一种手持式激光测距仪检定用多自由度调整云台制造技术

本发明专利技术属于几何测量装置检定装置技术领域，涉及一种激光测距仪检定装置，尤其是一种手持式激光测距仪检定用多自由度调整云台，包括一固定台，该固定台一端安装有夹持装置，该夹持装置用于与检定台的一端进行固定，所述固定台内安装有一手动角位移台，该手动角位移台的上方固定安装有一手动旋转台，所述手动旋转台的上方安装有一固定座，该固定座内用于放置待检的手持式激光测距仪，在放置手持式激光测距仪状态下，所述手持式激光测距仪的激光出射方向与检定台的延伸方向平行延伸；所述固定座包括一底板，该底板上端面平整设置，所述底板位于靠近检定台一侧和背向检定台一侧分别竖直安装有一基准板。

【技术实现步骤摘要】
一种手持式激光测距仪检定用多自由度调整云台
本专利技术属于几何测量装置检定装置
，涉及一种激光测距仪检定装置，尤其是一种手持式激光测距仪检定用多自由度调整云台。
技术介绍
在长度几何量的计量、检测过程中，普遍存在着信息源头正确性问题。计量标准器与被测要素之间的相对测量位置不理想是影响信息源头正确性的典型情况之一，在系统中引入额外误差，影响检定结果的准确性。以全长50.423m，宽度为124.23mm的大理石检定台为例，其上表面，单侧的侧表面为标准工作面，大理石检定台出厂时理论精度为：上表面平面度，直线度均可达0.015mm，上表面与标准侧表面垂直度可达0.02mm，标准侧表面直线度为0.015mm，两侧的侧表面之间平行度为0.1mm。因此，大理石检定台在理论精度情况下工作面条件基本不会在检定过程中引入误差。但是在实际使用过程中，检定台工作面的精度不可避免的会受到来自外部环境的振动、温度以及检定过程引入的干扰因素影响，因此需要对使用一段时间后的检定台上表面直线度定期进行测量，分别在15m，25m，40m，50m位置处测量竖直方向与水平方向直线度，测量结果如表1所示。表1分析可得，上表面工作面竖直方向直线度为3.8mm，水平方向直线度为1.7mm。即测车行走过程中测距仪的出射光线有可能脱离反射板，若此时测车在远端，则调整测距仪的位姿完成寻靶的过程将会十分困难。为了提高检测质量、提升检定系统抗干扰能力，简化操作流程，本项目组针对手持激光测距仪的检定过程设计研制一台具备多自由度调整能力的装置。该装置在满足前、后基准固定测距仪的同时，具有高精细度的角度调节能力。在目前国内外的市场中，还没有专门的针对手持式激光测距仪定位与调整的装置出现。因此，无论是填补国内计量标准仪器的空白，还是提升测距仪的检定结果的准确度，研制多自由度定位调整云台具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构合理，操作简便，提升检测质量，抗干扰能力强的一种手持式激光测距仪检定用多自由度调整云台。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种手持式激光测距仪检定用多自由度调整云台，其特征在于：包括一固定台，所述固定台一端安装有夹持装置，该夹持装置用于与检定台的一端进行固定，所述固定台内安装有一手动角位移台，该手动角位移台的上方固定安装有一手动旋转台，所述手动旋转台的上方安装有一固定座，该固定座内用于放置待检的手持式激光测距仪，在放置手持式激光测距仪状态下，所述手持式激光测距仪的激光出射方向与检定台的延伸方向平行延伸。而且，所述固定座包括一底板，该底板上端面平整设置，其所在平面与检定台的上端面所在平面相互平行，所述底板位于靠近检定台一侧和背向检定台一侧分别竖直安装有一基准板，靠近检定台一侧的基准板中部制出一通孔，该通孔内用于手持式激光测距仪的激光出射，位于底板的旁侧安装有一压紧装置，该压紧装置用于将手持式激光测距仪的压紧固定在底板上端面内。而且，所述压紧装置包括升降杆，多个升降杆竖直间隔安装在底板旁侧，所述升降杆外套装有升降压片。围绕手持式激光测距仪在检定过程中位姿调整的需求，本课题组设计研制多自由度精密调整云台。取沿检定台代表线方向为x轴方向，水平面内垂直检定台代表线方向为y轴方向，铅垂线方向为z轴，该装置可以沿x、y、z轴方向的精密位移和绕y、z轴方向的精密旋转调整，可以提供立体空间内的精确位置，保证激光测距仪出射光线在整个检定过程中尽可能投射在反射板中心位置处。本专利技术的优点和积极效果是：1、本云台中，固定台通过夹持装置与检定台的一侧端部进行安装固定，该固定台内搭载安装有手动角位移台和手动旋转台，手动旋转台上方安装固定座，手动角位移台和手动旋转台相配合，可用于调整固定座的位置，形成x、y、z轴三自由度的调节方式，具有高精细度的角度调节能力；2、本云台中，手动角位移台用于调整俯仰角，手动旋转台用于调整旋转角，结构合理，便于操作；3、本云台中，底板两侧安装的基准板的间距与待检的手持式激光测距仪相配合，满足前、后基准固定手持式激光测距仪的要求；压紧装置通过升降杆配合升降压片用于将放置于底板上端面的手持式测距仪进行限位固定，保证其与固定座的同步，同角度调整；4、本专利技术中，固定台、手动角位移台、手动旋转台和固定座配合形成一多自由度调整云台，其用于搭载待检测的手持式激光测距仪，手动角位移台和手动旋转台相配合，可调整固定台的俯仰角和旋转角，固定座配合压紧装置将待检测的手持式激光测距仪进行固定，保证固定座与手持式激光测距仪的同步同角度位移，继而通过调整固定座的位置即可实现对手持式激光测距仪出射光的调整，进而降低甚至消除检定过程中检定台工作面振动、温度以及检定过程引入的其他干扰因素影响。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为俯仰角调整对比图；图3为阿贝误差分析原理图；图4为余弦误差分析原理图。1.升降杆、2.升降压片、3.底板、4.基准板、5.夹持装置、6.检定台、7.固定台、8.手动角位移台、9.手动旋转台、10.凹槽具体实施方式一种手持式激光测距仪检定用多自由度调整云台的误差分析1、多自由度调整必要性分析：如图2所示，在调节反射板上光斑位置沿z轴方向移动过程中，手持式激光测距仪分别使用平移和俯仰两种方式调整光斑位移量为h时，此时实际光程长度分别为L和L’，且角位移为θ时，俯仰调节方式引入光程差e为θ＝arctanh/L(3-2)验证俯仰调整引入的光程差，分别计算在L＝1m，1.5m，2m，20m时光斑移动距离h所需要调节的俯仰角θ大小，得到俯仰角θ与理论光程差e，实测光程差e′如表2与表3所示。表2俯仰角θ大小表3理论光程差e与实际光程差e′(单位mm)分析数据可知，光斑调整量h在15mm以内时，以微小角度俯仰调节测距仪即可实现反射板上光斑位置调整，实验过程中发现测车在20m内行程移动时光斑移动量均保持在5mm以内，因此在实际检定过程中前20m行程内不对测距仪位姿进行调整也能保证光线不脱离反射板。在20m处俯仰调整引入的实际光程差基本稳定在0.1mm，已知所选用测距仪示值重复性为0.1mm，因此俯仰角引入的光程差对测距仪示值误差检定结果造成的影响可忽略不计。2、固定机构设计已知绕y轴方向俯仰角自由度调节依赖于手动角位移台实现，结合手持式激光测距仪检定过程中前基准板与后基准板的各自检定要求，设计配套固定机构，完成云台设计。结合手动角位移台角度调节原理近似于圆弧绕圆心旋转，分析可知需要调整位姿的手持式激光测距仪固定在角位移台转动圆弧圆心位置处时调节过程对测距仪姿态改变最小，当测距仪中心位置在圆心时，设测距仪长度为M，调整角度为θ，则光线出射点位置变动△h大小为当测距仪前基准或后基准位于圆心位置时，调整同样角度θ，Δh'大小为Δh′＝M×tanθ，即后者情况下调整角度时测距仪位姿变化更大。因此将测距仪前基准或后基准定位在圆心位置处可以在更小角度调整时更有效的改变位姿。综上分析，设计固定结构夹持测距仪后进行位姿调整，保持测距仪前基准或后基准位置在圆心处，考虑测距仪前后基准板检定过程特点。前、后基准板均采用精加工金属块做限位，升降杆与两片升降压片做压舌定测距仪进行夹持固定，操作方便灵活，测距仪任意位置下升降压片即可完成固定也保证本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手持式激光测距仪检定用多自由度调整云台，其特征在于：包括一固定台，所述固定台一端安装有夹持装置，该夹持装置用于与检定台的一端进行固定，所述固定台内安装有一手动角位移台，该手动角位移台的上方固定安装有一手动旋转台，所述手动旋转台的上方安装有一固定座，该固定座内用于放置待检的手持式激光测距仪，在放置手持式激光测距仪状态下，所述手持式激光测距仪的激光出射方向与检定台的延伸方向平行延伸。

【技术特征摘要】
1.一种手持式激光测距仪检定用多自由度调整云台，其特征在于：包括一固定台，所述固定台一端安装有夹持装置，该夹持装置用于与检定台的一端进行固定，所述固定台内安装有一手动角位移台，该手动角位移台的上方固定安装有一手动旋转台，所述手动旋转台的上方安装有一固定座，该固定座内用于放置待检的手持式激光测距仪，在放置手持式激光测距仪状态下，所述手持式激光测距仪的激光出射方向与检定台的延伸方向平行延伸。2.根据权利要求1所述的一种手持式激光测距仪检定用多自由度调整云台，其特征在于：所述固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：路瑞军，刘红光，李元耀，
申请(专利权)人：天津市计量监督检测科学研究院，
类型：发明
国别省市：天津,12