一种螺旋轨道式结构变形摄影测量辅助系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种螺旋轨道式结构变形摄影测量辅助系统，包括固定支架，以及通过固定钢丝绳悬吊在固定支架上的螺旋轨道，螺旋轨道底端固定有驱动沿螺旋轨道拉伸的轨道钢丝绳的驱动系统，螺旋轨道顶端设有通过轨道钢丝绳连接的配重系统，螺旋轨道上设有通过轨道钢丝绳牵引的运动平台，运动平台上固连有照相云台；通过驱动系统带动轨道钢丝绳牵引运动平台和照相云台在螺旋轨道上运动，从而实现照相云台的相机在运动过程中对准被测结构间隔或连续拍摄。本装置有效提高了拍摄高度，扩大了相机拍摄的覆盖范围，并能够实现相机的间隔或连续运动拍摄，极大提高了结构变形摄影测量的工作效率。
【专利说明】
一种螺旋轨道式结构变形摄影测量辅助系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种摄影测量辅助系统，具体涉及一种螺旋轨道式摄影测量辅助系统，该系统可用于结构变形的辅助测量，属于摄影测量系统领域。
【背景技术】
[0002]柔性结构在服役中，因受到气动、振动、冲击和热等的影响会产生变形，变形后的结构性能往往达不到预期目标，要对结构性能进行补偿通常需要先测量出结构的变形。由于摄影测量技术具有精度高、测量速度快、测量设备简单等优点，被广泛用于结构变形测量中。摄影测量时，为获得满意的测量效果，需要从不同角度对被测目标拍摄大量的照片。但是，现有的变形测量操作中，这种多角度下大量照片的拍摄工作是人工进行的，拍摄工作量大、耗时长，且受拍摄时相机高度的限制，相机覆盖范围较小。为提高测量的工作效率，研究一种结构变形摄影测量辅助系统具有重要的应用价值。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有摄影测量操作中的不足，提出了一种螺旋轨道式摄影测量辅助系统，旨在能够应用现有摄影测量技术快速地测量结构变形。
[0004]为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案:
[0005]—种螺旋轨道式结构变形摄影测量辅助系统，包括固定支架，以及通过固定钢丝绳悬吊在固定支架上的螺旋轨道，螺旋轨道底端固定有驱动沿螺旋轨道拉伸的轨道钢丝绳的驱动系统，螺旋轨道顶端设有通过轨道钢丝绳连接的配重系统，螺旋轨道上设有通过轨道钢丝绳牵引的运动平台，运动平台上固连有照相云台；通过驱动系统带动轨道钢丝绳牵引运动平台和照相云台在螺旋轨道上运动，从而实现照相云台的相机在运动过程中对准被测结构间隔或连续拍摄。
[0006]进一步，所述固定支架由三根竖直固定在地面上的支撑杆组成。
[0007]进一步，所述驱动系统包括电动机，以及通过第一联轴器连接的绳筒，绳筒上缠绕有沿螺旋轨道滑轨移动的轨道钢丝绳。
[0008]进一步，所述配重系统中设置有滑轮组，包括固定在螺旋式轨道顶端部的滑轮组支架，一组定滑轮固定在滑轮组支架上，滑轮组支架下方连接一组动滑轮组，动滑轮组连接有配重物。
[0009]进一步，所述螺旋轨道为中心开圆孔、顶部开槽截面为正方形的结构，顶部开槽与中心圆孔连通，轨道钢丝绳贯穿在圆孔内；螺旋轨道正方形截面四个角沿螺旋方向开有半圆形槽，运动平台的四个万向轮沿着半圆形槽运动。
[0010]进一步，所述运动平台包括一个一面开口、三面围框的平台本体，三面围框的一条边框内设有伸到螺旋轨道的中心圆孔中的牵引杆，牵引杆与轨道钢丝绳相连;在三面围框的另一条边框外侧设有照相云台支架，照相云台通过螺钉与平台本体相连;三面围框的四个角上设有万向轮，四个万向轮沿螺旋轨道四角处的半圆形槽运动。
[0011]进一步，所述万向轮与平台本体四个角的安装孔之间设有第一弹簧。
[0012]进一步，所述照相云台包括与运动平台中的平台本体相连的电机固定架，电机固定架上固定有第一步进电机，电机固定架底部设有保持架，保持架底部两侧分别连接有第二步进电机和相机。
[0013]进一步，所述保持架为拐臂结构，其上部为水平臂，连接第一步进电机;其中部为倾斜臂;下部为竖直臂，一侧通过第二联轴器与第二步进电机连接，另一侧通过第一夹板和第二夹板夹持相机;保持架的两个步进电机固定面互相垂直，第一步进电机带动保持架沿法向一转动实现相机的方位运动，第二步进电机带动相机沿法向二转动实现相机的俯仰运动，从而实现相机三维空间的拍摄。
[0014]进一步，所述第一夹板两根轴孔内装有两根第二弹簧，第二弹簧两端分别连接第一夹板和第二夹板。
[0015]本发明公开的一种螺旋轨道式结构变形摄影测量辅助系统，具有以下有益效果:
[0016]1.本发明中的相机在悬吊于高处的螺旋轨道上运动拍摄，有效提高了拍摄高度，扩大了相机拍摄的覆盖范围；
[0017]2.通过三个电机实现相机在三维空间的运动，可以减少相机视野盲区，并能够实现相机的间隔或连续运动拍摄；
[0018]3.相机在沿轨道运动过程中，能够一次性快速的从不同的角度和位置对被测目标拍摄大量的照片，极大提高了结构变形摄影测量的工作效率。
【附图说明】
[0019]图1是本发明整体结构示意图；
[0020]图2是本发明驱动系统结构示意图；
[0021]图3是本发明配重系统部分示意图
[0022]图4是本发明运动平台部分分解示意图；
[0023]图5是本发明照相云台部分分解不意图；
[0024]图中附图标记的含义:1-固定支架，2-螺旋轨道，3-驱动系统，4-配重系统，5-运动平台，6-照相云台，7-绳筒，8-轨道钢丝绳，9-第一联轴器，10-电动机，11-配重物，12-滑轮组，13-第一弹簧，14-万向轮，15-平台本体，16-照相云台支架；17-牵引杆；18-第一步进电机，19-电机固定架，20-保持架，21-第二步进电机，22-第二联轴器，23-第一夹板，24-相机，25-第二弹黃，26-第二夹板。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例对发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
[0026]如图1所示，本发明提供了一种螺旋轨道式结构变形摄影测量辅助系统，包括由三根竖直固定在地面上的支撑杆组成的固定支架1，螺旋轨道2通过多根固定钢丝绳悬吊在固定支架I上，螺旋轨道2底端固定有驱动沿螺旋轨道2拉伸的细软的轨道钢丝绳8的驱动系统3，螺旋轨道2顶端设有通过细软的轨道钢丝绳8连接的配重系统4，螺旋轨道2上设有通过轨道钢丝绳8牵引的运动平台5，运动平台5上固连有照相云台6。
[0027]如图2所示，驱动系统3包括电动机10，以及通过第一联轴器9连接的绳筒7，绳筒7上缠绕有沿螺旋轨道2滑轨移动的轨道钢丝绳8。电动机的正反转使绳筒将轨道钢丝绳8卷绕和放开，从而改变细软钢丝绳8的长度来控制运动平台在螺旋轨道上的位置，带动运动平台和照相云台在螺旋轨道上运动，运动过程中实时调整相机使其对准被测结构间隔或连续地拍摄照片。
[0028]运动平台和照相云台沿螺旋轨道螺旋下降时配重物被吊起;钢丝绳8的长度增加时，配重系统4使运动平台和照相云台沿螺旋轨道螺旋上升，直到回到拍摄起始位置。
[0029]如图3所示，为了避免工作中重物在有限的垂直空间内接触地面，本发明将配重系统4中设置了滑轮组12，包括固定在螺旋式轨道2顶端部的滑轮组支架，一组定滑轮组固定在支架上，滑轮组支架下方连接一组动滑轮组，动滑轮组连接配重物11，动滑轮组用来缩短重物下降的距离，以避免工作中重物在有限的垂直空间内接触地面。
[0030]如图2、3所示，所述螺旋轨道2为中心开圆孔，顶部开槽的截面为正方形结构，顶部开槽与中心圆孔连通，轨道钢丝绳8贯穿在圆孔内。螺旋轨道25正方形截面四个角沿螺旋方向开有半圆形槽，顶部开槽和四角上开半圆形槽作为运动平台5沿其轨道滑动的滑轨，运动平台5的四个万向轮沿着半圆形槽运动。
[0031]如图4所示，运动平台5包括一个一面开口、三面围框的平台本体15，三面围框的一条边框内设有伸到螺旋轨道的中心圆孔中的牵引杆17，牵引杆17与轨道钢丝绳8相连，通过螺旋轨道内的轨道钢丝绳8，由驱动系统和配重系统牵引沿轨道运动。在三面围框的另一条边框外侧设有照相云台支架16，照相云台6通过螺钉与平台本体15相连。为了避免运动过程中与牵拉轨道的钢丝绳干涉，平台本体15的轨道外侧一面开口，使得运动平台5能够沿螺旋轨道2平滑移动。四个万向轮14安装在平台本体15四个角的安装孔内，四个万向轮14沿螺旋轨道四角处的半圆形槽运动;为防止万向轮在半圆形槽内运动过程中被卡死或与半圆形槽脱离，在万向轮14与平台本体15四个角的安装孔内设有第一弹簧13，将其支撑在万向轮与平台本体之间，使得万向轮能沿安装方向微幅运动，保证运动过程中与螺旋轨道上的半圆形槽始终接触。
[0032]如图5所示，照相云台6包括电机固定架19，电机固定架19与运动平台中的平台本体15通过螺栓进行连接。第一步进电机18用四个螺钉固定在电机固定架19上，通过上下两个螺母与保持架夹紧固连。电机固定架19底部设有保持架20，保持架20为拐臂结构，与电机固定架19间留有足够间隙以保证保持架20能自由转动。第二步进电机21用四个螺钉与保持架20固连，通过第二联轴器22与第一夹板23连接。第一夹板23两根轴孔内装有两根第二弹簧25，第二弹簧两端分别连接第一夹板23和第二夹板26。拉动第二夹板26，当与第一夹板间有足够空间时将相机24放进去，松开后靠弹簧拉力将相机夹紧。此外，保持架的两个步进电机固定面互相垂直，第一步进电机带动保持架沿法向一转动实现相机的方位运动，第二步进电机带动相机沿法向二转动实现相机的俯仰运动，从而实现相机三维空间的拍摄。
[0033]需要说明的是，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还可以对本发明做出的若干改进和补充，这些改进和补充，也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种螺旋轨道式结构变形摄影测量辅助系统，其特征在于:包括固定支架(I)，以及通过固定钢丝绳悬吊在固定支架(I)上的螺旋轨道(2)，螺旋轨道(2)底端固定有驱动沿螺旋轨道(2)拉伸的轨道钢丝绳(8)的驱动系统(3)，螺旋轨道(2)顶端设有通过轨道钢丝绳(8)连接的配重系统(4)，螺旋轨道(2)上设有通过轨道钢丝绳(8)牵引的运动平台(5)，运动平台(5)上固连有照相云台(6);通过驱动系统(3)带动轨道钢丝绳(8)牵引运动平台(5)和照相云台(6)在螺旋轨道上运动，从而实现照相云台(6)的相机在运动过程中对准被测结构间隔或连续拍摄。2.根据权利要求1所述的一种螺旋轨道式结构变形摄影测量辅助系统，其特征在于:所述固定支架(I)由三根竖直固定在地面上的支撑杆组成。3.根据权利要求1所述的一种螺旋轨道式结构变形摄影测量辅助系统，其特征在于:所述驱动系统(3)包括电动机(10)，以及通过第一联轴器(9)连接的绳筒(7)，绳筒(7)上缠绕有沿螺旋轨道(2)滑轨移动的轨道钢丝绳(8)。4.根据权利要求1所述的一种螺旋轨道式结构变形摄影测量辅助系统，其特征在于:所述配重系统(4)中设置有滑轮组(12)，包括固定在螺旋式轨道(2)顶端部的滑轮组支架，一组定滑轮组固定在滑轮组支架上，滑轮组支架下方连接一组动滑轮组，动滑轮组连接有配重物(11)。5.根据权利要求1所述的一种螺旋轨道式结构变形摄影测量辅助系统，其特征在于:所述螺旋轨道(2)为中心开圆孔、顶部开槽截面为正方形的结构，顶部开槽与中心圆孔连通，轨道钢丝绳(8)贯穿在圆孔内；螺旋轨道(25)正方形截面四个角沿螺旋方向开有半圆形槽，运动平台(5)的四个万向轮沿着半圆形槽运动。6.根据权利要求1所述的一种螺旋轨道式结构变形摄影测量辅助系统，其特征在于:所述运动平台(5)包括一个一面开口、三面围框的平台本体(15)，三面围框的一条边框内设有伸到螺旋轨道的中心圆孔中的牵引杆(17)，牵引杆(17)与轨道钢丝绳(8)相连;在三面围框的另一条边框外侧设有照相云台支架(16)，照相云台(6)通过螺钉与平台本体(15)相连;万向轮(14)设在三面围框的四个角上。7.根据权利要求6所述的一种螺旋轨道式结构变形摄影测量辅助系统，其特征在于:所述万向轮(14)与平台本体(15)四个角的安装孔之间设有第一弹簧(13)。8.根据权利要求1所述的一种螺旋轨道式结构变形摄影测量辅助系统，其特征在于:所述照相云台(6)包括与运动平台中的平台本体(15)相连的电机固定架(19)，电机固定架(19)上固定有第一步进电机(18)，电机固定架(19)底部设有保持架(20)，保持架(20)底部两侧分别连接有第二步进电机(21)和相机(24)。9.根据权利要求8所述的一种螺旋轨道式结构变形摄影测量辅助系统，其特征在于:所述保持架(20)为拐臂结构，其上部为水平臂，连接第一步进电机(18);其中部为倾斜臂；下部为竖直臂一侧通过第二联轴器(22)与第二步进电机(21)连接，另一侧通过第一夹板(23)和第二夹板(26)夹持相机(24);保持架(20)的两个步进电机固定面互相垂直。10.根据权利要求9所述的一种螺旋轨道式结构变形摄影测量辅助系统，其特征在于:所述第一夹板(23)两根轴孔内装有两根第二弹簧(25)，第二弹簧两端分别连接第一夹板(23)和第二夹板(26)。
【文档编号】G01B11/16GK105841628SQ201610345496
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】李海洋, 杜敬利, 张逸群, 蒋翔俊, 李申, 张树新
【申请人】西安电子科技大学