一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置及測(cè)繪方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置及測(cè)繪方法。該裝置包括大型工作臺(tái)、移動(dòng)導(dǎo)軌、架橋橫梁、定位校準(zhǔn)孔、z方向激光測(cè)距儀、電子接收及處理裝置、y方向激光測(cè)距儀、x方向激光測(cè)距儀、x方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)。當(dāng)y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)架橋橫梁在導(dǎo)軌上滑動(dòng)時(shí)，安裝在導(dǎo)軌上的x方向激光測(cè)距儀測(cè)出制品x方向坐標(biāo)，工作臺(tái)支撐架上的y方向激光測(cè)距儀測(cè)出相應(yīng)測(cè)點(diǎn)的y方向坐標(biāo)，同時(shí)由于可升降架橋橫梁的z方向激光測(cè)距儀可以測(cè)得z方向的坐標(biāo)，因此可獲得大型曲面制品測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。此大型龍門(mén)式測(cè)繪裝置及測(cè)繪方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量方便，測(cè)量精度高，減輕了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且可根據(jù)所測(cè)量制品形狀，任意選擇位置開(kāi)始測(cè)量。
【專利說(shuō)明】一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置及測(cè)繪方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測(cè)量技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種大型曲面造型產(chǎn)品的測(cè)繪裝置及測(cè)繪方法，尤其涉及一種基于激光測(cè)距儀的大型復(fù)雜曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置及測(cè)繪方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，物體的三維測(cè)量方法有基于立體視覺(jué)技術(shù)的三維圖像測(cè)量方法，該方法主要靠攝影兩張或更多被測(cè)對(duì)象的物體照片，用計(jì)算機(jī)根據(jù)三角形測(cè)量等原理，算出三維點(diǎn)的坐標(biāo)，該裝置對(duì)攝影設(shè)備要求高，測(cè)量受環(huán)境影響較大。另外，也有利用帶望遠(yuǎn)鏡和紅白相間的的測(cè)量尺的三角測(cè)量，該方法對(duì)于測(cè)量異性件時(shí)有很大的局限性，尤其是測(cè)量表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型曲面制品，測(cè)量難度大。傳統(tǒng)的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x為保證導(dǎo)向，橫梁多用矩形截面，支撐橫梁的結(jié)構(gòu)質(zhì)量大，移動(dòng)慣性大，測(cè)量精度低；并且所用的一個(gè)接觸測(cè)量探頭，磨損大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)測(cè)量大型復(fù)雜曲面制品方法困難，測(cè)量精度低等現(xiàn)象，設(shè)計(jì)一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置及測(cè)繪方法，該裝置能同時(shí)利用三個(gè)激光測(cè)距儀準(zhǔn)確測(cè)量大型復(fù)雜曲面造型產(chǎn)品的三維坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量，方法簡(jiǎn)單，效率高并且裝置維修方便。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置，主要包括大型工作臺(tái)，移動(dòng)導(dǎo)軌，架橋橫梁，定位校準(zhǔn)孔，z方向激光測(cè)距儀，電子接收及處理裝置，y方向激光測(cè)距儀，X方向激光測(cè)距儀，X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，I方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0005]本發(fā)明一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置，所述的測(cè)繪裝置包括一個(gè)大型工作臺(tái)，工作臺(tái)由足夠強(qiáng)度材料制成，例如氮化鋼，并且有足夠的面積以覆蓋大型曲面造型產(chǎn)品，在大型工作臺(tái)上鉆有若干平行排列的定位校準(zhǔn)孔，用于測(cè)量大型曲面制品前校準(zhǔn)定位；
[0006]本發(fā)明一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置，所述的大型工作平臺(tái)，其上有兩條移動(dòng)導(dǎo)軌以便于架橋橫梁移動(dòng)，移動(dòng)導(dǎo)軌可與大型工作臺(tái)一體式，也可以焊接方式連接。移動(dòng)導(dǎo)軌有足夠長(zhǎng)度并且其中一條移動(dòng)導(dǎo)軌上安裝有X方向激光測(cè)距儀，以測(cè)量大型曲面造型產(chǎn)品在X方向的坐標(biāo)；
[0007]本發(fā)明一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置，所述的架橋橫梁有兩個(gè)倒圓角，并且可以在豎直方向上升降。其以滑動(dòng)副和兩條移動(dòng)導(dǎo)軌連接，可以沿移動(dòng)導(dǎo)軌方向平穩(wěn)滑動(dòng)；
[0008]本發(fā)明一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置，所述的z方向激光測(cè)距儀自帶有信號(hào)發(fā)射裝置，信號(hào)發(fā)射裝置可收集X、1、Z三個(gè)方向的坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳送給電子接收及處理裝置。信號(hào)發(fā)射裝置有夾持部分以便安裝、調(diào)整和校準(zhǔn)z方向激光測(cè)距儀位置，其以滑動(dòng)副和架橋橫梁連接，可以在架橋橫梁上移動(dòng)，以便于激光測(cè)距儀測(cè)量制品z方向的坐標(biāo)；
[0009]本發(fā)明一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置，所述的y方向激光測(cè)距儀安裝在工作臺(tái)側(cè)邊支撐架上，以測(cè)z方向激光測(cè)距儀在y方向的坐標(biāo)，即被測(cè)點(diǎn)的y方向坐標(biāo)；[0010]本發(fā)明一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置，所述的電子接收及處理裝置由光柵計(jì)數(shù)系統(tǒng)、測(cè)頭信號(hào)接口和計(jì)算機(jī)以及數(shù)據(jù)處理軟件組成，用于接收被測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以獲得被測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)；
[0011]本發(fā)明一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置，所述的X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在與移動(dòng)導(dǎo)軌相連的豎直架內(nèi)，X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)架橋橫梁在X方向上沿導(dǎo)軌移動(dòng)；
[0012]本發(fā)明一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置，所述的y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在與移動(dòng)導(dǎo)軌相連的另一豎直架內(nèi)，y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)架橋橫梁在移動(dòng)導(dǎo)軌沿y方向移動(dòng)，為使架橋橫梁移動(dòng)位置準(zhǔn)確，y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用伺服電機(jī)。
[0013]采用本發(fā)明一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置進(jìn)行測(cè)繪的方法是:利用大型工作臺(tái)上的若干定位校準(zhǔn)孔對(duì)測(cè)量裝置進(jìn)行校準(zhǔn)定位，選擇坐標(biāo)原點(diǎn)；將大型曲面造型產(chǎn)品放置于大型工作臺(tái)上，調(diào)整選擇被測(cè)量位置；X、1、Z方向的激光測(cè)距儀測(cè)量被測(cè)量點(diǎn)的位置坐標(biāo)，并反饋給信號(hào)發(fā)射裝置，信號(hào)發(fā)射裝置將收集的X、1、z三個(gè)方向的坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送給電子接收及處理裝置，電子接收及處理裝置對(duì)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理修正，并且顯示和自動(dòng)保存被測(cè)量點(diǎn)的三維坐標(biāo)。X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)架橋橫梁在X方向上沿導(dǎo)軌移動(dòng)；y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)根據(jù)被測(cè)點(diǎn)位置和被測(cè)件尺寸驅(qū)動(dòng)架橋橫梁在移動(dòng)導(dǎo)軌沿y方向移動(dòng)。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015](I)本發(fā)明一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置及測(cè)繪方法，通過(guò)這種大型龍門(mén)式測(cè)繪方法，結(jié)合激光測(cè)距儀，降低了對(duì)于大型復(fù)雜曲面造型產(chǎn)品的測(cè)量難度，提高了測(cè)量精度。
[0016](2)本發(fā)明一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置及測(cè)繪方法，所述的大型工作臺(tái)采用氮化鋼材料，具有變形小、穩(wěn)定性好、耐磨損的特點(diǎn)。
[0017](3)本發(fā)明一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置及測(cè)繪方法，所述的架橋橫梁可升降，擴(kuò)大了 z軸的測(cè)量范圍，便于測(cè)量各種成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的曲面，同時(shí)保證了測(cè)量的準(zhǔn)確度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明的一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置測(cè)繪示意圖。
[0020]圖中，1-大型工作臺(tái)，2-移動(dòng)導(dǎo)軌，3-架橋橫梁，4-定位校準(zhǔn)孔，5-z方向激光測(cè)距儀，6-電子接收及處理裝置，7-y方向激光測(cè)距儀，8-x方向激光測(cè)距儀，9-x方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，ΙΟ-y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，11-測(cè)量件。
【具體實(shí)施方式】
[0021]現(xiàn)結(jié)合圖1，圖2對(duì)本專利詳細(xì)描述如下:
[0022]本發(fā)明一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置，該測(cè)繪裝置主要包括大型工作臺(tái)1，移動(dòng)導(dǎo)軌2，架橋橫梁3，定位校準(zhǔn)孔4，z方向激光測(cè)距儀5，電子接收及處理裝置6，y方向激光測(cè)距儀7，X方向激光測(cè)距儀8，X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)9，y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)10，測(cè)量件11。該測(cè)繪裝置包括一個(gè)大型工作臺(tái)I由足夠強(qiáng)度材料制成，例如氮化鋼，并且有足夠的面積以支撐大型測(cè)量件11，在大型工作臺(tái)I上鉆有若干定位校準(zhǔn)孔4，用于測(cè)量測(cè)量件11前校準(zhǔn)定位；所述的大型工作臺(tái)1，其上有兩條移動(dòng)導(dǎo)軌2以便于架橋橫梁3移動(dòng)，移動(dòng)導(dǎo)軌2可與大型工作臺(tái)I 一體式，也可以焊接方式連接。，移動(dòng)導(dǎo)軌2有足夠長(zhǎng)度并且其中一條移動(dòng)導(dǎo)軌上安裝有X方向激光測(cè)距儀8，以測(cè)量大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)量件11在X方向的坐標(biāo)；所述的架橋橫梁3有兩個(gè)倒圓角，并且可以在豎直方向上升降。其以滑動(dòng)副和兩條移動(dòng)導(dǎo)軌2連接，可以沿移動(dòng)導(dǎo)軌2平穩(wěn)滑動(dòng)；z方向激光測(cè)距儀5自帶有信號(hào)發(fā)射裝置，信號(hào)發(fā)射裝置可收集x、y、z三個(gè)方向的坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳送給電子接收及處理裝置6。信號(hào)發(fā)射裝置有夾持部分以便安裝、調(diào)整和校準(zhǔn)z方向激光測(cè)距儀5，其以滑動(dòng)副和架橋橫梁3連接，可以在架橋橫梁3上移動(dòng)，以便于激光測(cè)距儀測(cè)量測(cè)量件Ilz方向的坐標(biāo)；y方向激光測(cè)距儀7安裝在大型工作臺(tái)I側(cè)邊支撐架上，以測(cè)z方向激光測(cè)距儀5在y方向的坐標(biāo)也即被測(cè)點(diǎn)的y方向坐標(biāo)；電子接收及處理裝置6由光柵計(jì)數(shù)系統(tǒng)、測(cè)頭信號(hào)接口和計(jì)算機(jī)以及數(shù)據(jù)處理軟件等組成，用于接收被測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以獲得被測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)；X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)9安裝在與移動(dòng)導(dǎo)軌2相連的豎直架內(nèi)，X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)9驅(qū)動(dòng)架橋橫梁3在X方向上沿移動(dòng)導(dǎo)軌2移動(dòng)；y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)10安裝在與移動(dòng)導(dǎo)軌2相連的另一豎直架內(nèi)，y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)10驅(qū)動(dòng)架橋橫梁3在移動(dòng)導(dǎo)軌2沿y方向移動(dòng)，為使架橋橫梁移動(dòng)位置準(zhǔn)確，I方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)10采用伺服電機(jī)。
[0023]本發(fā)明一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置的具體測(cè)繪方法是:利用大型工作臺(tái)I上的若干定位校準(zhǔn)孔4對(duì)測(cè)量裝置進(jìn)行校準(zhǔn)定位，選擇坐標(biāo)原點(diǎn)；將大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)量件11放置于大型工作臺(tái)I上，調(diào)整選擇被測(cè)量位置；y方向激光測(cè)距儀7，X方向激光測(cè)距儀8，z方向激光測(cè)距儀5測(cè)量被測(cè)量點(diǎn)的位置坐標(biāo)，并反饋給信號(hào)發(fā)射裝置，信號(hào)發(fā)射裝置將收集的X、1、z三個(gè)方向的坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送給電子接收及處理裝置6，電子接收及處理裝置6對(duì)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理修正，并且顯示和自動(dòng)保存被測(cè)量點(diǎn)的三維坐標(biāo)。X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)9驅(qū)動(dòng)架橋橫梁3在X方向上沿導(dǎo)軌移動(dòng)；y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)10根據(jù)被測(cè)點(diǎn)位置和測(cè)量件11尺寸驅(qū)動(dòng)架橋橫梁3在移動(dòng)導(dǎo)軌2沿y方向移動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置，其特征在于:主要包括大型工作臺(tái)、移動(dòng)導(dǎo)軌、架橋橫梁、定位校準(zhǔn)孔、Z方向激光測(cè)距儀、電子接收及處理裝置、y方向激光測(cè)距儀、X方向激光測(cè)距儀、X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和I方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，大型工作臺(tái)由足夠強(qiáng)度材料制成，在大型工作臺(tái)上鉆有若干平行排列的定位校準(zhǔn)孔；大型工作平臺(tái)上有兩條移動(dòng)導(dǎo)軌以便于架橋橫梁移動(dòng)，移動(dòng)導(dǎo)軌與大型工作臺(tái)一體式，移動(dòng)導(dǎo)軌有足夠長(zhǎng)度并且其中一條移動(dòng)導(dǎo)軌上安裝有X方向激光測(cè)距儀；所述的架橋橫梁有兩個(gè)倒圓角，并且可以在豎直方向上升降，架橋橫梁以滑動(dòng)副與兩條移動(dòng)導(dǎo)軌連接，可以沿移動(dòng)導(dǎo)軌方向平穩(wěn)滑動(dòng)；所述的z方向激光測(cè)距儀自帶有信號(hào)發(fā)射裝置，信號(hào)發(fā)射裝置可收集X、y、z三個(gè)方向的坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳送給電子接收及處理裝置，信號(hào)發(fā)射裝置有夾持部分，信號(hào)發(fā)射裝置以滑動(dòng)副與架橋橫梁連接，可以在架橋橫梁上移動(dòng)；所述的y方向激光測(cè)距儀安裝在工作臺(tái)側(cè)邊支撐架上，所述的電子接收及處理裝置由光柵計(jì)數(shù)系統(tǒng)、測(cè)頭信號(hào)接口和計(jì)算機(jī)以及數(shù)據(jù)處理軟件組成，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以獲得被測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)；所述的X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在與移動(dòng)導(dǎo)軌相連的豎直架內(nèi)，X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)架橋橫梁在X方向上沿導(dǎo)軌移動(dòng)；所述的I方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在與移動(dòng)導(dǎo)軌相連的另一豎直架內(nèi)，y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)架橋橫梁在移動(dòng)導(dǎo)軌沿y方向移動(dòng)，y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用伺服電機(jī)。
2.采用權(quán)利要求1所述的一種大型曲面造型產(chǎn)品測(cè)繪裝置進(jìn)行測(cè)繪的方法，其特征在于:第一步，利用大型工作臺(tái)上的若干平行排列的定位校準(zhǔn)孔對(duì)測(cè)量裝置進(jìn)行校準(zhǔn)定位，選擇坐標(biāo)原點(diǎn)；第二步，將大型曲面造型產(chǎn)品放置于大型工作臺(tái)上，調(diào)整選擇被測(cè)量位置；第三步，用x、y、z方向的激光測(cè)距儀測(cè)量被測(cè)量點(diǎn)的位置坐標(biāo)，并反饋給信號(hào)發(fā)射裝置，信號(hào)發(fā)射裝置將收集的x、y、z三個(gè)方向的坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送給電子接收及處理裝置，電子接收及處理裝置對(duì)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理修正，并且顯示和自動(dòng)保存被測(cè)量點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
【文檔編號(hào)】G01B11/24GK103591890SQ201310585360
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】楊衛(wèi)民, 遲百宏, 方春平, 楊華光, 丁玉梅 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)