[实用新型]用于对静态工件进行三维空间定位的装置及专用手持活动式光学逆反射器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于对静态工件进行三维空间定位的激光跟踪测量设备以及专用的手持活动式光学逆反射器。 

背景技术

通常情况下，较小工件的检测都是直接在检测机床上完成的，因而确定这些工件与检测机床之间的相对位置也就完全依赖于检测机床自身所具有的工件定位功能而得以实现。特种装备制造时经常会面临大型甚至是特大型工件的检测问题。由于这类工件的体积庞大，往往没有与其相应规模的检测机床可用，因此就需要将这些工件直接放置在加工现场并在其附近设置检测设备。这时，确定检测设备与工件的相对位置就成为保证检测精度的关键。通常，要确定检测设备与工件的相对位置，需要采用诸如激光跟踪仪、室内定位系统iGPS、光笔测量系统以及摄影测量系统等大范围空间坐标测量仪器分别对检测设备与工件进行三维空间定位。下面以齿轮测量为例： 

为解决特大型齿轮的在位检测问题，公开号为CN101551240A的中国实用新型专利申请公开了一种基于激光跟踪技术的大型齿轮测量方法，其主要步骤为：1)利用激光跟踪仪建立被测齿轮的端平面和基准轴线；2)确定被测齿轮和三坐标测量单元的位置；3)调整三坐标测量单元相对于被测齿轮的位置并对参数进行测量。该申请实质上采用的是一种将大范围空间全局测量与距离前端测量相结合的组合测量体制。具体是通过激光跟踪仪作为全局测量设备来实现大范围空间全局测量，通过三坐标测量单元作为前端测量设备来实现近距离前端测量，由于其步骤2)可以确定被测齿轮和三坐标测量单元的位置，也就实现了将全局测量和前端测量的结合。 

由于上述技术是利用激光跟踪仪分别对被测齿轮和三坐标测量单元进行三维空间定位，所以存在如下问题：激光跟踪仪采用的是角度传感和测长相结合的球坐标测量原理(可参考公开号为CN101371160A的实用新型专利公开文本中记载的激光跟踪仪及其测量原理)，在长距离测量时受到角度测量精度的影响，随着距离增加，空间坐标测量精度明显下降。以精度最高的Leica最新型号激光跟踪仪AT901-LR为例，其测量10m处的空间点坐标时测距不确定度为10微米，角度不确定度±10μm+5μm/m，则总的坐标点测量不确定度为 而大型风力发电、大型锻压设备、大型冶金设备以及大型船舶传动装置所需齿轮大多是直径为3000～10000mm、最小模数为6mm、精度6级及以上的特大型 高精度齿轮。如下表所示，GB/T10095.1-2001中规定直径3000～10000mm，模数大于6mm的6级精度的齿轮精度要求为： 

  项目   分度圆直径3m  分度圆直径10m   单齿距极限偏差±f_pt  ≥18μm   ≥27μm   齿距累积总公差F_p  ≥113μm   ≥182μm