恭喜山东建筑大学;山东富友科技有限公司宋世军获国家专利权
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龙图腾网恭喜山东建筑大学;山东富友科技有限公司申请的专利一种塔机塔身损伤状态特征点映射模型的建立方法与快速判别损伤的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN113868785B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111029369.1,技术领域涉及:G06F30/17;该发明授权一种塔机塔身损伤状态特征点映射模型的建立方法与快速判别损伤的方法是由宋世军;杨蕊;宋连玉;臧泓源;张会敏设计研发完成,并于2021-09-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种塔机塔身损伤状态特征点映射模型的建立方法与快速判别损伤的方法在说明书摘要公布了:一种塔机塔身损伤状态特征点映射模型的建立方法与快速判别损伤的方法,包括:通过构建塔身不同损伤位置组合状态下的塔机结构,并采集恒定载荷工况下各损伤状态下的塔机回转臂回转一周时的塔身顶端空间位置数据集。将空间位置数据进行N次和函数拟合,提取拟合得到的正弦函数的幅值、频率、相位等特征向量集。将各损伤状态下在x轴和y轴方向上拟合误差最小的弦函数的前3次函数的特征向量集作为三角形顶点构建特征平面集,以完好状态下的特征平面作为参考平面,计算其他平面与参考平面在两坐标轴方向的夹角,采用夹角值构建各状态在二维平面内的点云图,以此作为损伤状态评判依据。
本发明授权一种塔机塔身损伤状态特征点映射模型的建立方法与快速判别损伤的方法在权利要求书中公布了:1.一种塔机塔身损伤状态特征点映射模型的建立方法,其特征在于,包括:1采集不同状态下的塔机塔身状态数据集1-1搭建塔身完好状态下的塔机结构、搭建塔身主肢具有单一位置损伤时的塔身结构、搭建塔身主肢具有多个位置损伤时的塔身结构;1-2建立相对坐标系:以塔机塔身顶端回转支承回转平面与塔身中心线的交点为坐标原点o,坐标轴x的正方向为沿着起重臂远离塔身方向,z轴正方向是沿着垂直于地面的塔身中心线方向向上,y方向垂直于起重臂轴线方向且和x轴和z轴符合右手螺旋法则;1-3获取塔身在完好和各损伤状态数据集:针对塔身完好和不同主肢损伤的状态,分别使塔机回转臂在恒定载荷工况下绕塔身回转一周,每旋转ω°采集一个相对坐标系的塔机塔身顶端空间位置点集xi,n,yi,n,其中I为塔身主肢具有的完好和损伤状态种类数,当i=0时代表塔身完好状态,i=1…I时分别代表塔身I种不同的损伤状态;其中N为回转臂回转一周时采集数据的次数,n=1,2…N,N=「360ω」;获取I+1种状态下的数据样本集X,Y,既包括塔身完好状态和不同主肢损伤的状态: 在所述公式1中,Xi代表第i种状态下,回转臂回转一周所采集到的塔机塔身顶端空间位置x坐标点集;在所述公式2中,Yi代表第i种状态下,回转臂回转一周所采集到的塔机塔身顶端空间位置y坐标点集;2提取不同损伤状态下的特征向量集2-1对步骤1中的所述塔机塔身顶端空间位置点集进行归一化处理;2-2进行正弦N1次和函数拟合,得到塔机塔身顶端空间位置点的特征向量集,如公式3和4所示: 其中,j=0,1,2,3,…N1,N1表示拟合得到的正弦函数的个数,ai,j和di,j表示第i种状态下塔机塔身顶端在x和y方向空间位置点集拟合得到的第j个正弦函数的幅值,bi,j和ei,j表示第i种状态下塔机塔身顶端在x和y方向空间位置点集拟合得到的第j个正弦函数的频率,ci,j和fi,j表示第i种状态下塔机塔身顶端在x和y方向空间位置点集拟合得到的第j个正弦函数的相位;分别以ai,j,di,j,bi,j,ei,j,ci,j,fi,j作为塔机塔身顶端空间位置点的特征向量集;3构建损伤状态特征映射平面模型3-1选取拟合误差量最小的N1次和函数对应的前3组j=0,1,2特征向量集构建特征映射平面:建立三维坐标系OXYZ,在所述三维坐标系OXYZ中,以i种状态下塔机塔身顶端在x方向的空间位置量的前3组特征向量集ai,0,ai,1,ai,2、bi,0,bi,1,bi,2、ci,0,ci,1,ci,2为三角形三个顶点建立平面集mi,以i种状态下塔机塔身顶端在y方向的位移量的前3组特征向量集di,0,di,1,di,2、ei,0,ei,1,ei,2、fi,0,fi,1,fi,2为三角形三个顶点建立平面集ni;mi,i=0,2,…I表示I+1种状态的塔机塔身在x方向的空间位置数据特征集构建的I+1个平面集,ni,i=0,2,…I表示I+1种状态的塔机塔身在y方向的空间位置数据特征集构建的I+1个平面集;其中,所得的m0和n0为塔机塔身完好状态下的特征向量集构建的平面,并将其作为参考平面;3-2分别求平面集mi和ni中的每个平面的法向量集:令 其中:分别是沿着三维坐标系OXYZ的x轴y轴和z轴方向的单位法向量;Ai=Ai,1,Ai,2,Ai,3;Ai,1=bi,0-ai,0;Ai,2=bi,1-ai,1;Ai,3=bi,2-ai,2;Bi=Bi,1,Bi,2,Bi,3;Bi,1=bi,0-ci,0;Bi,2=bi,1-ci,1;Bi,3=bi,2-ci,2;Pi=Pi,1,Pi,2,Pi,3;Pi,1=Ai,2Bi,3-Ai,3Bi,2;Pi,2=Ai,3Bi,1-Ai,1Bi,3;Pi,3=Ai,1Bi,2-Ai,2Bi,1;Pi表示平面集中mi平面对应的法向量集;令 其中:Ci=Ci,1,Ci,2,Ci,3;Ci,1=ei,0-di,0;Ci,2=ei,1-di,1;Ci,3=ei,2-di,2;Di=Di,1,Di,2,Di,3;Di,1=ei,0-fi,0;Di,2=ei,1-fi,1;Di,3=ei,2-fi,2;Qi=Qi,1,Qi,2,Qi,3;Qi,1=Ci,2Di,3-Ci,3Di,2;Qi,2=Ci,3Di,1-Ci,1Di,3;Qi,3=Ci,1Di,2-Ci,2Di,1;Qi表示平面集中ni平面对应的法向量集;3-3分别计算平面集mi,i=1,2,…I中每个平面与参考平面m0的夹角以及平面集ni,i=1,2,…I中每个平面与参考平面n0的夹角: 其中,表示平面集mi,i=1,2,…I中每个平面与参考平面m0的夹角;表示平面集ni,i=1,2,…I中每个平面与参考平面n0的夹角;3-4建立平面坐标系o′x′y′,过坐标原点且沿着水平方向做一条直线作为x′轴,取向右为正方向,过坐标原点且垂直于x′轴做一条直线作为y′轴,取向上为正方向,分别以夹角为x′轴坐标值,以为y′轴坐标值,建立I种损伤状态的特征在二维平面内的映射点云图,形成塔身损伤状态特征点映射模型。
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