[发明专利]一种机械装备空间位置实时采集装置及其测量系统、方法

权利要求书

1.一种机械装备空间位置实时采集装置，其特征在于，该装置包括：基座，在所述基座的水平位置固定水平仪，所述基座上固定旋转编码器和数据采集卡，所述旋转编码器的转轴与拉线编码器固定架连接，所述拉线编码器固定架上固定出线口与所述旋转编码器转轴中心共线的拉线编码器，所述拉线编码器固定架上在可拍摄到所述拉线编码器出线口的位置固定摄像头，所述旋转编码器、拉线编码器和摄像头分别与所述数据采集卡连接；

所述摄像头用于采集所述拉线编码器的拉线与所述拉线编码器的出线口轴线之间的夹角角度；

所述机械装备空间位置实时采集装置用于机械装备空间位置的实时测量，测量时，以旋转编码器的转轴中心线与拉线编码器的出线口中心线的交点为坐标原点，以旋转编码器的转轴中心线为Z_j轴，以拉线编码器的出线口中心线为X_j轴，建立三维坐标系O_j-X_jY_jZ_j；

确定数控装置的基坐标系O-XYZ，当数控装置运动到空间内的三个固定位置时，确定基坐标系O-XYZ下这三个固定位置的坐标值；根据所述的机械装备空间位置实时采集装置采集的上述三个固定位置处的旋转编码器、拉线编码器和摄像头的数据，计算三个固定位置在坐标系O_j-X_jY_jZ_j下的坐标值；

计算出坐标系O_j-X_jY_jZ_j与数控装置基坐标系O-XYZ之间的变换矩阵；

根据所述的机械装备空间位置实时采集装置采集的待测量位置处的旋转编码器、拉线编码器和摄像头的数据，计算所述机械装备空间位置实时采集装置确定的坐标系O_j-X_jY_jZ_j下的待测量位置坐标值；根据变换矩阵计算待测量位置在数控装置基坐标系O-XYZ下的坐标值。

2.如权利要求1所述的一种机械装备空间位置实时采集装置，其特征在于，所述旋转编码器通过螺钉固定在所述基座上；

所述拉线编码器固定架通过法兰联轴器与所述旋转编码器的转轴连接。

3.一种机械装备空间位置实时测量系统，其特征在于，该系统包括：如权利要求1-2任一项所述的一种机械装备空间位置实时采集装置、连接适配器、数控装置和计算机终端；

所述机械装备空间位置实时采集装置与所述计算机终端连接以及通过所述连接适配器与所述数控装置连接。

4.如权利要求3所述的一种机械装备空间位置实时测量系统，其特征在于，所述机械装备空间位置实时采集装置的拉线编码器的拉线端子与所述连接适配器连接，通过所述连接适配器与所述数控装置连接；

所述机械装备空间位置实时采集装置通过数据线与所述计算机终端连接。

5.一种机械装备空间位置实时测量方法，其特征在于，基于如权利要求3-4任一项所述的一种机械装备空间位置实时测量系统，该方法包括：

通过观察所述水平仪将所述机械装备空间位置实时采集装置放置水平，并按照所述测量系统的连接关系将所述测量系统进行安装；

将所述数控装置运动到空间内的三个固定位置，并确定基坐标系下这三个固定位置的坐标值，同时通过所述机械装备空间位置实时采集装置将在这三个固定位置处的旋转编码器、拉线编码器和摄像头的数据发送到计算机终端。