[发明专利]一种叶片型面全数据测量拼接方法及装置

权利要求书

1.一种叶片型面全数据测量拼接方法，其特征在于，首先将叶片装夹在旋转台上，根据叶片的型面特点，采用不同的传感器装夹方式装夹传感器进行叶片扫描，完成叶片型面全数据采集；然后借助旋转台上设置的标准球，根据标准球的球心坐标和标准球球心平移后坐标以及旋转台中心，求出转换坐标，完成不同坐标系下叶片型面数据的拼接，最后得到完整的叶片三维点云数据，包括以下步骤：

S1、将装夹好的叶片放置在旋转台上，并在旋转台上安放标准球，装夹传感器，使传感器光束方向与叶片截面轮廓线所在平面垂直，利用传感器扫描标准球，获取当前坐标系下不同位置标准球上离传感器最近的点坐标，并获取叶片叶盆和叶背数据信息，具体为：

传感器沿X轴、Z轴扫描标准球，获取标准球在Y方向距离传感器最近的点，记为P₁(x₁，y₁，z₁)，然后沿X轴方向扫描叶片的叶盆，记录并保存得到第一次测量数据；

扫描完成后，将旋转台旋转180°，扫描标准球，获取标准球在Y方向距离传感器最近的点，记为P₂(x₂，y₂，z₂)，接着沿X轴方向扫描叶片的叶背，记录并保存得到第二次测量数据；

扫描完成后，将旋转台旋转任意已知角度，扫描标准球，获取标准球在Y方向距离传感器最近的点，记为P₃(x₃，y₃，z₃)；

根据标准球上的最近点是通过标准球球心截面上的点，r为标准球半径，将不同角度下的标准球球心坐标P₁'(x₁，y₁+r，z₁)，P₂'(x₂，y₂+r，z₂)和P₃'(x₃，y₃+r，z₃)带入平面圆方程得到高度为z₀的旋转台旋转中心坐标O(x₀,y₀,z₀)和旋转半径R，z₁＝z₂＝z₃＝z₀，将第二次测量下获得的叶片型面数据，以旋转台旋转中心坐标O(x₀,y₀,z₀)为旋转中心，绕Z轴旋转180°，将两次测量数据转换在同一坐标系下；

S2、改变传感器装夹方式，使传感器光束方向与叶片截面轮廓线所在平面平行，利用传感器扫描标准球，获取当前坐标系下不同位置标准球上离传感器最近的点坐标，并获取叶片前后缘数据信息；

S3、通过已知标准球最近点坐标，分别计算步骤S1和步骤S2传感器不同装夹方式下的标准球球心坐标，得到不同坐标系下的旋转台中心坐标；

S4、通过将旋转台坐标重合，得到平移量，将步骤S2得到的数据平移转换到同一坐标系下，再分别以步骤S3得到的步骤S1获取的标准球球心坐标和步骤S2获取的标准球球心平移后坐标以及旋转台中心，求出旋转角度θ，以及旋转平移后的所有数据，完成叶片型面数据拼接，得到叶片三维点云数据。

2.根据权利要求1所述的一种叶片型面全数据测量拼接方法，其特征在于，高度为z₀的旋转台旋转中心坐标(x₀，y₀)和旋转半径R具体如下：

其中，r为标准球半径。