一種基于激光跟蹤儀的手持式便攜測量工具及其測量方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于激光跟蹤儀的手持式便攜測量工具及其測量方法，其測量工具為測量筆，測量筆由圓錐形筆頭和包含靶球座定位孔的筆桿組成，將靶球座安裝在筆桿上后，筆頭筆尖對準接觸測量點，手持靶球引光至靶球座上，慢慢轉動測量筆桿，分別在四個位置保持穩定，激光跟蹤儀分別測量靶球四個位置的坐標值，即可計算出筆頭處測量點的位置坐標。本發明特點在于：1）測量點處不需加工靶球座定位孔，僅保證測量點所在微小平面能使測量筆轉動時筆尖保持穩定對準即可；2）測量筆無需標定，測量筆制造誤差和形位公差對測量結果精確度無影響；3）結構簡單，使用方便，算法可編程至激光跟蹤儀控制程序中，適用面廣。
【專利說明】一種基于激光跟蹤儀的手持式便攜測量工具及其測量方法
【技術領域】:
[0001]本發明涉及一種激光跟蹤儀3D測量模式對測量點進行測量的裝置及方法，特別涉及一種基于激光跟蹤儀的手持式便攜測量工具及其測量方法，其屬于激光跟蹤儀測量【技術領域】。
【背景技術】:
[0002]激光跟蹤儀測量廣泛應用于航空制造、機械工程等領域。激光跟蹤儀3D測量模式下測量點的坐標時，需要在測量點處加工靶球座定位孔，測量時將靶球座置于定位孔上，然后手持靶球引光至靶球座上，激光跟蹤儀根據靶球座偏置量和靶球位置計算出測量點的位置坐標。該方法需要在測量點加工安裝靶球座的定位孔。測量點數量多或者位置隨機時，加工制造工作量大，加工的定位孔影響零部件設計性能。沒有定位孔情況下，要獲取任意點的位置坐標，激光跟蹤儀只能使用T-PiObe、T-Scan或T-Cam等設備進行6D攝像掃描測量，這些設備昂貴。
[0003]因此，確有必要對現有技術進行改進以解決現有技術之不足。
【發明內容】
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[0004]本發明提供一種基于激光跟蹤儀的手持式便攜測量工具及其測量方法，其能夠有效克服現有激光跟蹤儀3D測量方法的缺點。
[0005]本發明采用如下技術方案:一種基于激光跟蹤儀的手持式便攜測量工具，其包括測量筆及作為激光跟跟蹤儀附件的靶球座和靶球，所述測量筆包括包含有靶球座定位孔的筆桿和筆頭兩部分，所述靶球座通過靶球座定位孔安裝在筆桿上，所述筆頭筆尖對準接觸測量點，手持祀球引光至祀球座上。
[0006]所述筆頭與筆桿采用螺紋連接。
[0007]本發明還采用如下技術方案:一種基于激光跟蹤儀的手持式便攜測量工具的測量方法，其包括如下步驟
[0008]I)安裝靶球座到測量筆上，手持測量筆使筆頭筆尖與測量點保持定點接觸；
[0009]2)手持靶球引光至靶球座上，手持測量筆保持穩定，激光跟蹤儀測量靶球位置；
[0010]3)輕輕調整轉動測量筆角度，筆尖保持與測量點定點接觸，測量靶球其余3個位置的坐標，進而共得到靶球四個位置的坐標值；
[0011]4)測量數據處理，計算得到測量點坐標，其中計算方法如下:靶球四個測量點坐標SPiO^yi, Zi)，其中i = 1，2，3，4，設激光跟蹤儀測出的靶球坐標點距離測量點距離為R，由于測量時筆頭筆尖與測量點保持定點接觸，測量筆小幅度轉動，因此測量過程中R為定值，設測量點坐標為P (X，y, z)則有:
【權利要求】
1.一種基于激光跟蹤儀的手持式便攜測量工具，其包括測量筆及作為激光跟跟蹤儀附件的靶球座(3)和靶球(4)，其特征在于:所述測量筆包括包含有靶球座定位孔(5)的筆桿(2 )和筆頭(I)兩部分，所述靶球座(3 )通過靶球座定位孔(5 )安裝在筆桿(2 )上，所述筆頭筆尖對準接觸測量點，手持靶球(4)引光至靶球座(3)上。
2.如權利要求1所述的基于激光跟蹤儀的手持式便攜測量工具，其特征在于:所述筆頭(I)與筆桿(2 )采用螺紋連接。
3.—種如權利要求1所述的基于激光跟蹤儀的手持式便攜測量工具的測量方法，其特征在于:包括如下步驟 O安裝靶球座到測量筆上，手持測量筆使筆頭筆尖與測量點保持定點接觸； 2)手持靶球引光至靶球座上，手持測量筆保持穩定，激光跟蹤儀測量靶球位置； 3)輕輕調整轉動測量筆角度，筆尖保持與測量點定點接觸，測量靶球其余3個位置的坐標，進而共得到靶球四個位置的坐標值； 4)測量數據處理，計算得到測量點坐標，其中計算方法如下:靶球四個測量點坐標為Pi (xi； Ii, Zi)，其中i = 1，2，3，4，設激光跟蹤儀測出的靶球坐標點距離測量點距離為R，由于測量時筆頭筆尖與測量點保持定點接觸，測量筆小幅度轉動，因此測量過程中R為定值，設測量點坐標為P(x, y, z)則有:
4.如權利要求3所述的基于激光跟蹤儀的手持式便攜測量工具的測量方法，其特征在于:所述解算方法編程至激光跟蹤儀控制程序中后，在靶球四個位置坐標測量完成后可直接解算出測量點坐標。
【文檔編號】G01B11/00GK103837079SQ201410053661
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月17日 優先權日:2014年2月17日
【發明者】李瀧杲, 陳磊, 黃翔, 方偉, 鄧正平, 邢宏文, 劉思仁, 戴肇鵬, 沈立恒 申請人:南京航空航天大學, 上海飛機制造有限公司