本申请涉及丝线定位设备领域，特别是涉及一种丝线支撑结构和丝线绝对定位装置。
背景技术：
丝线在测量领域中的应用非常广泛，例如，在电磁场测量中的金属丝线，超高精度直线基准建立中的Vectran非金属丝线等。由于丝线的柔软细小，长度方向无差别等物理特性，接触式的测量方法无法进行精确的定位，而非接触式传感器则存在误差传递等问题。
在利用丝线测量的各领域中，多采用传感器直接测量丝线位置，例如光电式丝线定位仪、图像式丝线定位仪、电容式丝线定位仪等，这些定位仪都需要投入较多的硬件资源。并且，各种定位仪由于自身非线性、加工安装误差等需经过复杂的标定程序。此外，如需测量丝线的绝对位置仍需设计增加高精度的定位仪支撑装置，才能实现丝线绝对位置的测量。测量环节较多，误差累计较大，占用非常多的硬件资源。
在本申请人的一篇专利申请号为201710193428.6的申请中，提出了一种V型槽的丝线支撑结构，如图7所示，V型槽丝线支撑结构7具有较高精度的槽面，丝线与两个槽面接触时，可以利用几何关系得到准确的丝线位置，从而实现精准的丝线相对定位，再结合定位仪自身空间坐标的绝对位置坐标，即可实现丝线的绝对定位。该方案有效的解决了现有定位仪需要占用非常多的硬件资源的问题。但是，在使用过程中发现，V型槽丝线支撑结构的槽底尺寸无法保证完全垂直，因为丝线的直径尺寸从0.05mm-1mm不等，在直径非常小时，丝线并不是支撑在V型槽精度较高的两个面上，而是落入精度较低的槽底部分，以至于无法利用几何关系得到准确的丝线位置；另外，V型槽的长度较长，且为金属或大理石等较为坚硬的材料，容易造成丝线的折断。
技术实现要素：
本申请的目的是提供一种新的丝线支撑结构和采用该丝线支撑结构的丝线绝对定位装置。
本申请采用了以下技术方案：
本申请的一方面公开了一种丝线支撑结构，包括底座11，底座11的上表面具有垂直向上延伸的支撑台12；支撑台12的上表面与底座11的底面平行，并且，支撑台12的上表面上开设有两条相互平行的V型槽121、122，两条V型槽121、122内分别固定放置有两条高精度的圆柱，即第一圆柱131和第二圆柱132；支撑台12的上表面，具有一条垂直向上延伸的高精度的圆柱，即第三圆柱133；在两条V型槽121、122的左边或右边方向的支撑台12的侧面上设置有一个滑轮14，用于垂直拉紧丝线。其中，在本申请的一种实现方式中，底座11和支撑台12为一体结构。
需要说明的是，本申请的丝线支撑结构，其中，滑轮14位于第二圆柱132相邻的侧面上，因此，第一圆柱131为竖直定位基准，第二圆柱132的作用是让丝线平稳过渡到滑轮14上，第三圆柱133为水平定位基准或称横向定位柱，原则上，第二圆柱132的直径小于或等于第一圆柱131，不会将丝线支撑离第一圆柱131影响丝线的竖直定位即可，例如本申请的一种实现方式中，第二圆柱132的直径略小于第一圆柱131；并且，作为竖直定位基准的第一圆柱131和水平定位基准的第三圆柱133，两者都是高精度加工的，而第二圆柱132则可以不用高精度加工，只要能够满足直径小于或等于第一圆柱131的要求即可，相应的本申请的V型槽也是高精度加工。本申请的一种实现方式中，以底座11的上表面或者下表面为竖直基准面，其中，底座11的上表面和下表面以及支撑台12的上表面都是相互平行的，并且，底座11和支撑台12为一体结构，竖直基准面与水平面平行；以V型槽延伸方向的支撑台12的其中一个侧面为横向基准面，横向基准面与V型槽垂直。使用时，丝线放置在第一圆柱131的上方，与第一圆柱131的最高处接触，丝线经由横向定位柱一侧绕到滑轮上底部由砝码拉紧丝线。由于V型槽和圆柱都是高精度加工，第一圆柱131到竖直基准面的距离是精确而确定的，因此，与丝线接触的第一圆柱131到竖直基准面的距离，加上丝线的半径即可确定丝线竖直方向的位置。与此同时，横向定位柱到横向基准面的距离也是精确而确定的，因此，该距离加上丝线的半径即可确定丝线的横向坐标。以此实现丝线的相对定位。再加上对丝线支撑结构自身空间坐标的定位，即可实现丝线的绝对定位。
优选的，支撑台12的至少一个侧面设置有若干个圆形回光反射标识123，每个圆形回光反射标识123与丝线的相对位置关系已知并固定，回光反射标识123可作为摄影测量识别标志。本申请的一种实现方式中，圆形回光反射标识分别设置于两个相互垂直的侧面上。
需要说明的是，圆形回光反射标识的作用是，使得本申请的丝线支撑结构能够适用于摄影测量系统；可以理解，如果不与摄影测量系统结合，例如只采用三坐标测量机，则可以不需要摄影测量标识。
可以理解，如前面所说的，本申请的丝线支撑结构自身可以对丝线进行相对定位，加上丝线支撑结构自身空间坐标的定位，即可实现丝线的绝对定位；因此，本申请的丝线支撑结构完全可以应用于丝线绝对定位装置中，与其它的空间定位设备，组成丝线绝对定位装置，这些空间定位设备包括但不仅限于三坐标测量机、摄影测量系统、跟踪仪。
本申请的再一面公开了一种丝线绝对定位装置，包括三坐标测量机和本申请的丝线支撑结构，丝线支撑结构1固定安装在三坐标测量机2的测台21上。
本申请的再一面公开了一种丝线绝对定位装置，包括摄影测量系统和本申请的丝线支撑结构，丝线支撑结构实现丝线的相对定位，摄影测量系统通过摄影测量标识对丝线支撑结构进行定位，实现丝线的绝对定位。
本申请的再一面公开了一种丝线绝对定位装置，包括跟踪仪和本申请的丝线支撑结构，丝线支撑结构实现丝线的相对定位，跟踪仪对丝线支撑结构进行空间定位，进而实现丝线的绝对定位。
本申请的再一面公开了一种高精度绝对直线基准的构建方法，包括采用两套本申请的丝线绝对定位装置，通过两点一线定位，实现高精度的绝对直线基准的构建。
可以理解，本申请的丝线绝对定位装置，可以高精度的定位一个点，而两套丝线绝对定位装置，即可高精度的定位两个点，两个点可以确定一条线，因此，采用两套本申请的丝线绝对定位装置可以实现高精度的绝对直线基准的构建。
本申请的有益效果在于：
本申请的丝线支撑结构，分别通过竖直定位基准和水平定位基准，实现对丝线的精准定位，并且，丝线是由高精度的圆柱支撑，与圆柱的接触面或接触点小，不容易对丝线造成磨损或折断。采用本申请的丝线支撑结构，结合简单的三自由度平移台或六自由度平台即可实现便捷的可调式的直线基准的建立；并且，本申请的丝线支撑结构可以灵活应用于多种测量环境，无需任何传感器即可实现丝线的高精度支撑和定位。
附图说明
图1是本申请实施例中丝线支撑结构的结构示意图；
图2是本申请实施例中丝线支撑结构的侧视图；
图3是本申请实施例中丝线支撑结构的俯视图；
图4是本申请实施例中丝线支撑结构与六自由度平台组合的结构示意图；
图5是本申请实施例中丝线支撑结构与摄影测量系统组合的结构示意图；
图6是本申请实施例中利用两套丝线绝对定位装置进行绝对直线基准构建的示意图；
图7是本申请背景技术中的V型槽丝线支撑结构的结构示意图。
具体实施方式
本申请的丝线支撑结构，不仅能够支撑丝线，而且本身能够对丝线进行相对定位，在结合丝线支撑结构自身的空间坐标位置，即可实现丝线的绝对定位。采用本申请的丝线支撑结构，使用现场不需要任何传感器即可实现丝线高精度支撑，不需要复杂的传感器设计、标定校准等环节，节省硬件资源。并且，圆柱配合V型槽的结构解决了V形槽底加工精度低无法通过理论计算得到丝线精确位置的问题，且圆柱表面过渡光滑，不会出现丝线折断的问题。
本申请的丝线支撑结构配合三自由度平移台或六自由度平台即可实现便捷可调式的直线基准的建立。并且，丝线支撑结构高精度的表面以及表面的摄影测量标识，使本申请的丝线支撑结构可以灵活应用于多种测量环境，如三坐标测量机、跟踪仪、摄影测量等测量环境中。
下面通过具体实施例对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。
实施例
本例的丝线支撑结构，如图1至图3所示，包括底座11，底座11的上表面具有垂直向上延伸的支撑台12，底座11和支撑台12为一体结构；支撑台12的上表面与底座11的底面和上表面平行，并且，支撑台12的上表面上开设有两条相互平行的V型槽121、122，两条V型槽121、122内分别固定放置有两条高精度的圆柱，即第一圆柱131和第二圆柱132；支撑台12的上表面，具有一条垂直向上延伸的高精度的圆柱，即第三圆柱133；在两条V型槽121、122的左边或右边方向的支撑台12的侧面上设置有一个滑轮14，用于垂直拉紧丝线。
本例的丝线支撑结构，第一圆柱131的直径略大于第二圆柱132，第一圆柱131为竖直定位基准，第二圆柱132为丝线平稳过渡到滑轮14提供支撑，第三圆柱133为水平定位基准或称横向定位柱，V型槽和圆柱都是高精度加工。使用时，以底座11的下表面为竖直基准面15，竖直基准面15与水平面平行；以V型槽延伸方向的支撑台12的其中一个侧面为横向基准面16，横向基准面16与V型槽垂直。如图2所示，丝线6放置在第一圆柱131的上方，并且，与第一圆柱131的最高处接触，如图3所示，丝线6经由横向定位柱即第三圆柱133的一侧绕到滑轮14上底部由砝码拉紧丝线。由于V型槽和圆柱都是高精度加工，第一圆柱131到竖直基准面15的距离是精确而确定的，因此，与丝线接触的第一圆柱131到竖直基准面的距离，加上丝线的半径即可确定丝线竖直方向的位置。与此同时，横向定位柱到横向基准面16的距离也是精确而确定的，因此，该距离加上丝线的半径即可确定丝线的横向坐标。以此实现丝线的相对定位。
本例的一种绝对定位方式中，将三坐标测量机和本例的丝线支撑结构组合，形成丝线绝对定位装置，如图4所示，丝线支撑结构1固定安装在三坐标测量机2的测台21上。利用三坐标测量机，测量竖直基准面15和横向基准面16，恢复坐标系，即获得丝线的绝对位置，实现丝线绝对定位。
本例的一种绝对定位方式中，为了使本例的丝线支撑结构能够适用于摄影测量系统，在支撑台12的两个相互垂直的侧面上分别设置有若干个圆形回光反射标识123，如图1所示，每个圆形回光反射标识123与丝线的相对位置关系已知并固定，回光反射标识123可作为摄影测量识别标志。如图5所示，将摄影测量系统5和设置有回光反射标识123的丝线支撑结构组合，形成丝线绝对定位装置，利用将摄影测量系统5拍摄丝线支撑结构各面进行光束平差获得每个面的特征的编码信息，从而恢复坐标系，获得丝线的绝对位置，实现丝线绝对定位。
根据本例的绝对定位方式，本例进一步提供了一种高精度绝对直线基准的构建方法，如图6所示，采用两套丝线绝对定位装置，通过两点一线定位，实现高精度的绝对直线基准的构建。
本例的丝线支撑结构：
(1)通过高精度的V型槽配合高精度圆柱，以及底部的竖直基准面实现丝线竖直方向的精确定位。
(2)高精度加工的横向定位柱配合横向基准面，实现丝线水平方向的精确绝对。
(3)本例直观的坐标系建立方式，高精度表面，加上侧面设计的摄影测量标识，使得本例的丝线支撑结构可以灵活用于多种测量环境中，例如三坐标测量机、跟踪仪、摄影测量。
(4)采用两套丝线绝对定位装置，可以很便捷的构建绝对直线基准
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。