一种基于激光跟踪仪的手持式便携测量工具及其测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于激光跟踪仪的手持式便携测量工具及其测量方法，其测量工具为测量笔，测量笔由圆锥形笔头和包含靶球座定位孔的笔杆组成，将靶球座安装在笔杆上后，笔头笔尖对准接触测量点，手持靶球引光至靶球座上，慢慢转动测量笔杆，分别在四个位置保持稳定，激光跟踪仪分别测量靶球四个位置的坐标值，即可计算出笔头处测量点的位置坐标。本发明特点在于：1）测量点处不需加工靶球座定位孔，仅保证测量点所在微小平面能使测量笔转动时笔尖保持稳定对准即可；2）测量笔无需标定，测量笔制造误差和形位公差对测量结果精确度无影响；3）结构简单，使用方便，算法可编程至激光跟踪仪控制程序中，适用面广。
【专利说明】一种基于激光跟踪仪的手持式便携测量工具及其测量方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及一种激光跟踪仪3D测量模式对测量点进行测量的装置及方法，特别涉及一种基于激光跟踪仪的手持式便携测量工具及其测量方法，其属于激光跟踪仪测量【技术领域】。
【背景技术】:
[0002]激光跟踪仪测量广泛应用于航空制造、机械工程等领域。激光跟踪仪3D测量模式下测量点的坐标时，需要在测量点处加工靶球座定位孔，测量时将靶球座置于定位孔上，然后手持靶球引光至靶球座上，激光跟踪仪根据靶球座偏置量和靶球位置计算出测量点的位置坐标。该方法需要在测量点加工安装靶球座的定位孔。测量点数量多或者位置随机时，加工制造工作量大，加工的定位孔影响零部件设计性能。没有定位孔情况下，要获取任意点的位置坐标，激光跟踪仪只能使用T-PiObe、T-Scan或T-Cam等设备进行6D摄像扫描测量，这些设备昂贵。
[0003]因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。
【发明内容】
:
[0004]本发明提供一种基于激光跟踪仪的手持式便携测量工具及其测量方法，其能够有效克服现有激光跟踪仪3D测量方法的缺点。
[0005]本发明采用如下技术方案:一种基于激光跟踪仪的手持式便携测量工具，其包括测量笔及作为激光跟跟踪仪附件的靶球座和靶球，所述测量笔包括包含有靶球座定位孔的笔杆和笔头两部分，所述靶球座通过靶球座定位孔安装在笔杆上，所述笔头笔尖对准接触测量点，手持祀球引光至祀球座上。
[0006]所述笔头与笔杆采用螺纹连接。
[0007]本发明还采用如下技术方案:一种基于激光跟踪仪的手持式便携测量工具的测量方法，其包括如下步骤
[0008]I)安装靶球座到测量笔上，手持测量笔使笔头笔尖与测量点保持定点接触；
[0009]2)手持靶球引光至靶球座上，手持测量笔保持稳定，激光跟踪仪测量靶球位置；
[0010]3)轻轻调整转动测量笔角度，笔尖保持与测量点定点接触，测量靶球其余3个位置的坐标，进而共得到靶球四个位置的坐标值；
[0011]4)测量数据处理，计算得到测量点坐标，其中计算方法如下:靶球四个测量点坐标SPiO^yi, Zi)，其中i = 1，2，3，4，设激光跟踪仪测出的靶球坐标点距离测量点距离为R，由于测量时笔头笔尖与测量点保持定点接触，测量笔小幅度转动，因此测量过程中R为定值，设测量点坐标为P (X，y, z)则有:
【权利要求】
1.一种基于激光跟踪仪的手持式便携测量工具，其包括测量笔及作为激光跟跟踪仪附件的靶球座(3)和靶球(4)，其特征在于:所述测量笔包括包含有靶球座定位孔(5)的笔杆(2 )和笔头(I)两部分，所述靶球座(3 )通过靶球座定位孔(5 )安装在笔杆(2 )上，所述笔头笔尖对准接触测量点，手持靶球(4)引光至靶球座(3)上。
2.如权利要求1所述的基于激光跟踪仪的手持式便携测量工具，其特征在于:所述笔头(I)与笔杆(2 )采用螺纹连接。
3.—种如权利要求1所述的基于激光跟踪仪的手持式便携测量工具的测量方法，其特征在于:包括如下步骤 O安装靶球座到测量笔上，手持测量笔使笔头笔尖与测量点保持定点接触； 2)手持靶球引光至靶球座上，手持测量笔保持稳定，激光跟踪仪测量靶球位置； 3)轻轻调整转动测量笔角度，笔尖保持与测量点定点接触，测量靶球其余3个位置的坐标，进而共得到靶球四个位置的坐标值； 4)测量数据处理，计算得到测量点坐标，其中计算方法如下:靶球四个测量点坐标为Pi (xi； Ii, Zi)，其中i = 1，2，3，4，设激光跟踪仪测出的靶球坐标点距离测量点距离为R，由于测量时笔头笔尖与测量点保持定点接触，测量笔小幅度转动，因此测量过程中R为定值，设测量点坐标为P(x, y, z)则有:
4.如权利要求3所述的基于激光跟踪仪的手持式便携测量工具的测量方法，其特征在于:所述解算方法编程至激光跟踪仪控制程序中后，在靶球四个位置坐标测量完成后可直接解算出测量点坐标。
【文档编号】G01B11/00GK103837079SQ201410053661
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年2月17日 优先权日:2014年2月17日
【发明者】李泷杲, 陈磊, 黄翔, 方伟, 邓正平, 邢宏文, 刘思仁, 戴肇鹏, 沈立恒 申请人:南京航空航天大学, 上海飞机制造有限公司