[发明专利]一种用于空间构件的定位方法

说明书

本发明涉及一种用于空间构件的定位方法。本发明属于空间构件定位技术领域。一种用于空间构件的定位方法，其特点是：用于空间构件的定位方法包括以下定位步骤：第一步：获取初始位置的空间构件的定位装置上定位元件的三维坐标；第二步：计算初始位置的定位装置上定位元件的变换矩阵；第三步：获取置于空间构件上的定位装置的定位元件的三维坐标；第四步：计算置于空间构件上的定位装置的变换矩阵；第五步：计算置于空间构件上的定位装置的变换矩阵的逆矩阵；第六步：计算定位装置上定位元件从初始位置到空间构件上的变换矩阵；第七步：移动初始构件到达指定空间位置。本发明具有方法简单，定位准确高效，成本低，经济实用和适用范围广等优点。

技术领域

本发明属于空间构件定位技术领域，特别是涉及一种用于空间构件的定位方法。

背景技术

目前，在隧道与地下工程机械、矿山机械以及工程船舶机械等的施工过程中，机械设备与土石方接触的构件磨损严重，更换频繁。这些磨损构件均是按照设计的空间位置安装在机械设备上，其安装定位精度对施工机械施工平稳性和工作寿命有重要的影响，同时对生产效率有明显的影响。这些易磨损构件不仅受到土石方的磨损，而且还要承受强烈的冲击载荷，导致易磨损者需要返厂维修甚至报废。

工程机械的施工环境一般足够恶劣，先有的磨损构件的定位技术很不成熟，一般靠作业人员的焊接经验进行定位。有的施工机械提供了定位修复板，一般因笨重很难满足施工现场的机械设备的修复。往往经过反复修补，工程机械已经丧失了其最优结构，不仅降低了施工的效率，而且降低了机械设备的使用寿命。

修复已经磨损的机械设备需要精确定位易磨损构件在磨损之前的空间位置。一般分为两种模式，主动获取和被动获取。机械设备出厂时，厂家往往提供定位修复板用于修复磨损构件的空间位置，但不会提供具体的空间位置信息，这些定位修复板因笨重而很难得到实际应用。另外一种方式是借助检测设备获取易磨损构件的空间位置信息，需要检测整个机械设备。由于检测设备和检测精度的限制，易磨损构件的空间区域很难得到理想的结果，因此也很难得到易磨损部的空间位置。

CN201410592559.4公开了一种空间定位的方法和空间定位系统，该发明提供了一种空间定位方法，分别检测空间中不共线的三点与待定物体之间的距离，其目的是对物体进行空间定位识别。但是该方法以空间三点的距离进行分析，检测设备相对而固定。但是对于工程机械设备而言，工况环境恶劣，机械设备本身就可达数吨或数十吨，因此检测设备应该可以灵活的移动。如果要获得空间构件的修复数据，就需要建立构件的初始位置和空间位置的联系。从几何位置和姿态分析，构件的初始位置和空间位置属于两套不同的坐标系，因此需要先建立这两套坐标系之间的联系。现有技术存在过程繁杂、效率低、成本高等技术问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于空间构件的定位方法。

本发明的目的是提供一种具有方法简单，定位准确高效，节省了大量的人工成本，提高了设计效率，具有经济实用和适用范围广等特点的用于空间构件的定位方法。

本发明用于空间构件的定位方法所采取的技术方案是：

一种用于空间构件的定位方法，其特点是：用于空间构件的定位方法包括以下定位步骤：(参照附图)

第一步：获取初始位置的空间构件(3)的定位装置(4)上定位元件(57,58或59)的三维坐标：

将空间构件(3)置于任一位置，并将所述位置定义为初始位置，然后将定位装置(4)或者定位板(41)置于所述位置的有效定位区域(A)，驱动监测设备(5)对该定位装置(4)的定位元件(57,58或59)逐一监测，获取所述定位装置(4)上各所述定位元件(57,58或59)的三维坐标{(x_n,y_n,z_n),n＝1,2,3,Λ,N}，其中N为用于所述定位装置(4)上所述定位元件(57,58或59)的数量；