[发明专利]一种具有自标定功能的球杆长度标定装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种具有自标定功能的球杆长度标定装置及使用方法，解决了现有标定装置装配调整困难，或者无法标定长球杆的问题。本发明包括位于气浮导轨上的移动平台、位于气浮导轨一端的固定平台、位于另一端的激光干涉仪、位于气浮导轨一侧的固定平台四部分组成，位于气浮导轨一侧的固定平台在测量过程是固定的，根据被标定球杆的长度，在测量前调整其位置并固定，移动平台及两个固定平台上分别安装有三球运动支座，三球运动支座用于支撑待标定球杆，位于气浮导轨一端固定平台上的三球运动支座与移动平台上的三球运动支座用于实现装置的自标定，位于气浮导轨一侧固定平台上的三球运动支座与移动平台上的三球运动支座用于标定球杆。

技术领域

本发明涉及几何测量技术领域，具体是一种具有自标定功能的球杆长度标定装置及使用方法。

背景技术

球杆由两个高精度的球体和连接两个球的球杆组成，两球间的球心距（以下简称球杆长度）是其提供的标准距离，目前球杆长度精度最高能达到0.1微米。在工业标准中，球杆两端端部球体直径通常为25.4毫米，球体直径为38.1毫米和50.8毫米的球杆也有应用。常见球杆的长度范围在100毫米至3000毫米，也可定制加工更长长度。

球杆是校准坐标测量机长度测量误差的一种常用一维标准件，在校准激光跟踪仪、激光扫描仪以及工业摄影测量仪器等方面也有应用。在利用球杆校准坐标测量机长度测量误差前，必须对球杆长度进行高精度标定，以保证坐标测量机的校准精度。

球杆长度标定可以采用高精度坐标测量机或者专用标定装置。目前最高精度的坐标测量机的测量精度为(0.3+L/1000)微米，且其测量范围较小，无法满足高精度长球杆的标定要求；在专用仪器研制方面，从公开发表的文献看，主要有中国计量科学研究院研制的专用两坐标测量机、美国国家标准与技术研究院分别与佛罗里达大学和克莱姆森大学合作研究的两种专用测长机。现有技术存在的不足之处在于：

中国计量科学研究院研制的专用两坐标测量机需要人工瞄准，测量精度依赖于操作人员的技能；美国国家标准与技术研究院与佛罗里达大学合作研制的专用测长机只能用于标定长度在1米之内的球杆；美国国家标准与技术研究院与和克莱姆森大学的专用测长机可以用于标定长度在3米之内的球杆，但是这种仪器的安装调整非常困难，并且存在阿贝误差，目前未见美国国家标准与技术研究院实际使用。

发明内容 本发明的目的是提供一种具有自标定功能的球杆长度标定装置及使用方法，以解决现有技术球杆标定装置装配调整困难，或者无法标定长球杆的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种具有自标定功能的球杆长度标定装置，其特征在于：包括长边沿左右方向的气浮导轨，气浮导轨上左端位置固定有激光干涉仪调整云台，激光干涉仪调整云台上安装有激光干涉仪，气浮导轨上右端位置固定有第一y-z两自由度微调平台，第一y-z两自由度微调平台上安装有第一三球运动支座，气浮导轨上靠近激光干涉仪调整云台位置通过镜组安装架安装有分光镜及反射镜组，气浮导轨上位于镜组安装架和第一y-z两自由度微调平台之间还滑动安装有气浮滑架，气浮滑架上右侧固定有第二y-z两自由度微调平台，气浮滑架上左侧固定有第三y-z两自由度微调平台，其中第三y-z两自由度微调平台上安装有反射镜，且反射镜朝向镜组安装架上的分光镜及反射镜组，第二y-z两自由度微调平台上安装有第二三球运动支座，第二三球运动支座与第一三球运动支座相对设置，气浮导轨前方还设有在同一平面内垂直于气浮导轨的支撑座，支撑座后端向气浮导轨延伸，支撑座上固定有第三三球运动支座，第一、第二三球运动支座处于同一高度。

所述的一种具有自标定功能的球杆长度标定装置，其特征在于：所述支撑座为固定平台，固定平台上安装有位置可调的第三三球运动支座；

或者支撑座由滑架和滑动导轨构成，其中滑动导轨设置在气浮导轨前方，滑架滑动安装在滑动导轨上，第三三球运动支座通过固定平台固定在滑架上；