一种测量系统通用的空间坐标标准装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开的是一种测量系统通用的空间坐标标准装置，属于空间坐标测试与校准技术领域，本发明专利技术公开的是一种框架式空间坐标标准装置，所述空间坐标标准装置为框架式结构，由顶点支撑块、测量杆、靶标基座和靶标组成，顶点之间通过连接杆连接，所述连接杆为所述测量杆，所述测量杆在框架顶点处汇合并固紧；靶标基座用于靶标的固定。标准装置的高精度空间定位靶标采用了一种新型设计，实现了激光跟踪仪类测量系统和摄影测量系统靶标物理中心的统一，提高了标准装置靶标中心的定位精度。本发明专利技术通过测量系统通用空间坐标标准装置的设计和高精度空间定位靶标的设计，提高了标准装置的设计灵活性和标校精度。

【技术实现步骤摘要】
一种测量系统通用的空间坐标标准装置
本专利技术属于空间坐标测试与校准
，涉及一种测量系统通用的空间坐标标准装置，标准装置的高精度空间定位靶标采用半球定心设计，实现了激光跟踪仪类测量系统和摄影测量系统靶标物理中心的统一，达到空间坐标标准装置靶球球心和测量系统靶标在空间完全重合的目的。标准装置的通用性，表现在两个方面:(1)提出了标准装置的一种通用设计方法，只要覆盖空间7个测量角度，标准装置的形状设计相对灵活；(2)提出了高精度空间定位靶标半球定心的设计方法，可以采用一套标准装置和一组靶标空间位置坐标，实现多种空间坐标测量系统的校准。该专利技术，通过测量系统通用空间坐标标准装置的设计和高精度空间定位靶标的设计，提高了标准装置的设计灵活性和标校精度。
技术介绍
目前，常用的空间坐标测量系统，包括激光跟踪仪、激光雷达、全站仪、摄影测量系统等，它们都是通过靶标进行精密测量的仪器。但是，这些仪器又分为两类，激光跟踪仪、激光雷达、全站仪采用的是球形靶标，靶标球心为测量点；摄影测量系统是单目、双目、多目摄像测量系统的统称，采用的是涂有反光材料的标准形状(一般为圆形)平面贴纸，测量点是反光贴的中心。这两种测量方式，适用于大多数的空间坐标测量系统，但由于靶标不同，对应的标准装置也不同，即使采用同样的标准装置，由于靶球和靶标的中心难以达到一致，使得测量系统很难采用统一的精密靶标坐标值，从而空间测量误差的比较工作难以进行。
技术实现思路
本专利技术涉及一种测量系统通用的空间坐标标准装置。r>要解决的技术问题是：设计通用的空间坐标测量系统校准靶标，提出校准装置的通用设计方法。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的：本专利技术公开的是一种框架式空间坐标标准装置，所述空间坐标标准装置为框架式结构，由顶点支撑块、测量杆、靶标基座和靶标组成，顶点之间通过连接杆连接，所述连接杆为所述测量杆，所述测量杆在框架顶点处汇合并固紧；靶标基座用于靶标的固定。作为一种优选：所述靶标基座安装在测量杆上；或者，所述靶标基座安装在顶点支撑块上。作为一种优选：所述靶标基座与所述靶标的接触面为内球面的一部分，当内球面的球径与所述靶标球径一致时，所述靶标每次放入基座，其球心都是所述靶标基座内球面对应的球心，也是所述标准装置的坐标参考点。作为一种优选：标准装置包括至少7个空间角度标准值。作为一种优选：所述标准装置为棱体结构；或者，所述标准装置为棱台结构；或者，所述标准装置为棱锥结构；或者，所述标准装置为不规则结构。作为一种优选：所述标准装置的框架结构为拆装式，便于携带；或者，所述标准装置的框架结构为固定式，稳定牢固，稳定性更好。作为一种优选：所述测量杆上包括至少一个所述靶标，所述靶标个数设置得多，可以提高测量的准确性和冗余度。作为一种优选：所述靶标基座安装在所述顶点支撑块或所述测量杆上，锁紧时固定，松开后可以在测量杆上移动，不需要的时候可以移出。作为一种优选：所述靶标采用靶球结构，所述靶球球径等于所述靶标基座的内球面球径。作为一种优选：所述靶标采用球形设计，切削掉半球的大部分；以球心为中心，进行球心标记和刻度设计，所述其刻度设计为环形，用于后续定心的参考；将贴纸靶标中心与球心重合，并黏贴固定。有益效果：本专利技术的标准装置，采用框架式结构，规则形状设计或不规则形状设计均可，只要保证至少提供7个典型的空间角度标准值即可，这提高了标准装置设计的灵活性。本专利技术的标准装置，其高精度空间定位靶标采用半球定心设计，实现了激光跟踪仪类测量系统和摄影测量系统靶标物理中心的统一，提高了标准装置靶标中心的定位精度，从而提高了标准装置对于测量系统的标校精度。附图说明图1为本专利技术的一种测量系统通用的空间坐标标准装置示意图；图2为本专利技术的一种高精度空间定位靶标示意图。图中：1-顶点支撑块；2-测量杆；3-靶标基座；4-靶标。具体实施方式为了更好的说明本专利技术的目的和优点，下面结合附图和实例对
技术实现思路
做进一步说明。实施例：如图1所示，本实施例公开了一种测量系统通用的空间坐标标准装置，本空间坐标标准装置为框架式结构，主要由顶点支撑块1、测量杆2、靶标基座3和靶标4构成。标准装置顶点之间的连接杆都可以作为测量杆2，测量杆2在框架顶点处汇合并固紧。靶标基座3用于靶标4的固定，既可以安装在测量杆2上，也可以安装在顶点支撑块1上。靶标基座3与靶标4的接触面为内球面的一部分，因此，当内球面的球径与靶标4球径一致时，靶标4每次放入基座，其球心都是靶标基座3内球面对应的球心，也是标准装置的坐标参考点。标准装置可以采用棱体结构、棱台结构或棱锥结构，也可以采用不规则结构，主要根据实际使用的便利性进行设计。标准装置不管采用怎样的框架结构，都需要提供至少7个空间角度标准值。空间角度标准值的确定方法：以标准装置的某一个顶点为原点，选择7个不同空间角度的测量杆2，每个测量杆2上设置两个或多个靶标基座3，靶标基座上安装靶标4，通过靶标4中心的精确坐标值计算得到测量杆2的空间角度标准值。标准装置的框架结构，可以设计为拆装式，便于携带；也可以设计为固定式，稳定牢固，不可拆卸；其中测量杆2、顶点支撑块1和靶标基座3的材料不限，但建议优先选用受环境变化影响小的材料，如铟钢、碳纤维等。框架结构应具备一定的稳定性，不易受环境影响。如果采用的材质容易受环境温度影响，空间坐标数据应按实际使用环境进行重新标定。标准装置测量杆2上可以安装一个或多个靶标4，靶标4个数设置得多，可以提高测量的准确性和冗余度，但也会增大测量系统的计算量，影响计算速度，实际测试中，可以综合考虑实验的情况确定靶标4个数和具体位置。靶标4的安装方式，可以直接吸附、粘贴在靶标基座3上，安装在测量杆2上的靶标基座3，锁紧时固定，松开后可以在测量杆2上移动，不需要的时候可以移出。标准装置的通用性，表现在高精度空间定位标靶的设计上。标准装置采用半球定心方法，设计高精度空间定位靶标，如图2所示。靶标4采用靶球结构，材质尽量选用环境因素影响小的材料，靶球球径与靶标基座3内球面球径大小一致，且满足测试的精度需求。高精度空间定位靶标，采用半球定心设计，如图2所示。(1)采用球形设计，切削掉半球的大部分；(2)以球心为中心，进行球心标记和刻度设计，设计方式根据实际需要确定。图2所示示例，其刻度设计为环形，用于后续定心的参考。(3)通过显微镜的观察和测量，将贴纸靶标中心与球心重合，并黏贴固定。(4)对于靶标贴纸较厚的情况，需要磨削刻度平面，降低一个固定的尺寸，这个尺寸是靶标贴纸的厚度，贴纸靶标贴入贴纸后，其中心正好与球形靶标的球心重合。以激光跟踪仪为例，说明标准装置的标校使用过程：(1)采用标准圆球(与激光跟踪仪标准靶球半径一致)，将靶标基座3移动到需要测试的位置上，使用三坐标测量机进行所有位置点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术公开的是一种测量系统通用的空间坐标标准装置，其特征在于：所述空间坐标标准装置为框架式结构，由顶点支撑块(1)、测量杆(2)、靶标基座(3)和靶标(4)组成，顶点之间通过连接杆连接，所述连接杆为所述测量杆(2)，所述测量杆(2)在框架顶点处汇合并固紧；靶标基座(3)用于靶标(4)的固定。/n

【技术特征摘要】
1.本发明公开的是一种测量系统通用的空间坐标标准装置，其特征在于：所述空间坐标标准装置为框架式结构，由顶点支撑块(1)、测量杆(2)、靶标基座(3)和靶标(4)组成，顶点之间通过连接杆连接，所述连接杆为所述测量杆(2)，所述测量杆(2)在框架顶点处汇合并固紧；靶标基座(3)用于靶标(4)的固定。


2.如权利要求1所述的一种测量系统通用的空间坐标标准装置，其特征在于：所述靶标基座(3)安装在测量杆(2)上；或者，所述靶标基座(3)安装在顶点支撑块(1)上。


3.如权利要求1所述的一种测量系统通用的空间坐标标准装置，其特征在于：所述靶标基座(3)与所述靶标(4)的接触面为内球面的一部分，当内球面的球径与所述靶标(4)球径一致时，所述靶标(4)每次放入基座，其球心都是所述靶标基座(3)内球面对应的球心，也是所述标准装置的坐标参考点。


4.如权利要求1所述的一种测量系统通用的空间坐标标准装置，其特征在于：标准装置包括至少7个空间角度标准值。


5.如权利要求4所述的一种测量系统通用的空间坐标标准装置，其特征在于：所述标准装置为棱体结构；或者，所述标准装置为棱台结构；或者，所述标准装置为棱锥...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔岩梅，周宁，欧阳海宁，李涛，王雪琴，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11