本发明专利技术涉及一种拉线式三维空间定位装置，包括：安装座，其上设有拉线传感器，各拉线传感器分别具有拉线，各拉线的自由端设置拉头，用于固定在不同的已知坐标点位置处；安装座上对应各拉线传感器分别布置有集中换向滑轮，各拉线的拉头经相应集中换向滑轮的入线侧引入并在绕过相应集中换向滑轮后从相应出线侧引出；安装座上设有设定中心点，集中换向滑轮围绕设定中心点分布，并靠近设定中心点布置，各集中换向滑轮的出线侧位于该集中换向滑轮朝向所述设定中心点的一侧。当待测目标物体移动而需要更滑拉头连接位置时，直接将拉线的拉头拆卸并连接在重新确定的已知坐标点位置即可，操作时仅操作拉线的拉头即可，集成化程度高，使用较为方便。较为方便。较为方便。
【技术实现步骤摘要】
拉线式三维空间定位装置
[0001]本专利技术涉及一种拉线式三维空间定位装置。
技术介绍
[0002]三维空间动态位移测量在航空航天、工业生产（地下空间挖掘等）等众多领域起到了极其关键的作用。
[0003]现有技术普遍采用激光跟踪仪、红外、高速摄影机、3D影像等原理进行空间定位，但在挖掘设备如悬臂掘进机等设备工作时会产生大量的粉尘，采用上述定位方法容易严重受到粉尘干扰。
[0004]近期也有采用基于拉线位移传感器将空间中动态位置变动转变为三维坐标的相对位移变化量的方法，拉绳位移传感器又称拉绳传感器、拉绳电子尺、拉绳编码器、拉线位移传感器，拉绳位移传感器是直线位移传感器在结构上的精巧构成，充分结合了角度传感器和直线位移传感器的优点，使用时，将拉线位移传感器置于四个方位，拉线拉头汇于同一空间点进行空间定位，测量原理可参见《机械设计与制造工程》2014年3月第43卷第3期中公开的基于拉线位移传感器的动态空间位置测量方法，作者为龚成、陈文亮及张得礼，相关的结构如授权公告号为CN103486989B的中国专利技术专利中公开的拉线式空间位置测量机构，其包括测量框和空间向心定位机构，测量框上设置四个对称式的拉线编码器，空间向心定位机构由一个定位轴和四个相互独立的向心腿组成，四个拉线编码器的拉线在绕过相应滑轮后与四个向心腿一一对应连接，测量时，将定位轴插入测量孔位中，四根拉线汇聚一点，根据四个拉线编码器，构件空间坐标系，进而根据求解得到定位轴所在的坐标测量值，由于拉线编码器是即时测量类传感器，故当定位轴动态移动时，测量机构也可进行测量，以得到动态移动轨迹。实际上，在申请公布号为CN106945029A的中国专利技术专利申请中公开的用于捕捉物体三维运动轨迹的装置，也采用类似的方式测量。
[0005]上述测量机构在测量时，将拉线编码器固定，将拉线的线头连接在待测物体上。在将这种测量机构应用于隧道施工中以检测车辆位置时，需要将拉线编码器所在的测量框固定安装在隧道壁上，将拉线的线头连接在车辆上，在车辆向前移动一定距离后，还需要重新改变测量框位置并重新进行已知点标定，测量框拆装固定较为繁琐，调整较为不便。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种拉线式三维空间定位装置，以解决现有技术中当需要连续测量物体移动轨迹时需要反复拆装拉线编码器所在的测量框导致调整较为不便的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术所提供的拉线式三维空间定位装置的技术方案是：一种拉线式三维空间定位装置，包括：安装座，用于固定安装在待测目标物体上；所述安装座上设有三个以上的拉线传感器，各拉线传感器分别具有用于测量的拉
线，各拉线的自由端设置拉头，用于固定在不同的已知坐标点位置处；所述安装座上对应各拉线传感器分别布置有集中换向滑轮，集中换向滑轮具有入线侧和出线侧，各拉线的拉头经相应集中换向滑轮的入线侧引入并在绕过相应集中换向滑轮后从相应出线侧引出；所述安装座上设有设定中心点，所有集中换向滑轮围绕所述设定中心点分布，并靠近所述设定中心点布置，各集中换向滑轮的出线侧位于该集中换向滑轮朝向所述设定中心点的一侧。
[0008]有益效果是：本专利技术所提供的三维空间定位装置中，将拉线传感器、集中换向滑轮均对应安装在安装座上，安装座用于安装在待测物体上，所有集中换向滑轮围绕设定中心点分布，同时，将拉线的拉头固定在不同的已知坐标点位置处，即可通过相应数学原理确定设定中心点的坐标位置，当待测目标物体移动而需要更滑拉头连接位置时，直接将拉线的拉头拆卸并连接在重新确定的已知坐标点位置即可，定位装置所涉及的零部件均位于安装座上，操作时仅操作拉线的拉头即可，集成化程度高，使用较为方便。
[0009]作为进一步地改进，所有集中换向滑轮绕所述设定中心点呈圆周分布，所有集中换向滑轮的轮径相同，且各集中换向滑轮与所述设定中心点的距离相等。
[0010]有益效果是：所有集中换向滑轮呈圆周分布，方便安装布置，也方便提高测量精度。
[0011]作为进一步地改进，各集中换向滑轮分别包括轮架和滑轮体，各集中换向滑轮的轮架分别通过轴承可回转地装配在所述安装座上，各轴承的转动中心轴线均沿着由所有集中换向滑轮分布所形成的圆周的径向延伸，以在相应集中换向滑轮绕相应轴承的转动中心轴线回转过程中，使得该集中换向滑轮的出线侧始终朝向所述设定中心点；在各轴承的转动中心轴线延伸方向上，各轴承和所述的设定中心点位于相应集中换向滑轮的两侧。
[0012]有益效果是：各集中换向滑轮通过轴承可回转地安装在相应安装座上，使得集中换向滑轮的出线侧始终朝向相应设定中心点，这样可以有效满足拉线大范围的偏转摆动，减少对来显摆动时的干扰，提高测量精度。
[0013]作为进一步地改进，各轴承的转动中心轴线位于一个设定平面内。
[0014]有益效果是：各轴承的转动中心轴线位于一个设定平面内，方便设计安装，也可优化平衡受力。
[0015]作为进一步地改进，各集中换向滑轮的入线侧和出线侧在相应集中换向滑轮的周向上相邻布置，以使得绕过该集中换向滑轮的拉线呈角形结构。
[0016]作为进一步地改进，各轴承在其转动中心轴线延伸方向上正对相应集中换向滑轮的入线侧，各轴承的转动中心轴线位置处设有导向穿孔，供相应拉线导向穿过以引入相应集中换向滑轮的入线侧，各轴承的转动中心轴线即为相应集中换向滑轮的入线侧的切线。
[0017]有益效果是：在轴承的中心位置处设置导线穿孔，方便相应拉线导向穿过，也可有效减少集中换向滑轮绕轴承的回转中心轴线转动时对拉线造成的扭转干扰。
[0018]作为进一步地改进，所述安装座上在各拉线传感器和相应集中换向滑轮之间布置有一个出线换向滑轮，所有出线换向滑轮位于由所有集中换向滑轮分布所形成的圆周的外侧，各出线换向滑轮分别具有出线侧，各拉线传感器的拉线绕过相应出线换向滑轮后从该
出线换向滑轮的出线侧引出，并在导向穿过相应轴承的导向穿孔后绕过相应集中换向滑轮。
[0019]有益效果是：对应拉线传感器布置出线换向滑轮，方便调整拉线传感器的拉线延伸方向，便于规范布置来显走向，同时，优化拉线受力。
[0020]作为进一步地改进，所述拉线传感器布置有四个，四个拉线传感器两两一组形成两个传感器组，同一传感器组的两个拉线传感器上下叠放地安装在所述安装座上，所述安装座上设有固定立板，固定立板的一个侧面上对应各轴承分别设有轴承安装座，用于安装相应轴承进而转动装配相应的集中换向滑轮，所述安装座上还设有固定支架，所有的出线换向滑轮固定安装在所述固定支架上，所述四个拉线传感器和所述集中换向滑轮位于所述固定立板的相对两侧。
[0021]作为进一步地改进，所有集中换向滑轮围绕所述设定中心点均布。
[0022]有益效果是：所有集中换向滑轮均布，方便提高测量精度，减少误差干扰。
[0023]作为进一步地改进，所述安装座为箱体结构，箱体结构包括箱底、箱盖及周侧箱壁，所述箱底用于固定安装在待测目标物体上，所有拉线传感器和集中换向滑轮均本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.拉线式三维空间定位装置，其特征在于，包括：安装座（1），用于固定安装在待测目标物体上；所述安装座（1）上设有三个以上的拉线传感器（2），各拉线传感器（2）分别具有用于测量的拉线（8），各拉线（8）的自由端设置拉头（81），用于固定在不同的已知坐标点位置处；所述安装座（1）上对应各拉线传感器（2）分别布置有集中换向滑轮（3），集中换向滑轮（3）具有入线侧和出线侧，各拉线（8）的拉头（81）经相应集中换向滑轮（3）的入线侧引入并在绕过相应集中换向滑轮（3）后从相应出线侧引出；所述安装座（1）上设有设定中心点（10），所有集中换向滑轮（3）围绕所述设定中心点（10）分布，并靠近所述设定中心点（10）布置，各集中换向滑轮（3）的出线侧位于该集中换向滑轮（3）朝向所述设定中心点（10）的一侧。2.根据权利要求1所述的拉线式三维空间定位装置，其特征在于，所有集中换向滑轮（3）绕所述设定中心点（10）呈圆周分布，所有集中换向滑轮的轮径相同，且各集中换向滑轮（3）与所述设定中心点（10）的距离相等。3.根据权利要求2所述的拉线式三维空间定位装置，其特征在于，各集中换向滑轮（3）分别包括轮架（33）和滑轮体（31），各集中换向滑轮（3）的轮架（33）分别通过轴承（41）可回转地装配在所述安装座（1）上，各轴承（41）的转动中心轴线均沿着由所有集中换向滑轮（3）分布所形成的圆周的径向延伸，以在相应集中换向滑轮（3）绕相应轴承（41）的转动中心轴线回转过程中，使得该集中换向滑轮（3）的出线侧始终朝向所述设定中心点（10）；在各轴承（41）的转动中心轴线延伸方向上，各轴承（41）和所述的设定中心点（10）位于相应集中换向滑轮（3）的两侧。4.根据权利要求3所述的拉线式三维空间定位装置，其特征在于，各轴承（41）的转动中心轴线位于一个设定平面内。5.根据权利要求3所述的拉线式三维空间定位装置，其特征在于，各集中换向滑轮（3）的入线侧和出线侧在相应集中换向滑轮（3）的周向上相邻布置，以使得绕过该集中换向滑轮（3）的拉线（8）呈角形结构。6.根据权利要求5所述的拉线式三维空间定位装置，其特征在于，各轴承（41）在其转动中心轴线延伸方向...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾连辉，王永胜，孙森震，李鹏宇，鞠翔宇，荆留杰，臧家琪，刘涛，郑赢豪，牛孔肖，陈帅，简鹏，张娜，贾正文，王祥祥，杨晨，游宇嵩，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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