[發(fā)明專利]并聯(lián)機構(gòu)式坐標(biāo)測量儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810084708.8
• 申請日: 2015-08-24
• 公開（公告）號: CN108398090A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉瀏;范真
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇理工學(xué)院
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32214
• 代理人: 林倩

一種并聯(lián)機構(gòu)式坐標(biāo)測量儀，并聯(lián)機構(gòu)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，在下平臺上固定有主觀測裝置，主觀測裝置為激光器，其視準(zhǔn)軸稱為主觀測線，在下平臺上還設(shè)有可以圍繞自身軸心線旋轉(zhuǎn)的定位軸，定位軸上固定有副觀測裝置，副觀測裝置為內(nèi)置CCD數(shù)字相機望遠(yuǎn)鏡，其光軸稱為副觀測線，將主觀測裝置對準(zhǔn)被測物體某點，直至副觀測裝置內(nèi)置的CCD數(shù)字相機在副觀測線上觀測到主觀測裝置照射到物體上的激光照射點，此時主觀測線和副觀測線交會于被測物體A某點。本發(fā)明能滿足測距精度要求，無需事先進行繁瑣費時的標(biāo)定，由于本發(fā)明測距與光速無關(guān)，故使用前，無需氣象改正，操作方便。

本發(fā)明申請是專利申請?zhí)枮?01510522902.6、申請日為2015年8月24日、名稱為“并聯(lián)機構(gòu)式坐標(biāo)測量裝置”的發(fā)明專利的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及并聯(lián)機構(gòu)式坐標(biāo)測量儀。

背景技術(shù)

坐標(biāo)測量裝置在科研和生產(chǎn)中已得到廣泛應(yīng)用。并聯(lián)機構(gòu)式坐標(biāo)測量裝置的特點是結(jié)構(gòu)簡單，主要零部件均可外購，且并聯(lián)機構(gòu)剛性好，坐標(biāo)測量裝置中的并聯(lián)機構(gòu)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(fā)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(jīng)過棱鏡在光電探測設(shè)備上成像。三角法在應(yīng)用上有很多定位參數(shù)要求，在測量設(shè)備標(biāo)定上非常繁瑣而且費時，實測時若系統(tǒng)中某項參數(shù)無法準(zhǔn)確得到，將使得測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差。當(dāng)測量設(shè)備有微小變動時，系統(tǒng)中每項參數(shù)都必須重新標(biāo)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(shù)》第二章第二節(jié)，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(yīng)的復(fù)雜的電子系統(tǒng)。脈沖法測距，直接測定測距儀發(fā)出的脈沖往返被測距離的時間。根據(jù)葉曉明、凌模著，武漢大學(xué)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(dǎo)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(dá)到±1.5m。所以脈沖法測量精度低，主要用于遠(yuǎn)程低精度測量。相位法測距，其原理是通過測量連續(xù)的調(diào)制信號在待測距離上往返產(chǎn)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(fù)雜的控制和運算，比如測尺轉(zhuǎn)換和控制、光路轉(zhuǎn)換控制，減光自動控制，測相節(jié)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(xué)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(tǒng)遠(yuǎn)比脈沖法復(fù)雜。由此會導(dǎo)致很多問題。葉曉明、凌模著，武漢大學(xué)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(dǎo)致的周期誤差，內(nèi)部石英晶體振蕩器受溫度影響導(dǎo)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(yè)測量系統(tǒng)原理與應(yīng)用》p134，也提及實際測距頻率和設(shè)計頻率不一致導(dǎo)致的測距誤差問題。

有一個問題對測距精度至關(guān)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(shù)，并進行相關(guān)的氣象改正。根據(jù)李澤球主編，武漢理工大學(xué)出版社2012年7月出版之《全站儀測量技術(shù)》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(guān)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種測量精確、操作方便的并聯(lián)機構(gòu)式坐標(biāo)測量儀。