[發(fā)明專利]協(xié)作多臂測(cè)量系統(tǒng)的聯(lián)合誤差評(píng)價(jià)、檢測(cè)方法與系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010113505.4
• 申請(qǐng)日: 2020-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN111272068B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周森;徐健;陶磊;顏宇;熊乙坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00;G01B11/24;G01B11/26;B25J18/00
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 周玉玲

1.一種協(xié)作多臂測(cè)量系統(tǒng)的聯(lián)合誤差的檢測(cè)方法，其特在于，包括以下步驟：

步驟1：通過翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將標(biāo)準(zhǔn)器安裝在協(xié)作多臂測(cè)量系統(tǒng)的XOY平面內(nèi)；翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能夠帶動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)器繞X軸或Y軸進(jìn)行單軸翻轉(zhuǎn)；

步驟2：調(diào)節(jié)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使標(biāo)準(zhǔn)器轉(zhuǎn)動(dòng)到第i個(gè)控制臂的有效視場(chǎng)范圍內(nèi)，利用角度跟蹤系統(tǒng)獲取標(biāo)準(zhǔn)器相對(duì)于參考位置的參考翻轉(zhuǎn)角度α_i，參考位置即為標(biāo)準(zhǔn)器相對(duì)于參考臂的有效視場(chǎng)位置，i＝{1,2,...,m}，m表示控制臂的總數(shù)量；i＝1時(shí)，第1個(gè)控制臂表示參考臂，α₁＝0；

步驟3：第i個(gè)控制臂上的傳感器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行采樣；

步驟4：重復(fù)步驟2與步驟3，直到所有控制臂上的所有傳感器完成對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器的采樣；

步驟5：根據(jù)相應(yīng)的參考翻轉(zhuǎn)角度α_i對(duì)各個(gè)控制臂采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到各個(gè)控制臂相對(duì)于參考位置的翻轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)作多臂測(cè)量系統(tǒng)的聯(lián)合誤差的檢測(cè)方法，其特在于，通過翻轉(zhuǎn)矩陣進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：

當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)器繞Y軸翻轉(zhuǎn)時(shí)，翻轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)如下：

式中，ni表示第i個(gè)控制臂上的第n個(gè)傳感器，x_ni、y_ni、z_ni分別表示翻轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)中的X、Y、Z軸坐標(biāo)值；x′_ni、y′_ni、z′_ni分別表示測(cè)量數(shù)據(jù)中的X、Y、Z軸坐標(biāo)值；

當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)器繞X軸翻轉(zhuǎn)時(shí)，翻轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)如下：

式中，ni表示第i個(gè)控制臂上的第n個(gè)傳感器，x_ni、y_ni、z_ni分別表示翻轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)中的X、Y、Z軸坐標(biāo)值；x′_ni、y′_ni、z′_ni分別表示測(cè)量數(shù)據(jù)中的X、Y、Z軸坐標(biāo)值。

3.一種協(xié)作多臂測(cè)量系統(tǒng)的聯(lián)合誤差檢測(cè)系統(tǒng)，其特在于，包括翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與角度跟蹤系統(tǒng)；所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于安裝標(biāo)準(zhǔn)器，并能帶動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)器繞翻轉(zhuǎn)中心點(diǎn)進(jìn)行單軸翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)中心點(diǎn)位于標(biāo)準(zhǔn)器底面；所述角度跟蹤系統(tǒng)用于跟蹤并測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器的參考翻轉(zhuǎn)角度；

所述角度跟蹤系統(tǒng)包括激光干涉儀、分光鏡、參考面鏡、三角棱鏡、測(cè)量面鏡與參考翻轉(zhuǎn)角度計(jì)算模塊；以標(biāo)準(zhǔn)器底面上的一點(diǎn)作為跟蹤點(diǎn)，測(cè)量面鏡則安裝在標(biāo)準(zhǔn)器底面相對(duì)于跟蹤點(diǎn)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(gè)分光光路；參考面鏡安裝在垂直于標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行單軸翻轉(zhuǎn)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(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)器單軸翻轉(zhuǎn)過程中的水平方向上的軸向移動(dòng)，并將光線引導(dǎo)至測(cè)量面鏡并接收測(cè)量面鏡的反射光，從而使得激光干涉儀能夠測(cè)量出測(cè)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(diǎn)距離三角棱鏡的高度；參考翻轉(zhuǎn)角度計(jì)算模塊根據(jù)跟蹤點(diǎn)在Z軸方向距離三角棱鏡的高度計(jì)算出參考翻轉(zhuǎn)角度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的協(xié)作多臂測(cè)量系統(tǒng)的聯(lián)合誤差檢測(cè)系統(tǒng)，其特在于，參考翻轉(zhuǎn)角度計(jì)算模塊按如下方式計(jì)算參考翻轉(zhuǎn)角度：

首先，獲取標(biāo)準(zhǔn)器位于水平位置時(shí)，跟蹤點(diǎn)距離三角棱鏡的初始高度h₀；

然后，獲取標(biāo)準(zhǔn)器位于參考位置時(shí)，跟蹤點(diǎn)距離三角棱鏡的高度h₁；計(jì)算參考位置時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)器與水平面之間的夾角α₀；

最后，計(jì)算第i個(gè)控制臂相對(duì)于參考位置的參考翻轉(zhuǎn)角度α_i，根據(jù)以下公式：

式中，L表示標(biāo)準(zhǔn)器上的跟蹤點(diǎn)與翻轉(zhuǎn)中心點(diǎn)之間的距離，h_i表示跟蹤點(diǎn)距離三角棱鏡的高度。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的協(xié)作多臂測(cè)量系統(tǒng)的聯(lián)合誤差檢測(cè)系統(tǒng)，其特在于，翻轉(zhuǎn)中心點(diǎn)與跟蹤點(diǎn)的位置分別對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)器上的不同檢測(cè)點(diǎn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的協(xié)作多臂測(cè)量系統(tǒng)的聯(lián)合誤差檢測(cè)系統(tǒng)，其特在于，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括底座、底座上設(shè)置有固定支架與升降桿，固定支架與標(biāo)準(zhǔn)器上的翻轉(zhuǎn)中心點(diǎn)鉸接，升降桿上端固定連接在標(biāo)準(zhǔn)器底面，并且升降桿上端位于跟蹤點(diǎn)與翻轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的連線上；升降桿采用手動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)或液壓升降桿。