[發明專利]并聯機構式坐標測量裝置

有效

• 申請號: 201510522902.6
• 申請日: 2015-08-24
• 公開（公告）號: CN105758297B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 劉瀏;范真
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產權代理有限公司32214
• 代理人: 林倩

技術領域

本發明涉及并聯機構式坐標測量裝置。

背景技術

坐標測量裝置在科研和生產中已得到廣泛應用。并聯機構式坐標測量裝置的特點是結構簡單，主要零部件均可外購，且并聯機構剛性好，坐標測量裝置中的并聯機構包括上平臺、下平臺以及鉸接在上平臺和下平臺之間的若干根能伸縮的連桿。

目前，非接觸式測量發展迅速。三角法是常用的測距原理。三角法是一束激光照射到物體上，部分漫反射激光經過棱鏡在光電探測設備上成像。三角法在應用上有很多定位參數要求，在測量設備標定上非常繁瑣而且費時，實測時若系統中某項參數無法準確得到，將使得測量數據產生誤差。當測量設備有微小變動時，系統中每項參數都必須重新標定。見許智欽 孫長庫編著，《3D逆向工程》（中國計量出版社2002年4月第1版）p16。

何保喜主編，黃河水利出版社2005年8月出版之《全站儀測量技術》第二章第二節，介紹了目前全站儀的測距原理，主要是脈沖法、相位法測距，都需要對應的復雜的電子系統。脈沖法測距，直接測定測距儀發出的脈沖往返被測距離的時間。根據葉曉明、凌模著，武漢大學出版社2004年3月出版之《全站儀原理誤差》p8，用于計時的時鐘頻率即便有極微小的誤差，也會導致很大的測量誤差。比如時鐘頻率為100MHz，即便有±1Hz的頻率誤差，測距誤差也將達到±1.5m。所以脈沖法測量精度低，主要用于遠程低精度測量。相位法測距，其原理是通過測量連續的調制信號在待測距離上往返產生的相位變化來間接測定傳播時間，從而求得傳播距離。相位法測距，涉及復雜的控制和運算，比如測尺轉換和控制、光路轉換控制，減光自動控制，測相節奏（時序控制）、相位距離換算、粗精尺距離銜接運算等等（見葉曉明、凌模著，武漢大學出版社2004年3月出版之《全站儀原理誤差》p15）。測量的電子系統遠比脈沖法復雜。由此會導致很多問題。葉曉明、凌模著，武漢大學出版社2004年3月出版之《全站儀原理誤差》p42第3章進行了分析，比如電路中的同頻光電竄擾信號導致的周期誤差，內部石英晶體振蕩器受溫度影響導致的誤差。李廣云、李宗春主編，測繪出版社2011年1月出版之《工業測量系統原理與應用》p134，也提及實際測距頻率和設計頻率不一致導致的測距誤差問題。

有一個問題對測距精度至關重要，無論脈沖測距或者相位測距，其測距精度都取決于對大氣中的光速的精確測量。而實際測量過程中，光速受到大氣溫度、濕度、氣壓等情況影響，需要事先測量這些氣象參數，并進行相關的氣象改正。根據李澤球主編，武漢理工大學出版社2012年7月出版之《全站儀測量技術》p22，全站儀的氣象改正還與該全站儀所用測距光波的波長有關。

發明內容

本發明的目的在于提出一種測量精確、操作方便的并聯機構式坐標測量裝置。

為達到上述目的，本發明采取技術方案之一如下：本發明的并聯機構包括上平臺、下平臺以及鉸接在上平臺和下平臺之間的若干根能伸縮的連桿，在下平臺上固定有一號主觀測裝置，一號主觀測裝置為一內置CCD數字相機望遠鏡，其視準軸稱為一號主觀測線，一號主觀測線與下平臺的中心線重合；在下平臺上還設有可以圍繞自身軸心線旋轉的定位軸，定位軸的軸心線與一號主觀測線成空間垂直，定位軸上固定有一號副觀測裝置，一號副觀測裝置為一激光器，其光軸稱為一號副觀測線，一號副觀測線與定位軸的軸心線垂直相交，一號主觀測線和一號副觀測線處于同一平面，下平臺上設有用于測量定位軸旋轉角度的編碼盤，定位軸由電機驅動。

為達到上述目的，本發明采取技術方案之二如下：本發明的并聯機構包括上平臺、下平臺以及鉸接在上平臺和下平臺之間的若干根能伸縮的連桿，其特征在于：在下平臺上固定有二號主觀測裝置，二號主觀測裝置為一激光器，其光軸稱為二號主觀測線，二號主觀測線與下平臺的中心線重合，在下平臺上還設有可以圍繞自身軸心線旋轉的定位軸，定位軸的軸心線與二號主觀測線成空間垂直，定位軸上固定有二號副觀測裝置，二號副觀測裝置為一內置CCD數字相機望遠鏡，其視準軸稱為二號副觀測線，二號副觀測線與定位軸的軸心線垂直相交，二號主觀測線和二號副觀測線處于同一平面，下平臺上設有用于測量定位軸旋轉角度的編碼盤，定位軸由電機驅動。