸入内夹持轮的夹持槽中并，卡环的径向外端伸入外夹持轮的夹持槽中，使得卡环被限制在外夹持轮和内夹持轮之间；外夹持轮和内夹持轮一一对应设有两组以上；
13、承载架上设有直线运动装置，直线运动装置为电动推杆或直线电机或由电机驱动的滚珠丝杠装置，所述双目相机安装在直线运动装置上并由直线运动装置驱动，直线运动装置驱动双目相机的伸缩位移方向是径向方向；直线运动装置用于匹配不同直径的盾构机叶片并用于将双目相机送至盾构机叶片的表面缺陷处近距离拍摄，从而获得盾构机叶片表面缺陷的细节图像；直线运动装置与工控计算机相连接。
14、本专利技术还公开了使用上述基于双目视觉分时多站技术的盾构机叶片检测装置进行的检测方法，工控计算机中存储有目标检测模型；按以下步骤进行：...
【技术保护点】
1.盾构机叶片双目视觉分时多站检测装置，包括底架，底架中部设有底座，其特征在于：底座中心向上固定连接有用于定位盾构机叶片的中心筒，底架上围绕底座均匀设有三套纵移装置，三套纵移装置均具有纵移部；三套纵移装置的纵移部向上连接有刻度齿轮盘装置，刻度齿轮盘装置连接有双目相机承载装置，
2.根据权利要求1所述的盾构机叶片双目视觉分时多站检测装置，其特征在于：各套纵移装置结构相同，均为滚珠丝杠装置或者直线电机；
3.根据权利要求1所述的盾构机叶片双目视觉分时多站检测装置，其特征在于：底架的外轮廓呈正三角形，三套纵移装置分别位于正三角形的一个顶点位置。
4.根据权利要求2所述的盾构机叶片双目视觉分时多站检测装置，其特征在于：刻度齿轮盘装置包括刻度盘，刻度盘的上表面径向外端部沿周向设有用于表示角度的刻度；刻度盘上表面向上凸起一体设有外齿圈；
5.使用权利要求4中所述盾构机叶片双目视觉分时多站检测装置进行的检测方法，工控计算机中存储有目标检测模型；
【技术特征摘要】
1.盾构机叶片双目视觉分时多站检测装置，包括底架，底架中部设有底座，其特征在于：底座中心向上固定连接有用于定位盾构机叶片的中心筒，底架上围绕底座均匀设有三套纵移装置，三套纵移装置均具有纵移部；三套纵移装置的纵移部向上连接有刻度齿轮盘装置，刻度齿轮盘装置连接有双目相机承载装置，
2.根据权利要求1所述的盾构机叶片双目视觉分时多站检测装置，其特征在于：各套纵移装置结构相同，均为滚珠丝杠装置或者直线电机；
3.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖艳秋，郭君棋，费致根，崔光珍，王才东，郭志强，乔东平，刘岩，贺振东，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：
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