[發明專利]協作多臂測量系統的聯合誤差評價、檢測方法與系統

有效

• 申請號: 202010113505.4
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111272068B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 周森;徐健;陶磊;顏宇;熊乙坤
• 申請（專利權）人: 重慶市計量質量檢測研究院
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/24;G01B11/26;B25J18/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 周玉玲

1.一種協作多臂測量系統的聯合誤差的檢測方法，其特在于，包括以下步驟：

步驟1：通過翻轉機構將標準器安裝在協作多臂測量系統的XOY平面內；翻轉機構能夠帶動標準器繞X軸或Y軸進行單軸翻轉；

步驟2：調節翻轉機構使標準器轉動到第i個控制臂的有效視場范圍內，利用角度跟蹤系統獲取標準器相對于參考位置的參考翻轉角度α_i，參考位置即為標準器相對于參考臂的有效視場位置，i＝{1,2,...,m}，m表示控制臂的總數量；i＝1時，第1個控制臂表示參考臂，α₁＝0；

步驟3：第i個控制臂上的傳感器對標準器進行采樣；

步驟4：重復步驟2與步驟3，直到所有控制臂上的所有傳感器完成對標準器的采樣；

步驟5：根據相應的參考翻轉角度α_i對各個控制臂采集的數據進行轉換，得到各個控制臂相對于參考位置的翻轉數據。

2.根據權利要求1所述的協作多臂測量系統的聯合誤差的檢測方法，其特在于，通過翻轉矩陣進行數據轉換：

當標準器繞Y軸翻轉時，翻轉數據如下：

式中，ni表示第i個控制臂上的第n個傳感器，x_ni、y_ni、z_ni分別表示翻轉數據中的X、Y、Z軸坐標值；x′_ni、y′_ni、z′_ni分別表示測量數據中的X、Y、Z軸坐標值；

當標準器繞X軸翻轉時，翻轉數據如下：

式中，ni表示第i個控制臂上的第n個傳感器，x_ni、y_ni、z_ni分別表示翻轉數據中的X、Y、Z軸坐標值；x′_ni、y′_ni、z′_ni分別表示測量數據中的X、Y、Z軸坐標值。

3.一種協作多臂測量系統的聯合誤差檢測系統，其特在于，包括翻轉機構與角度跟蹤系統；所述翻轉機構用于安裝標準器，并能帶動標準器繞翻轉中心點進行單軸翻轉，翻轉中心點位于標準器底面；所述角度跟蹤系統用于跟蹤并測量標準器的參考翻轉角度；

所述角度跟蹤系統包括激光干涉儀、分光鏡、參考面鏡、三角棱鏡、測量面鏡與參考翻轉角度計算模塊；以標準器底面上的一點作為跟蹤點，測量面鏡則安裝在標準器底面相對于跟蹤點的位置；激光干涉儀通過分光鏡將光路分解成沿X軸與Y軸方向的兩個分光光路；參考面鏡安裝在垂直于標準器進行單軸翻轉所繞軸線的分光光路上，三角棱鏡安裝在另一分光光路上；三角棱鏡用于跟隨跟蹤點在標準器單軸翻轉過程中的水平方向上的軸向移動，并將光線引導至測量面鏡并接收測量面鏡的反射光，從而使得激光干涉儀能夠測量出測量面鏡在Z軸方向距離三角棱鏡的高度，以此高度作為跟蹤點距離三角棱鏡的高度；參考翻轉角度計算模塊根據跟蹤點在Z軸方向距離三角棱鏡的高度計算出參考翻轉角度。

4.根據權利要求3所述的協作多臂測量系統的聯合誤差檢測系統，其特在于，參考翻轉角度計算模塊按如下方式計算參考翻轉角度：

首先，獲取標準器位于水平位置時，跟蹤點距離三角棱鏡的初始高度h₀；

然后，獲取標準器位于參考位置時，跟蹤點距離三角棱鏡的高度h₁；計算參考位置時的標準器與水平面之間的夾角α₀；

最后，計算第i個控制臂相對于參考位置的參考翻轉角度α_i，根據以下公式：

式中，L表示標準器上的跟蹤點與翻轉中心點之間的距離，h_i表示跟蹤點距離三角棱鏡的高度。

5.根據權利要求3所述的協作多臂測量系統的聯合誤差檢測系統，其特在于，翻轉中心點與跟蹤點的位置分別對應于標準器上的不同檢測點。

6.根據權利要求3所述的協作多臂測量系統的聯合誤差檢測系統，其特在于，所述翻轉機構包括底座、底座上設置有固定支架與升降桿，固定支架與標準器上的翻轉中心點鉸接，升降桿上端固定連接在標準器底面，并且升降桿上端位于跟蹤點與翻轉中心點的連線上；升降桿采用手動、電動、氣動或液壓升降桿。