一种激光跟踪仪跟踪能力测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及仪器检测技术领域，尤其涉及一种激光跟踪仪跟踪能力测试装置及方法，其装置包括一维跟踪能力测试模块，所述一维跟踪能力测试模块包括长直线电机平台和短直线电机平台，所述长直线电机平台上设有长直线导轨，所述长直线导轨上滑动连接所述短直线电机平台，所述短直线电机平台上设有与所述长直线导轨垂直的短直线导轨，所述短直线导轨上滑动连接设有靶球的固定座；所述长直线电机平台和所述短直线电机平台均与控制单元连接。本发明专利技术可以产生不同半径的标准圆弧，在进行一维跟踪能力测试过程中，实现合作目标可变半径的标准圆弧轨迹，为评价激光跟踪仪提供更加有效的决策数据。

A laser tracker tracking device and method of test

The present invention relates to the technical field of the detection apparatus, especially relates to a device and a method to test the ability of laser tracker tracking, the tracking device comprises a one-dimensional test module, the one-dimensional tracking capability test module comprises a long linear motor platform and short linear motor platform, the long linear motor platform is provided with a long linear guide, the long straight line sliding on a guide rail is connected with the short linear motor platform, the short linear motor platform is provided with a linear guide rail of the long and short vertical linear guide rail, the rail line is connected with a sliding short target ball fixing seat; the long linear motor platform and the short linear motor platform are connected with the control unit. The invention can produce different standard arc radius, in the process of one dimensional tracking ability test, to achieve the standard arc trajectory cooperative target variable radius, provide more effective data for the evaluation of laser tracker.

【技术实现步骤摘要】
一种激光跟踪仪跟踪能力测试装置及方法
本专利技术涉及仪器检测
，尤其涉及一种激光跟踪仪跟踪能力测试装置及方法。
技术介绍
激光跟踪仪，其对合作目标坐标的高精度测量是以激光跟踪为基础的。跟踪仪只有具有非常好的跟踪能力才能在工业现场发挥出大尺寸精密测量的巨大潜力。准确高效的测试跟踪仪的跟踪能力能为跟踪性能的提高和仪器的恰当使用提供重要的参考依据。由于激光跟踪仪的跟踪头采用能够方位旋转和俯仰旋转的二维转台实现对目标的跟踪，因而完整的跟踪测试装置要求既能测试跟踪仪的一维跟踪能力又能测试跟踪仪的二维跟踪能力，前者重点为跟踪系统的优化和跟踪策略的改进提供评估手段，后者重点为用户在大尺寸测量空间操作合作目标提供参考和约束。然而，目前的跟踪能力测试装置对一维的跟踪能力测试还不够完善，常见的是将激光跟踪仪置于固定的圆弧轨道的圆心处，通过控制目标靶球在圆弧轨道上运动，从而实现对激光跟踪仪一维能力的测试过程，但是由于圆弧轨道是提前固定设置的，此种测试过程不能实现激光跟踪仪在不同半径的圆弧轨迹下的跟踪能力测试，不能有效的评价激光跟踪仪的跟踪能力。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术提供一种激光跟踪仪跟踪能力测试装置及方法，用于解决现有激光跟踪仪跟踪检测装置不能实现可变半径的标准圆弧轨迹测试、不能有效评价激光跟踪仪跟踪能力的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种激光跟踪仪跟踪能力测试装置，包括一维跟踪能力测试模块，所述一维跟踪能力测试模块包括长直线电机平台和短直线电机平台，所述长直线电机平台上设有长直线导轨，所述长直线导轨上滑动连接所述短直线电机平台，所述短直线电机平台上设有与所述长直线导轨垂直的短直线导轨，所述短直线导轨上滑动连接设有靶球的固定座；所述长直线电机平台和所述短直线电机平台均与控制单元连接。其中，还包括二维跟踪能力测试模块，所述二维跟踪能力测试模块包括支撑架、旋转电机和旋转臂，所述支撑架的顶端设有所述旋转电机，所述旋转电机的输出轴垂直连接所述旋转臂，所述旋转臂的顶端连接靶球座；所述旋转电机与所述控制单元连接。其中，所述旋转臂设有两个，两个所述旋转臂相对所述输出轴的轴线对称布置。其中，所述控制单元为电控单元。其中，所述旋转臂为可伸缩式的旋转臂。本专利技术还提供了一种激光跟踪仪跟踪能力测试方法，其采用上述的激光跟踪仪跟踪能力测试装置，所述测试方法包括一维跟踪能力测试，所述一维跟踪能力测试包括方位跟踪极限测试；所述方位跟踪极限测试包括如下步骤：S11、将所述长直线电机平台水平放置；S12、将激光跟踪仪水平放置在基座上，调整基座的高度，使得所述激光跟踪仪的反射镜中心与所述固定座上靶球的球心等高；调整基座的位置，使得所述激光跟踪仪与所述固定座上靶球的水平距离为预设值；S13、启动控制单元，控制所述长直线电机平台和所述短直线电机平台协同运动，使得所述固定座上靶球的运动轨迹为水平圆弧并进行较低速的往复运动；S14、所述固定座上靶球完成n(n≥1)次往复运动后，分别增加一次所述固定座上靶球的速度和加速度，记录所述固定座上靶球的速度和加速度；S15、重复S14的步骤，直到所述激光跟踪仪的跟踪头不能实现对所述固定座上靶球的跟踪；S16、对能够实现跟踪的最大的速度和加速度进行复核，所述固定座上靶球在最大的速度和加速度下进行至少2n次往复运动，若是所述激光跟踪仪复现所述固定座上靶球的跟踪，则最大的速度和加速度即为方位跟踪极限；若是不能复现，则进行下一步；S17、对能够实现跟踪的次一级的速度和加速度进行复核，所述固定座上靶球在次一级的速度和加速度下进行至少2n次往复运动，若是所述激光跟踪仪复现所述固定座上靶球的跟踪，则次一级的速度和加速度即为方位跟踪极限；若是不能复现，则进行下一步；S18、重复步骤S17，直至确定出方位跟踪极限。其中，所述方位跟踪极限确定之后，还包括如下步骤：S19、计算所述方位跟踪极限的速度偏差绝对值和加速度偏差绝对值，并将所述速度偏差绝对值与所述方位跟踪极限的速度的比值和所述加速度偏差绝对值与所述方位跟踪极限的加速度的比值作为一维状态下相对跟踪能力的评价标准；所述速度偏差绝对值为通过复核的所述固定座上靶球的速度与所述激光跟踪仪输出的速度的差值的绝对值；所述加速度偏差为通过复核的所述固定座上靶球的加速度与所述激光跟踪仪输出的加速度的差值的绝对值。其中，所述一维跟踪能力测试包括还包括俯仰跟踪极限测试，所述俯仰跟踪极限测试包括如下步骤：S11＇、将所述长直线电机平台竖直放置；S12＇、将激光跟踪仪水平放置在基座上，调整基座的位置，使得所述激光跟踪仪与所述固定座上靶球的水平距离为预设值；S13＇、启动控制单元，控制所述长直线电机平台和所述短直线电机平台协同运动，使得所述固定座上靶球的运动轨迹为竖直圆弧并进行较低速的往复运动；S14＇、所述固定座上靶球完成n＇(n＇≥1)次往复运动后，分别增加一次所述固定座上靶球的速度和加速度，记录所述固定座上靶球的速度和加速度；S15＇、重复S14＇的步骤，直到所述激光跟踪仪的跟踪头不能实现对所述固定座上靶球的跟踪；S16＇、对能够实现跟踪的最大的速度和加速度进行复核，所述固定座上靶球在最大的速度和加速度下进行至少2n＇次往复运动，若是所述激光跟踪仪复现所述固定座上靶球的跟踪，则最大的速度和加速度即为俯仰跟踪极限；若是不能复现，则进行下一步；S17＇、对能够实现跟踪的次一级的速度和加速度进行复核，所述固定座上靶球在次一级的速度和加速度下进行至少2n＇次往复运动，若是所述激光跟踪仪复现所述固定座上靶球的跟踪，则次一级的速度和加速度即为俯仰跟踪极限；若是不能复现，则进行下一步；S18＇、重复步骤S17＇，直至确定出俯仰跟踪极限。8、根据权利要求7所述的激光跟踪仪跟踪能力测试方法，其特征在于，所述俯仰跟踪极限确定之后，还包括如下步骤：S19＇、计算所述俯仰跟踪极限的速度偏差绝对值和加速度偏差绝对值，并将所述速度偏差绝对值与所述俯仰跟踪极限的速度的比值和所述加速度偏差绝对值与所述俯仰跟踪极限的加速度的比值作为一维状态下相对跟踪能力的评价标准；所述速度偏差绝对值为通过复核的所述固定座上靶球的速度与所述激光跟踪仪输出的速度的差值的绝对值；所述加速度偏差为通过复核的所述固定座上靶球的加速度与所述激光跟踪仪输出的加速度的差值的绝对值。其中，所述一维跟踪能力测试还包括测距响应能力测试，所述测距响应能力测试，包括如下步骤：S11＂、将所述长直线电机平台水平放置；S12＂、将激光跟踪仪水平放置在基座上，调整基座的高度，使得激光跟踪仪的反射镜中心与所述固定座上靶球的球心等高；调整基座的位置，使得所述激光跟踪仪与所述固定座上靶球的水平距离为预设值；S13＂、启动控制单元，控制所述长直线电机平台运动，使得所述固定座上靶球沿水平直线进行较低速的往复运动；S14＂、所述固定座上靶球完成N(N≥1)次往复运动后，分别增加一次所述固定座上靶球的速度和加速度，记录所述固定座上靶球的速度和加速度；S15＂、重复S14＂的步骤，直到所述激光跟踪仪的跟踪头不能实现对所述固定座上靶球的跟踪；S16＂、对能够实现跟踪的最大的速度和加速度进行复核，所述固定座上靶球在最大的速度和加速度下进行至少2N次往复运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光跟踪仪跟踪能力测试装置，其特征在于，包括一维跟踪能力测试模块，所述一维跟踪能力测试模块包括长直线电机平台和短直线电机平台，所述长直线电机平台上设有长直线导轨，所述长直线导轨上滑动连接所述短直线电机平台，所述短直线电机平台上设有与所述长直线导轨垂直的短直线导轨，所述短直线导轨上滑动连接设有靶球的固定座；所述长直线电机平台和所述短直线电机平台均与控制单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种激光跟踪仪跟踪能力测试装置，其特征在于，包括一维跟踪能力测试模块，所述一维跟踪能力测试模块包括长直线电机平台和短直线电机平台，所述长直线电机平台上设有长直线导轨，所述长直线导轨上滑动连接所述短直线电机平台，所述短直线电机平台上设有与所述长直线导轨垂直的短直线导轨，所述短直线导轨上滑动连接设有靶球的固定座；所述长直线电机平台和所述短直线电机平台均与控制单元连接。2.根据权利要求1所述的激光跟踪仪跟踪能力测试装置，其特征在于，还包括二维跟踪能力测试模块，所述二维跟踪能力测试模块包括支撑架、旋转电机和旋转臂，所述支撑架的顶端设有所述旋转电机，所述旋转电机的输出轴垂直连接所述旋转臂，所述旋转臂的顶端连接靶球座；所述旋转电机与所述控制单元连接。3.根据权利要求2所述的激光跟踪仪跟踪能力测试装置，其特征在于，所述旋转臂设有两个，两个所述旋转臂相对所述输出轴的轴线对称布置。4.根据权利要求1-3中任一项所述的激光跟踪仪跟踪能力测试装置，其特征在于，所述控制单元为电控单元。5.根据权利要求2或3所述的激光跟踪仪跟踪能力测试装置，其特征在于，所述旋转臂为可伸缩式的旋转臂。6.一种激光跟踪仪跟踪能力测试方法，其特征在于，利用权利要求1-5中任一项所述的激光跟踪仪跟踪能力测试装置，所述测试方法包括一维跟踪能力测试，所述一维跟踪能力测试包括方位跟踪极限测试；所述方位跟踪极限测试包括如下步骤：S11、将所述长直线电机平台水平放置；S12、将激光跟踪仪水平放置在基座上，调整基座的高度，使得所述激光跟踪仪的反射镜中心与所述固定座上靶球的球心等高；调整基座的位置，使得所述激光跟踪仪与所述固定座上靶球的水平距离为预设值；S13、启动控制单元，控制所述长直线电机平台和所述短直线电机平台协同运动，使得所述固定座上靶球的运动轨迹为水平圆弧并进行较低速的往复运动；S14、所述固定座上靶球完成n(n≥1)次往复运动后，分别增加一次所述固定座上靶球的速度和加速度，记录所述固定座上靶球的速度和加速度；S15、重复S14的步骤，直到所述激光跟踪仪的跟踪头不能实现对所述固定座上靶球的跟踪；S16、对能够实现跟踪的最大的速度和加速度进行复核，所述固定座上靶球在最大的速度和加速度下进行至少2n次往复运动，若是所述激光跟踪仪复现所述固定座上靶球的跟踪，则最大的速度和加速度即为方位跟踪极限；若是不能复现，则进行下一步；S17、对能够实现跟踪的次一级的速度和加速度进行复核，所述固定座上靶球在次一级的速度和加速度下进行至少2n次往复运动，若是所述激光跟踪仪复现所述固定座上靶球的跟踪，则次一级的速度和加速度即为方位跟踪极限；若是不能复现，则进行下一步；S18、重复步骤S17，直至确定出方位跟踪极限。7.根据权利要求6所述的激光跟踪仪跟踪能力测试方法，其特征在于，所述方位跟踪极限确定之后，还包括如下步骤：S19、计算所述方位跟踪极限的速度偏差绝对值和加速度偏差绝对值，并将所述速度偏差绝对值与所述方位跟踪极限的速度的比值和所述加速度偏差绝对值与所述方位跟踪极限的加速度的比值作为一维状态下相对跟踪能力的评价标准；所述速度偏差绝对值为通过复核的所述固定座上靶球的速度与所述激光跟踪仪输出的速度的差值的绝对值；所述加速度偏差为通过复核的所述固定座上靶球的加速度与所述激光跟踪仪输出的加速度的差值的绝对值。8.根据权利要求6所述的激光跟踪仪跟踪能力测试方法，其特征在于，所述一维跟踪能力测试包括还包括俯仰跟踪极限测试，所述俯仰跟踪极限测试包括如下步骤：S11＇、将所述长直线电机平台竖直放置；S12＇、将激光跟踪仪水平放置在基座上，调整基座的位置，使得所述激光跟踪仪与所述固定座上靶球的水平距离为预设值；S13＇、启动控制单元，控制所述长直线电机平台和所述短直线电机平台协同运动，使得所述固定座上靶球的运动轨迹为竖直圆弧并进行较低速的往复运动；S14＇、所述固定座上靶球完成n＇(n＇≥1)次往复运动后，分别增加一次所述固定座上靶球的速度和加速度，记录所述固定座上靶球的速度和加速度；S15＇、重复S14＇的步骤，直到所述激光跟踪仪的跟踪头不能实现对所述固定座上靶球的跟踪；S16＇、对能够实现跟踪的最大的速度和加速度进行复核，所述固定座上靶球在最大的速度和加速度下进行至少2n＇次往复运动，若是所述激光跟踪仪复现所述固定座上靶球的跟踪，则最大的速度和加速度即为俯仰跟踪极限；若是不能复现，则进行下一步；S17＇、对能够实现跟踪的次一...

【专利技术属性】
技术研发人员：董登峰，王岩庆，程智，崔成君，周维虎，张明玉，王博，张滋黎，劳达宝，纪荣祎，袁江，王国名，石俊凯，
申请(专利权)人：中国科学院光电研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11