[发明专利]拉线式三维空间定位装置

说明书

本发明涉及一种拉线式三维空间定位装置，包括：安装座，其上设有拉线传感器，各拉线传感器分别具有拉线，各拉线的自由端设置拉头，用于固定在不同的已知坐标点位置处；安装座上对应各拉线传感器分别布置有集中换向滑轮，各拉线的拉头经相应集中换向滑轮的入线侧引入并在绕过相应集中换向滑轮后从相应出线侧引出；安装座上设有设定中心点，集中换向滑轮围绕设定中心点分布，并靠近设定中心点布置，各集中换向滑轮的出线侧位于该集中换向滑轮朝向所述设定中心点的一侧。当待测目标物体移动而需要更滑拉头连接位置时，直接将拉线的拉头拆卸并连接在重新确定的已知坐标点位置即可，操作时仅操作拉线的拉头即可，集成化程度高，使用较为方便。

技术领域

本发明涉及一种拉线式三维空间定位装置。

背景技术

三维空间动态位移测量在航空航天、工业生产（地下空间挖掘等）等众多领域起到了极其关键的作用。

现有技术普遍采用激光跟踪仪、红外、高速摄影机、3D影像等原理进行空间定位，但在挖掘设备如悬臂掘进机等设备工作时会产生大量的粉尘，采用上述定位方法容易严重受到粉尘干扰。

近期也有采用基于拉线位移传感器将空间中动态位置变动转变为三维坐标的相对位移变化量的方法，拉绳位移传感器又称拉绳传感器、拉绳电子尺、拉绳编码器、拉线位移传感器，拉绳位移传感器是直线位移传感器在结构上的精巧构成，充分结合了角度传感器和直线位移传感器的优点，使用时，将拉线位移传感器置于四个方位，拉线拉头汇于同一空间点进行空间定位，测量原理可参见《机械设计与制造工程》2014年3月第43卷第3期中公开的基于拉线位移传感器的动态空间位置测量方法，作者为龚成、陈文亮及张得礼，相关的结构如授权公告号为CN103486989B的中国发明专利中公开的拉线式空间位置测量机构，其包括测量框和空间向心定位机构，测量框上设置四个对称式的拉线编码器，空间向心定位机构由一个定位轴和四个相互独立的向心腿组成，四个拉线编码器的拉线在绕过相应滑轮后与四个向心腿一一对应连接，测量时，将定位轴插入测量孔位中，四根拉线汇聚一点，根据四个拉线编码器，构件空间坐标系，进而根据求解得到定位轴所在的坐标测量值，由于拉线编码器是即时测量类传感器，故当定位轴动态移动时，测量机构也可进行测量，以得到动态移动轨迹。实际上，在申请公布号为CN106945029A的中国发明专利申请中公开的用于捕捉物体三维运动轨迹的装置，也采用类似的方式测量。

上述测量机构在测量时，将拉线编码器固定，将拉线的线头连接在待测物体上。在将这种测量机构应用于隧道施工中以检测车辆位置时，需要将拉线编码器所在的测量框固定安装在隧道壁上，将拉线的线头连接在车辆上，在车辆向前移动一定距离后，还需要重新改变测量框位置并重新进行已知点标定，测量框拆装固定较为繁琐，调整较为不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拉线式三维空间定位装置，以解决现有技术中当需要连续测量物体移动轨迹时需要反复拆装拉线编码器所在的测量框导致调整较为不便的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的拉线式三维空间定位装置的技术方案是：一种拉线式三维空间定位装置，包括：

安装座，用于固定安装在待测目标物体上；

所述安装座上设有三个以上的拉线传感器，各拉线传感器分别具有用于测量的拉线，各拉线的自由端设置拉头，用于固定在不同的已知坐标点位置处；

所述安装座上对应各拉线传感器分别布置有集中换向滑轮，集中换向滑轮具有入线侧和出线侧，各拉线的拉头经相应集中换向滑轮的入线侧引入并在绕过相应集中换向滑轮后从相应出线侧引出；

所述安装座上设有设定中心点，所有集中换向滑轮围绕所述设定中心点分布，并靠近所述设定中心点布置，各集中换向滑轮的出线侧位于该集中换向滑轮朝向所述设定中心点的一侧。