[发明专利]随动式定位器顶端球心空间坐标的测量工具及其测量方法

权利要求书

1.随动式定位器顶端球心空间坐标的测量工具，包括激光跟踪测量仪(5)和随动式定位器(3)，其特征在于：还包括定位工艺接头(1)和测量支臂(2)，其中，定位工艺接头(1)位于随动式定位器(3)的上方，测量支臂(2)环绕在随动式定位器(3)上；

所述定位工艺接头(1)包括支撑板(1a)、垂直于支撑板(1a)底面对角线交点的支撑柱(1c)和位于支撑板(1a)底面对角线上且到支撑柱(1c)距离相等的四个定位孔(1b)；所述四个定位孔(1b)上分别设有靶球I(1d)；所述支撑柱(1c)位于随动式定位器(3)顶端的球窝内；所述测量支臂(2)为环形，包括大环支臂(2b)和小环支臂(2a)，其中，大环支臂(2b)设有臂杆(2e)，该臂杆(2e)的顶端上设有测量孔(2c)，该测量孔(2c)上设有可拆卸的靶球II(2f)。

2.根据权利要求1所述的随动式定位器顶端球心空间坐标的测量工具，其特征在于：所述臂杆(2e)为长方体，其顶端的测量孔(2c)的个数为5个。

3.根据权利要求1或2所述的随动式定位器顶端球心空间坐标的测量工具，其特征在于：所述测量孔(2c)上的靶球II(2f)的数量为1。

4.根据权利要求1所述的随动式定位器顶端球心空间坐标的测量工具，其特征在于：所述大环支臂(2b)与小环支臂(2a)的拱环两侧分别通过夹紧螺母(2d)紧固，将所述测量支臂(2)固定在随动式定位器(3)上。

5.一种利用权利要求1所述的工具测量随动式定位器顶端球心空间坐标的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将飞机部件(4)通过定位工艺接头(1)安置在随动式定位器(3)上，在定位工艺接头(1)的四个定位孔(1b)上分别安装靶球I(1d)，然后使用激光跟踪测量仪(5)测量四个靶球I(1d)，获得全局坐标系OXYZ下的四个靶球I(1d)的球心空间坐标a₁、a₂、a₃、a₄；

步骤二、利用步骤一中所述的四个靶球I(1d)球心空间坐标，计算定位工艺接头支撑柱(1c)球头的球心在全局坐标系下的坐标，即为随动式定位器(3)顶端球心空间坐标a_q；

步骤三、在测量支臂(2)的顶端的五个测量孔(2c)中选择一个测量孔，安装靶球II(2f)，而后使用激光跟踪测量仪(5)测量该靶球，获得该靶球II(2f)在全局坐标系OXYZ下的球心空间坐标a_o；

步骤四、利用公式(1)获得测量支臂(2)上靶球II(2f)的球心空间坐标a_o和随动式定位器(3)顶端球心空间坐标a_q的相对坐标关系Δa_o：

Δa_o＝a_q-a_o        (1)；

步骤五、在飞机部件调姿过程中，对测量支臂(2)上靶球II(2f)进行测量，获得新的全局坐标系下该靶球II(2f)的球心空间坐标a_or；

步骤六、根据步骤四中获得的测量支臂(2)上靶球II(2f)的球心空间坐标a_o和随动式定位器(3)顶端球心空间坐标a_q的相对坐标关系Δa_o，利用公式(2)获得随动式定位器(3)顶端球心新的空间坐标a_qr；

a_qr＝a_or+Δa_o       (2)。

6.根据权利要求5所述的测量随动式定位器顶端球心空间坐标的方法，其特征在于：所述步骤二中计算定位工艺接头(1)中支撑柱(1c)球头的球心在全局坐标系下的坐标a_q，具体为：

步骤A、定位工艺接头(1)的四个定位孔(1b)上的四个靶球I(1d)球心空间坐标a₁、a₂、a₃、a₄形成一个空间矩形，以支撑柱(1c)为Z₁轴方向，设定长边为X₁轴，短边为Y₁轴，以矩形中心O₁为原点，依照右手规则建立定位工艺接头坐标系O₁X₁Y₁Z₁，获得Z₁轴单位矢量方向Z₁；

步骤B、获得支撑柱(1c)球头的球心与矩形中心O₁的空间距离l；

步骤C、根据Z₁轴单位矢量方向Z₁、空间距离l和矩形中心O₁，利用公式(3)，获得工艺接头支撑柱(1c)球头的球心在全局坐标系下的坐标a_q；

a_q＝O₁+l·Z₁       (3)。