RU2559168C1 - Способ бесконтактного определения кривизны поверхности строительной конструкции - Google Patents
Способ бесконтактного определения кривизны поверхности строительной конструкции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2559168C1 RU2559168C1 RU2014110171/28A RU2014110171A RU2559168C1 RU 2559168 C1 RU2559168 C1 RU 2559168C1 RU 2014110171/28 A RU2014110171/28 A RU 2014110171/28A RU 2014110171 A RU2014110171 A RU 2014110171A RU 2559168 C1 RU2559168 C1 RU 2559168C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- curvature
- pyramid
- range finders
- altitude
- axis
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам измерительного контроля качества поверхности строительных конструкций. Способ бесконтактного определения кривизны поверхности строительной конструкции включает синхронное измерение с помощью системы закрепленных на общем основании датчиков расстояния, расположенных относительно друг друга под неизменяемым углом, расстояний от каждого из датчиков до своей контрольной точки на пересечении оси датчика с поверхностью конструкции, и передачу полученных данных в блок анализа и обработки информации, в котором производится расчет кривизны. При этом одновременно поверхность конструкции остается неподвижной. Измерение расстояний осуществляют переносной системой из трех наклонных и одного высотного лазерных дальномеров, равноудаленных от вершины воображаемой правильной треугольной пирамиды и направленных при измерении в сторону поверхности конструкции таким образом, чтобы оси наклонных дальномеров совпадали с боковыми ребрами, имеющими угол наклона 55-85°, а ось высотного дальномера - с высотой этой пирамиды, все углы основания которой своими вершинами совмещены с поверхностью конструкции. Технический результат - бесконтактное определение кривизны поверхности неподвижных объектов с расстояния более 1 м. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к строительному производству, а именно к способам измерительного контроля качества поверхности строительных конструкций.
Известен способ определения кривизны поверхности строительных конструкций с помощью индивидуально изготовленных лекал для каждого типа поверхности (Никитин В.М. и др. Руководство по контролю качества строительно-монтажных работ: руководство / Общерос. Обществ. фонд. Центр качества стр-ва, С.-Петерб. отд-ние; 7-е изд., испр. и доп. - СПб., 2007, с. 257).
Известен способ определения кривизны поверхности объекта с помощью лазерного электронного тахеометра (Соколова Т.Н., Рудская Л.А., Соколов А.Л. Архитектурные обмеры: Учебное пособие. - М.: Архитектура-С, 2008, 112 с., ил., с. 22).
Наиболее близким по технической сущности является способ бесконтактного определения кривизны длинномерного объекта. Способ определения кривизны длинномерных объектов предназначен для использования при измерении кривизны на базовом расстоянии, как правило, не более 1 м и максимальной кривизны на всей длине объекта. Основой измерений являются датчики расстояния до объекта и датчик скорости, закрепленные на неподвижном основании. В качестве датчиков могут применяться датчики различного типа: оптические, индуктивные, емкостные, лазерные и т.п. Показания датчиков поступают в блок анализа и обработки информации, в котором и производится последующий расчет. Условие измерений - прямолинейное движение объекта. Могут присутствовать отклонения при движении в виде поперечных смещений и вибрации (патент RU №2439487, G01B 11/00, В61К 9/08, опубл. 10.01.2012).
Способ имеет следующие недостатки:
невозможно применение способа при определении кривизны поверхностей неподвижных и пространственных строительных конструкций;
необходимо применение датчика скорости;
размеры одновременно исследуемого участка поверхности не могут превышать расстояние между датчиками расстояния;
измерение кривизны возможно только в плоскости расположения датчиков.
Задача изобретения - усовершенствование способа измерительного контроля качества поверхности строительных конструкций.
Сущность изобретения заключается в том, способ бесконтактного определения кривизны поверхности строительной конструкции, включающий синхронное измерение с помощью системы закрепленных на общем основании датчиков расстояния, расположенных относительно друг друга под неизменяемым углом, расстояний от каждого из датчиков до своей контрольной точки на пересечении оси датчика с поверхностью конструкции, и передачу полученных данных в блок анализа и обработки информации, в котором производится расчет кривизны, при этом одновременно поверхность конструкции остается неподвижной, измерение расстояний осуществляют с помощью переносной системы из трех наклонных и одного высотного лазерных дальномеров, равноудаленных от вершины условной правильной треугольной пирамиды и направленных при измерении в сторону поверхности конструкции таким образом, чтобы оси наклонных дальномеров совпадали с боковыми ребрами, имеющими угол наклона 55-85°, а ось высотного дальномера - с высотой этой пирамиды, все углы основания которой своими вершинами совмещены с поверхностью конструкции.
При определении кривизны несферической поверхности определяют главные ее кривизны, располагая контрольные точки двух наклонных дальномеров на главных направлениях поверхности.
Технический результат заключается в создании способа, позволяющего бесконтактно с помощью переносной системы датчиков расстояния определять кривизну поверхности неподвижных объектов, в том числе крупногабаритных строительных конструкций, с расстояния более 1 м.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на
фиг. 1 показано расположение дальномеров относительно криволинейной поверхности,
фиг. 2 - схема расположения системы дальномеров при измерении кривизны потолочной поверхности купольного (сферического) железобетонного свода,
фиг. 3 - схема расположения системы дальномеров при измерении кривизны потолочной поверхности цилиндрического железобетонного свода.
Измерение кривизны осуществляют с помощью системы из трех наклонных лазерных дальномеров 1, оси которых совмещены с ребрами условной правильной треугольной пирамиды 2, угол α наклона которых к ее основанию составляет 55-85°, и одного высотного лазерного дальномера 3 с осью, расположенной на высоте пирамиды 2. Все дальномеры равноудалены от вершины S пирамиды 2, расположены в точках D1, D2, D1 и D4 и направлены в сторону поверхности конструкции 4. В местах пересечения с поверхностью конструкции 4 осей крайних дальномеров 1 находятся их контрольные точки K1, К2 и К3, а с осью высотного дальномера - контрольная точка высотного дальномера К4. Контрольные точки K1-К3 одновременно принадлежат основанию К1К2К3 пирамиды 2 с точкой О в его центре и на оси высотного дальномера. Систему лазерных дальномеров 1, например, устанавливают шарнирно на треноге 5 и жестко закрепляют на стальном каркасе 6 их общего основания в форме усеченной правильной треугольной пирамиды. Система направляется в сторону поверхности цилиндрического свода 7 или сферического 8.
Поверхность конструкции 4 при измерении остается неподвижной, так как система датчиков расстояния переносная и ее можно свободно перемещать относительно поверхности конструкции перед измерениями расстояний.
Функцию датчиков расстояния выполняют лазерные дальномеры, обладающие сочетанием таких ценных качеств, как высокая точность измерений, достаточная дальность действия, автономность, безопасность и простота применения, компактность и легкость, ценовая доступность.
В систему лазерных дальномеров входят три наклонных дальномера 1 и один высотный дальномер 3. Все дальномеры направлены в сторону исследуемой поверхности 4 для возможности определения расстояния D1K1, D2K2, D3K3 и D4K4 до контрольных точек на ней К1, К2, К3 и К4.
Целесообразность совмещения осей наклонных дальномеров 1 с ребрами условной правильной треугольной пирамиды 2 объясняется следующим:
высота правильной пирамиды 2 всегда проходит через середину ее основания О;
у треугольной пирамиды минимальное количество боковых ребер, поэтому требуется наименьшее количество наклонных дальномеров;
только у треугольной пирамиды возможно одновременное совмещение вершин всех углов основания с любой криволинейной поверхностью;
упрощается наведение системы дальномеров на исследуемый участок поверхности 4 и вычисление ее кривизны;
обеспечивается возможность регулирования размеров исследуемого участка простым приближением системы дальномеров к поверхности или отдалением от нее.
Совмещение оси высотного дальномера 3 с высотой условной правильной треугольной пирамиды 2 необходимо для определения кратчайшего расстояния K4O от его контрольной точки К4 до основания пирамиды и вычисления кривизны поверхности конструкции.
Все дальномеры равноудалены от вершины этой пирамиды S для того, чтобы уменьшить габариты их системы и обеспечить при равенстве расстояний D1K1=D2K2=D3K3 от наклонных дальномеров 1 до их контрольных точек K1, К2 и К3 совмещение вершин всех углов основания пирамиды 2 с поверхностью конструкции 4.
При указанном расположении дальномеров по четырем их контрольным точкам на поверхности конструкции K1, К2, К3 и K4 можно построить правильную треугольную пирамиду, по длине ребра (например, K1K4) и высоте К4О которой можно определить среднюю кривизну поверхности.
Если необходимо определить кривизну несферической поверхности, то целесообразно сначала определить главные кривизны поверхности. Для этого систему дальномеров поворачивают относительно оси высотного дальномера так, чтобы контрольные точки двух наклонных дальномеров расположилась сначала на одном, а затем на другом главном направлении поверхности, которые перпендикулярны друг другу.
При угле наклона граней пирамиды (и осей наклонных дальномеров) к ее основанию более 85° размеры исследуемого участка поверхности 4 настолько малы, что способ становится малопроизводительным, а для применения в небольших помещениях зданий - непригодным. При угле наклона ребра менее 55° снижается точность измерения способа, и его невозможно применять при исследовании небольших участков поверхности 4 с расстояния более 10 м.
Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом.
При определении кривизны сферической поверхности железобетонного купольного свода в помещении здания на треноге 5 шарнирно устанавливают систему лазерных дальномеров марки HELTI PD 40 с лазерным указателем, жестко закрепленных на стальном каркасе 6 их общего основания в форме усеченной правильной треугольной пирамиды. К боковым ребрам этого каркаса, располагаемых под углом 20° к высоте (или 70° к основанию), жестко прикреплены три наклонных дальномера 1, а внутри каркаса - высотный дальномер 3. Причем оси дальномеров сходятся в одной точке S на расстоянии 0,6 м от дальномеров с тыльной стороны системы. До начала измерений систему направляют в сторону поверхности свода 7 и находят участок свода, на котором все три контрольные точки K1, К2 и К3 оказываются равноудаленными от своих наклонных дальномеров 1. В таком положении ось высотного дальномера 3 практически совпадает с нормалью к поверхности в его контрольной точке К4. После этого производится измерение расстояния от высотного дальномера 3 до его контрольной точки К4.
Таким образом, четыре контрольные точки образуют вторую условную правильную треугольную призму K1K2K3K4, вписанную в сферу свода. Определить радиус этой сферы R можно по формуле:
где K1K4 - длина ребра второй условной правильной треугольной пирамиды, так как K1K4=K2K4=К3К4; K4O - высота второй условной правильной треугольной пирамиды.
Поскольку кривизна k поверхности является обратной величиной ее радиуса, она определяется по формуле:
При применении предлагаемого способа при определении кривизны цилиндрического железобетонного свода следует учитывать, что эта поверхность несферическая линейчатая, у которой необходимо определять значение только одной главной кривизны, равной обратной величине радиуса цилиндрической поверхности, поскольку в продольном направлении (вдоль образующей) вторая главная кривизна равна нулю. Поэтому особенностью определения радиуса цилиндрической поверхности является необходимость расположения системы дальномеров в пространстве, таким образом, чтобы две контрольные точки наклонных дальномеров (например K1 и К2) находились на образующей цилиндрической поверхности.
Claims (2)
1. Способ бесконтактного определения кривизны поверхности строительной конструкции, включающий синхронное измерение с помощью системы закрепленных на общем основании датчиков расстояния, расположенных относительно друг друга под неизменяемым углом, расстояний от каждого из датчиков до своей контрольной точки на пересечении оси датчика с поверхностью конструкции, и передачу полученных данных в блок анализа и обработки информации, в котором производится расчет кривизны, отличающийся тем, что одновременно поверхность конструкции остается неподвижной, измерение расстояний осуществляют с помощью переносной системы из трех наклонных и одного высотного лазерных дальномеров, равноудаленных от вершины условной правильной треугольной пирамиды и направленных при измерении в сторону поверхности конструкции таким образом, чтобы оси наклонных дальномеров совпадали с боковыми ребрами, имеющими угол наклона 55-85°, а ось высотного дальномера - с высотой этой пирамиды, все углы основания которой своими вершинами совмещены с поверхностью конструкции.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при определении кривизны несферической поверхности определяют главные ее кривизны, располагая контрольные точки двух наклонных дальномеров на главных направлениях поверхности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014110171/28A RU2559168C1 (ru) | 2014-03-17 | 2014-03-17 | Способ бесконтактного определения кривизны поверхности строительной конструкции |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014110171/28A RU2559168C1 (ru) | 2014-03-17 | 2014-03-17 | Способ бесконтактного определения кривизны поверхности строительной конструкции |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2559168C1 true RU2559168C1 (ru) | 2015-08-10 |
Family
ID=53796242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014110171/28A RU2559168C1 (ru) | 2014-03-17 | 2014-03-17 | Способ бесконтактного определения кривизны поверхности строительной конструкции |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2559168C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU100229U1 (ru) * | 2010-04-14 | 2010-12-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" | Система бесконтактного измерения геометрических размеров прокатного листа |
RU116224U1 (ru) * | 2011-10-14 | 2012-05-20 | Открытое акционерное общество "НПО "Геофизика-НВ" | Устройство для измерения и регистрации сферических координат удаленного объекта на местности |
RU2500984C2 (ru) * | 2009-03-03 | 2013-12-10 | Витринс С.Р.О. | Способ и устройство для оптического измерения поверхности изделия |
-
2014
- 2014-03-17 RU RU2014110171/28A patent/RU2559168C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2500984C2 (ru) * | 2009-03-03 | 2013-12-10 | Витринс С.Р.О. | Способ и устройство для оптического измерения поверхности изделия |
RU100229U1 (ru) * | 2010-04-14 | 2010-12-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" | Система бесконтактного измерения геометрических размеров прокатного листа |
RU116224U1 (ru) * | 2011-10-14 | 2012-05-20 | Открытое акционерное общество "НПО "Геофизика-НВ" | Устройство для измерения и регистрации сферических координат удаленного объекта на местности |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ellenberg et al. | Use of unmanned aerial vehicle for quantitative infrastructure evaluation | |
CN105300304B (zh) | 一种非接触式多点高频动态桥梁挠度检测方法 | |
CN106091972B (zh) | 一种基于移动窗口投影点密度的建筑物变化检测方法 | |
KR20020097172A (ko) | 3차원 좌표 계측방법, 3차원 좌표 계측장치 및 대형구조물의 건조방법 | |
ES2413438T3 (es) | Procedimiento de medición de objetos tridimensionales por ombroscopia óptica de una sola vista, utilizando las leyes ópticas de la propagación de la luz | |
Konyakhin et al. | Optic-electronic systems for measuring the angle deformations and line shifts of the reflecting elements at the rotateable radio-telescope | |
Kovačič et al. | The different methods of displacement monitoring at loading tests of bridges or different structures | |
Li et al. | A novel orientation and position measuring system for large & medium scale precision assembly | |
CN107478195A (zh) | 一种基于光学的空间物体姿态测量装置及其测量方法 | |
CN105737799A (zh) | 一种桥墩立柱垂直度的检测方法 | |
CN105136128A (zh) | 基于两点定位的机体结构测量方法 | |
JP2001296124A (ja) | 3次元座標計測方法及び3次元座標計測装置 | |
RU2559168C1 (ru) | Способ бесконтактного определения кривизны поверхности строительной конструкции | |
Marčiš et al. | Measurement of flat slab deformations by the multi-image photogrammetry method | |
US20150243037A1 (en) | Method for a distance measurement | |
CN108225293A (zh) | 一种自动激光测垂仪及垂直度测量方法 | |
JP5698969B2 (ja) | 測定装置、位置測定システム、測定方法、較正方法及びプログラム | |
RU2581722C1 (ru) | Способ определения величин деформаций стенки резервуара вертикального цилиндрического | |
EP3318842B1 (en) | Survey method | |
Berényi | Laser scanning in engineering survey—An application study | |
RU2626017C1 (ru) | Способ навигации подвижного объекта | |
RU2699907C1 (ru) | Система определения уклонений отвесной линии | |
CN106092041A (zh) | 一种基于移动终端的测高方法及装置 | |
RU157690U1 (ru) | Прибор для бесконтактного контроля ровности поверхности строительных конструкций | |
JP2001174261A (ja) | 反射プリズム等を利用する入隅等の測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160318 |