[发明专利]一种盾构机表面三维检测方法及系统

权利要求书

1.一种盾构机表面三维检测方法，其特征在于，包括：

基于盾构机的待检测部件的类型确定对应的数据采集机构的类型，其中所述待检测部件包括盾壳、螺旋轴、刀盘、驱动箱以及拼装机；所述数据采集机构包括全站仪和关节臂；

通过所确定的所述数据采集机构采集相应所述待检测部件的表面三维数据；以及

基于所述表面三维数据生成所述待检测部件的表面特征数据；

其中当所述盾构机的所述待检测部件是盾壳时：

所述通过所确定的所述数据采集机构采集相应所述待检测部件的表面三维数据，包括：

确定所述盾壳的多个圆截面，其中一个截面为法兰圆截面，将所述法兰圆截面作为基准面，在另外每个截面，每隔预设的角度选取一个点，以选取预设数量的点；

所述基于所述表面三维数据生成所述待检测部件的表面特征数据，包括：

拟合所述法兰圆截面的参数，以获得所述法兰圆截面的平面法向量、半径以及圆心的坐标；

确定所述预设数量的点在所述法兰圆截面上的投影点；以及

基于所述投影点与所述圆心之间的距离确定所述盾壳的半径。

2.根据权利要求1所述的盾构机表面三维检测方法，其特征在于，其中所述基于盾构机的待检测部件的类型确定对应的数据采集机构的类型包括：

当所述待检测部件的测量精度小于预设精度时，通过所述数据采集机构的关节臂采集所述表面三维数据；

当所述待检测部件的测量精度大于或等于所述预设精度时，通过所述数据采集机构的全站仪采集所述表面三维数据。

3.根据权利要求1所述的盾构机表面三维检测方法，其特征在于，其中所述通过所确定的所述数据采集机构采集相应所述待检测部件的表面三维数据步骤中，所述数据采集机构所输出的所述表面三维数据位于同一坐标系。

4.根据权利要求1所述的盾构机表面三维检测方法，其特征在于，其中在所述基于所述表面三维数据生成所述待检测部件的表面特征数据步骤之后还包括：

将所获得的所述待检测部件的所述表面特征数据与标准表面特征数据相比较，以确定所述待检测部件是否达到标准，其中所述标准表面特征数据包括盾壳的半径、螺旋轴旋叶的半径、刀盘的最大开挖半径、驱动箱的分度、驱动箱的垂直度、驱动箱的平行度以及拼装机两个平面的平行度；和

将所获得的所述待检测部件的所述表面特征数据传输至移动式交互设备进行显示。

5.根据权利要求1所述的盾构机表面三维检测方法，其特征在于，其中当所述盾构机的所述待检测部件是螺旋轴时：

所述通过所确定的所述数据采集机构采集相应所述待检测部件的表面三维数据，包括：

确定所述螺旋轴的圆柱上的点，确定所述螺旋轴的旋叶上的多个点；

所述基于所述表面三维数据生成所述待检测部件的表面特征数据，包括：

拟合所述螺旋轴的圆柱的参数，以获得圆柱的垂直法平面向量，半径以及圆心坐标；

确定所述螺旋轴的旋叶上多个点在圆柱的所述垂直法平面上的投影点坐标；以及

基于所述投影点坐标和所述圆心坐标确定所述螺旋轴的所述旋叶的对应点的半径。

6.根据权利要求1所述的盾构机表面三维检测方法，其特征在于，其中当所述盾构机的所述待检测部件是刀盘时：

所述通过所确定的所述数据采集机构采集相应所述待检测部件的表面三维数据，包括：

在盾壳的法兰圆截面取预设数量的点；

在每个滚刀选取多个点；

所述基于所述表面三维数据生成所述待检测部件的表面特征数据步骤，包括：

拟合所述法兰圆截面的参数，获得所述法兰圆截面的平面法向量、半径以及圆心坐标；

计算所述滚刀上的多个点在所述法兰圆截面上的投影点坐标

基于所述投影点的坐标和所述圆心坐标确定所述滚刀上的点的半径；以及

将所述滚刀上半径最大的点的半径值确定为所述滚刀的半径。