【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水电工程机电设备安装领域，具体涉及一种基于激光测量的自动定子铁芯测量臂及测量补偿方法。
技术介绍
1、水力发电作为一种高效、清洁、稳定的电力供应模式，在国内电力行业一直具有重要地位。近年水电工程机电设备安装技术飞速发展，但在一些基础测量手段上，仍存在方式传统和成效不高等问题。
2、经调研，国内大中型水电站定子组装多采取工地现场叠装铁芯的方式，将定子铁芯环向分布设置在发电机壳体内壁，然后不断向上叠加环向设置的定子铁芯，在其施工过程中，普遍采用内径千分尺结合测圆架测量各个定子铁芯安装数据的方式以控制安装质量，保证各个定子铁芯安装位置无误。该测量方式目前存在以下问题：
3、1.定子铁芯叠装测量控制点数量多、测量频次高，需人工升降和转动测圆架，进而将内径千分尺移动至各个测点，以完成所有测点(测点与定子铁芯数量对应)读数，单次测量时间长、效率较低；
4、2.受测圆架尺寸和结构限制，测圆架本身存在一定扰度和弹性，每对准一点时，需等待其稳定后方可读数，影响测量效率；
5、3.测量过程均为人工操作，受人为因素影响较大，测量精度、准度不稳定；
6、4.现有的测量方法无法实现对定子铁芯测量臂的偏心补偿，在现有的测量方法中，定子测量臂中心体的圆心与定子铁芯所在圆的圆心不重合，导致出现偏心，从而导致测量不准确，只能通过人工尽可能将定子测量臂中心体的圆心和待测定子铁芯的圆心调整到一定公差范围内再进行测量，调整过程费时费力。
7、综上，目前定子铁芯叠装测量工具较为落后，自
8、本专利技术提出了一种基于激光测量技术的水电站定子组装用全自动定子铁芯叠装测量臂及定子测量臂测量偏心补偿方法，主要目的是控制定子铁心叠装测量控制精度，缩短定子铁芯叠装时序，提高安装效率，并且通过激光连续测量数据，可实现定子测量臂偏心补偿，可使用本专利技术的测量臂直接测量，省去同心调整过程，提高测量效率。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于激光测量的自动定子铁芯测量臂及测量补偿方法。
2、本专利技术的目的是采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种基于激光测量的自动定子铁芯测量臂，包括垂直设置在中心体外侧壁的悬臂、驱动悬臂转动的伺服电机，所述悬臂的端部、中部的顶侧、两侧均斜拉设置与悬臂根部铰接的拉杆，悬臂端部顶侧铰接的拉杆与悬臂中部之间通过竖直的阻尼杆连接，悬臂的端部设置激光位移传感器，所述中心体外侧壁套设被动齿轮，伺服电机的输出轴与减速器的输入轴连接，减速器的输出轴上设置与被动齿轮啮合的主动齿轮。
3、进一步的，所述悬臂包括与激光位移传感器连接的第一悬臂、与中心体连接的第二悬臂，第一悬臂与第一悬臂连接位置处的顶侧、两侧均设置连接板。
4、进一步的，所述连接板上均斜拉设置与悬臂根部铰接的拉杆，阻尼杆竖直设置在顶侧的连接板上。
5、进一步的，所述悬臂的端部可拆卸设置导轨，导轨的端部设置激光位移传感器。
6、进一步的，所述中心体的底部设置中心体底座，中心体底座的一侧设置支撑臂，支撑臂的中部设置底板，底板的顶部通过套筒与中心体的顶部连接，拉杆铰接在底板的顶部或支撑臂的两端。
7、进一步的，所述中心体的上方设置电机安装板，电机安装板的上侧设置减速器，减速器的输入轴与伺服电机连接、输出轴穿过电机安装板与主动齿轮连接。
8、进一步的，所述主动齿轮通过涨紧套安装在减速器的输出轴上，被动齿轮通过螺钉安装在中心体上，主动齿轮、被动齿轮均为斜齿轮。
9、一种基于激光测量的自动定子铁芯测量臂测量补偿方法，包括以下步骤：
10、激光位移传感器旋转一圈后，得到各个定子铁芯对应的测量点位的角度θ和角度θ对应的测量距离r，其中角度θ为激光位移传感器自起始测量点转过的角度，测量距离r为转过角度θ时测量点位与转动中心之间的距离；
11、对各个测量点位的测量数据进行最小二乘圆拟合，得到拟合圆心o’(δx，δy)和偏心距离e，其中偏心距离e为拟合圆心o’与理想圆心o之间的距离；
12、以理想圆心o建立直角坐标系，利用公式α＝90°-arcsin(δx/e)，求得拟合圆心0’与理想圆心0(0，0)的连线和水平线的夹角α，其中水平线即为直角坐标的x轴；
13、将每个测量点位对应的测量数据中的角度θ分别加上α，得到修正后的角度β；
14、利用cosγ＝cos(180°-β)求得两条边夹角的余弦值，其中两条边分别为对应测量点位对应的测量距离r、偏心距离e；
15、利用余弦定理求出该测量点位的实际半径r的值为√(r^2+e^2-2recosy)。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：
17、(1)该测量臂采用轻量化设计，质量小，不需要设置平衡臂，其机械接口可直接匹配现有定子测圆架，实现测量臂中心体和测圆架及升降装置的连接；
18、(2)利用带绝对编码器的伺服减速电机经斜齿轮传动实现测量臂的自动旋转，不需要人工转动，提高工作效率；
19、(3)利用高精度激光位移传感器实现了对定子铁芯叠片的非接触测量，可以使测量臂持续转动，在转动过程中同时对定子铁芯叠片进行测量，提高测量效率；
20、(4)由于测量臂采用轻量化设计，具有较大的挠度并容易震动，因此，在转动过程中，通过阻尼杆、拉杆实现测量臂启停振动的快速抑制，并降低挠度；
21、(5)通过对激光位移传感器测量数据的处理，可一次实现定子组装过程扭偏值的测量；
22、(6)通过测量补偿方法，可以将测量值进行补偿，减小误差，因此可以直接使用测量臂进行测量，不需要进行同心调整，提高测量效率。
23、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
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1.一种基于激光测量的自动定子铁芯测量臂，包括垂直设置在中心体(16)外侧壁的悬臂、驱动悬臂转动的伺服电机(20)，其特征在于：所述悬臂的端部、中部的顶侧、两侧均斜拉设置与悬臂根部铰接的拉杆，悬臂端部顶侧铰接的拉杆与悬臂中部之间通过竖直的阻尼杆(6)连接，悬臂的端部设置激光位移传感器(1)，所述中心体(16)外侧壁套设被动齿轮(22)，伺服电机(20)的输出轴与减速器(19)的输入轴连接，减速器(19)的输出轴上设置与被动齿轮(22)啮合的主动齿轮(21)。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光测量的自动定子铁芯测量臂，其特征在于：所述悬臂包括与激光位移传感器连接的第一悬臂(5)、与中心体连接的第二悬臂(12)，第一悬臂(5)与第一悬臂(12)连接位置处的顶侧、两侧均设置连接板。
3.根据权利要求2所述的一种基于激光测量的自动定子铁芯测量臂，其特征在于：所述连接板上均斜拉设置与悬臂根部铰接的拉杆，阻尼杆(6)竖直设置在顶侧的连接板上。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光测量的自动定子铁芯测量臂，其特征在于：所述悬臂的端部可拆卸设置导轨(24)
5.根据权利要求1所述的一种基于激光测量的自动定子铁芯测量臂，其特征在于：所述中心体(16)的底部设置中心体底座(15)，中心体底座(15)的一侧设置支撑臂(14)，支撑臂(14)的中部设置底板(13)，底板(13)的顶部通过套筒(17)与中心体(16)的顶部连接，拉杆铰接在底板(13)的顶部或支撑臂(14)的两端。
6.根据权利要求1所述的一种基于激光测量的自动定子铁芯测量臂，其特征在于：所述中心体(16)的上方设置电机安装板(18)，电机安装板(16)的上侧设置减速器(19)，减速器的输入轴与伺服电机(20)连接、输出轴穿过电机安装板(18)与主动齿轮(21)连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于激光测量的自动定子铁芯测量臂，其特征在于：所述主动齿轮(21)通过涨紧套安装在减速器(19)的输出轴上，被动齿轮(22)通过螺钉安装在中心体(16)上，主动齿轮(21)、被动齿轮(22)均为斜齿轮。
8.一种基于激光测量的自动定子铁芯测量臂测量补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于激光测量的自动定子铁芯测量臂，包括垂直设置在中心体(16)外侧壁的悬臂、驱动悬臂转动的伺服电机(20)，其特征在于：所述悬臂的端部、中部的顶侧、两侧均斜拉设置与悬臂根部铰接的拉杆，悬臂端部顶侧铰接的拉杆与悬臂中部之间通过竖直的阻尼杆(6)连接，悬臂的端部设置激光位移传感器(1)，所述中心体(16)外侧壁套设被动齿轮(22)，伺服电机(20)的输出轴与减速器(19)的输入轴连接，减速器(19)的输出轴上设置与被动齿轮(22)啮合的主动齿轮(21)。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光测量的自动定子铁芯测量臂，其特征在于：所述悬臂包括与激光位移传感器连接的第一悬臂(5)、与中心体连接的第二悬臂(12)，第一悬臂(5)与第一悬臂(12)连接位置处的顶侧、两侧均设置连接板。
3.根据权利要求2所述的一种基于激光测量的自动定子铁芯测量臂，其特征在于：所述连接板上均斜拉设置与悬臂根部铰接的拉杆，阻尼杆(6)竖直设置在顶侧的连接板上。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光测量的自动定子铁芯测量臂，其特征在于：所述悬臂的端部可拆卸设置导轨(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨云峰，窦晓亮，薛宁，郝树涛，师永林，张端，
申请(专利权)人：青海黄河上游水电开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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