[发明专利]一种多系统协同测量校准用立体标准器

说明书

本发明公开的一种多系统协同测量校准用立体标准器，属于几何量领域。本发明主要由两部分组成，一部分是安放测量目标的四面体坐标架，另一部分是带有热涨释放功能的底座。安放测量目标的四面体坐标架由固定架、靶座、基准立方镜和基准立方镜座组成；热涨释放功能的底座由热涨释放组件、底板、旋转调整钿脚组成。本发明应用于大尺寸测量设备协同测量时的坐标系统一，现场校准，提高现场评定效率。本发明能够有效的保证多系统协同测量校准用立体标准器在宽温度变化范围内的数据稳定，满足多种测量设备协同测量现场快速校准需求，达到现场使用的效果。本发明的大尺寸测量设备包括激光跟踪仪、激光雷达、经纬仪坐标准直、摄影测量、关节臂等测量系统。

技术领域

本发明属于几何量领域，涉及一种多系统协同测量校准用立体标准器，能够直接应用于大尺寸测量设备如激光跟踪仪、激光雷达、经纬仪坐标准直、摄影测量、关节臂等测量系统协同测量时的现场校准。

背景技术

由于不同大尺寸测量设备的原理、测量范围、测量精度不同，为满足大型复杂零部件测量尺寸及精度需求，需要使用多台甚至不同测量设备进行协同测量以达到更高的测量精度需求。而多系统协同测量必然会带来不同测量设备的坐标系统一及现场校准问题，目前定长的标尺很好的解决现场单测量设备的一维校准问题，但是针对现场多系统空间坐标综合测量能力的评定问题尚未解决，尤其是经纬仪测量时，坐标与定向的综合评定问题，空间坐标测量时不同方向的精度评定问题均没有解决。针对以上校准问题，国外AIMESS公司推出了四面体八面体立体标准器，这两种标准器均采用空间立体结构现场拼接方案，即采用带有磁性吸头的等长杆以标准球为连接点拼接成四面体或八面体，由于杆长为定值，拼接后的连接点为定值，球中心为标准值，所以可进行跟踪仪、摄影测量设备的测量能力评定，但这种结构存在拼接后受力易散架问题，同时球心获取需要采用测量标准球面上的多个测量坐标点进行拟合，测量工作量大，并且该标准器不能够进行经纬仪测量系统的评定。

发明内容

本发明公开的一种多系统协同测量校准用立体标准器要解决的技术问题是：应用于大尺寸测量设备协同测量时的坐标系统一，现场校准，提高现场评定效率。所述大尺寸测量设备包括激光跟踪仪、激光雷达、经纬仪坐标准直、摄影测量、关节臂等测量系统。

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种多系统协同测量校准用立体标准器，主要由两部分组成，一部分是安放测量目标的四面体坐标架，另一部分是带有热涨释放功能的底座。所述的安放测量目标的四面体坐标架由固定架、靶座、基准立方镜和基准立方镜座组成；固定架通过固定管与销孔座焊接而成，焊接后采用三段热处理工艺保证其焊接后的稳定性及热涨系数的稳定，所述底部销孔座用于安装靶座，顶部销孔座用于安装靶座及基准立方镜，四面体坐标架通过四个角点安装固定靶座，通过坐标测量设备配合标准球给出四个空间点的坐标值，六个方向上的标准长度，基准立方镜在同一坐标系下四个面的法矢量值，多测量系统协同测量校准时,测量系统通过获取同一直径的标准球、同心锥窝、反射镜、经纬仪瞄准目标、摄影测量目标的球心坐标值，或通过经纬仪瞄准获取测量立方镜法矢量，所述测量系统包括激光雷达、关节臂、经纬仪坐标准直、摄影测量系统。所述测量值与立体标准器坐标系对齐后，将得到的测量结果与立体标准器的标准值进行比对，实现多测量系统协同测量时的不同测量设备坐标系统一以及现场校准。所述的热涨释放功能的底座由热涨释放组件、底板、旋转调整钿脚组成；热涨释放组件由导向件和球头连接件组成，球头连接件用于连接固定架的底部销座，导向组件包括导轨、导轨座，导向组件还带有球头座用于连接球头连接件与底板；通过球头连接件与导向件连接时为三点支撑，避免固定架底部销孔与底座的直接连接时由平面度造成的应力，导向件安装方向均通过中心向外，由此限制四面体坐标架的所有自由度的同时四面体坐标架能够进行自由膨胀或收缩，从而避免四面体坐标架热涨系数低、刚度小，底座热涨系数大，由在不同温度下使用直接刚性连接带来的热涨变形问题，保证四面体坐标架上安装的靶座的空间位置与基准立方镜姿态不受温度影响。