三自由度定位标尺及设备位置标定方法与流程

本发明涉及设备定位技术领域。更具体地，涉及一种三自由度定位标尺及设备位置标定方法。

背景技术：

大型实验室都有设备安装的需求，设备与设备之间可能存在物理空间上的关系，因此需要对设备的安装进行定位，确定高度和水平度等三自由度。

传统的设备安装往往只能满足两个自由度的要求，要么是水平度，要么是垂直度。很难满足大空间、高精度、三自由度的设备安装需求。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种三自由度定位标尺，解决大空间、高精度、三自由度的设备安装定位的问题。本发明的另一个目的在于提供一种应用三自由度定位标尺的设备位置标定方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明公开了一种三自由度定位标尺，包括：

支撑架，包括本体部和支撑所述本体部的三角支撑部；

刻度尺，表面形成有刻度线，固定在所述本体部上；

线垂，一端固定在所述刻度尺上，另一端竖直下垂。

优选的，进一步包括：

十字反光片，表面形成有标记线，固定在所述刻度尺上并能够在所述刻度尺上滑动。

优选的，所述刻度尺相对于所述本体部垂直固定在所述本体部上。

优选的，所述刻度尺上形成有过孔，连接轴穿过所述刻度尺的过孔并与所述本体部固定。

优选的，所述过孔与所述刻度尺的下端的距离为所述刻度尺长度的三分之一。

优选的，所述刻度尺上的刻度线为相对于支撑架底端的高度。

优选的，所述本体部为圆筒形。

优选的，所述连接轴穿过所述刻度尺的过孔，且所述连接轴的两端与所述圆筒形的侧壁固定连接。

优选的，进一步包括安装面，所述安装面上形成有十字标志线，所述线垂的下端与所述十字标志线的交点对应设置。

本发明还公开了一种应用如上所述的三自由度定位标尺的设备位置标定方法，包括：

将三自由度定位标尺设置在形成有十字标志线的安装面上，使所述线垂的下端与所述十字标志线的交点对应；

确定所述刻度尺上预设高度的刻度线；

将所述安装面及其上的三自由度定位标尺设置在设备安装位置，使所述线垂的下端与所述十字标志线的交点重新对应，则所述预设高度的刻度线为设备的安装中心。

本发明通过采用支撑架作为支撑，在其上设置刻度尺和线垂。支撑架上的刻度尺可用于表示高度位置，根据设备尺寸和预设安装位置可得到设备安装的预设高度。同时，通过线垂指示竖直方向，保证了设备在竖直方向上的预设高度的准确性。本发明的三自由度定位标尺能够提供高度和水平度等三自由度设备可视安装，安装精度可达到位移±0.5mm，水平度5″，为可视精度。本发明可广泛应用于屏蔽暗室或三轴飞行转台的安装过程中，提高了设备安装的精度，简化了设备的三自由度安装的难度。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出了本发明一种三自由度定位标尺一个具体实施例的结构图之一；

图2示出了本发明一种三自由度定位标尺一个具体实施例的结构图之二；

图3示出了本发明一种三自由度定位标尺一个具体实施例的结构图之三；

图4示出了本发明一种三自由度定位标尺一个具体实施例的结构图之四；

图5示出了本发明一种应用三自由度定位标尺的设备位置标定方法一个具体实施例的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

目前的大型实验室都有设备安装的需求，设备与设备之间可能存在物理空间上的关系，因此需要对设备的安装进行定位，确定高度和水平度等三自由度。传统的设备安装往往只能满足两个自由度的要求，要么是水平度，要么是垂直度。很难满足大空间、高精度、三自由度的设备安装需求。

为了解决以上问题，根据本发明的一个方面，本实施例公开了一种三自由度定位标尺。如图1-图4所示，本实施例中，所述三自由度定位标尺包括支撑架3、刻度尺1和线垂4。

其中，所述支撑架3包括本体部31和支撑所述本体部31的三角支撑部32。所述刻度尺1表面形成有刻度线，固定在所述本体部31上。所述线垂4的一端固定在所述刻度尺1上，另一端竖直下垂。

本发明通过采用支撑架3作为支撑，在其上设置刻度尺1和线垂4。支撑架3上的刻度尺1可用于表示高度位置，根据设备尺寸和预设安装位置可得到设备安装的预设高度。同时，通过线垂4指示竖直方向，保证了设备在竖直方向上的预设高度的准确性。本发明的三自由度定位标尺能够提供高度和水平度等三自由度设备可视安装，安装精度可达到位移±0.5mm，水平度5″，为可视精度。本发明可广泛应用于屏蔽暗室三轴飞行转台的安装过程中，提高了设备安装的精度，简化了设备的三自由度安装的难度。

在优选的实施方式中，三自由度定位标尺进一步包括十字反光片2，表面形成有标记线，固定在所述刻度尺1上并能够在所述刻度尺1上滑动。可以理解的是，在该优选的实施方式中，在刻度尺1上设置十字反光片2，通过十字反光片2上的标记线标记刻度尺1上的刻度线。根据设备安装的预设高度使十字反光片2上的标记线与刻度尺1上预设高度的位置对齐，以表示设备的安装中心位置。优选的，标记线为十字形线，既要标记水平位置，也可以标记垂直位置。

在优选的实施方式中，所述刻度尺1相对于所述本体部31垂直固定在所述本体部31上。优选的，刻度尺1相对于本体部31垂直固定，以便于采用目前常规刻度设置刻度尺1的刻度线，具有广泛适用性。在其他实施方式中，刻度尺1也可通过其他位置和角度与本体部31固定，可通过调整刻度线的比例使刻度尺1的刻度线表示实际的高度。

在优选的实施方式中，所述刻度尺1上形成有过孔，连接轴6穿过所述刻度尺1的过孔并与所述本体部31固定。在该优选的实施方式中，通过在刻度尺1上形成过孔，并通过连接轴6穿过刻度尺1的过孔，刻度尺1进一步固定在支撑架3上以将刻度尺1固定在支撑架3上。在其他实施方式中，也可采用其他固定方式将刻度尺1安装在支撑架3上，本发明对此并不作限定。

在优选的实施方式中，所述过孔与所述刻度尺1的下端的距离为所述刻度尺1长度的三分之一，保持稳定连接并保证了刻度尺1大部分的有效性。在其他实施方式中，也可在刻度尺1的其他位置形成过孔，本发明在此并不作限定。

在优选的实施方式中，所述刻度尺1上的刻度线为相对于支撑架3底端的高度。可以理解的是，刻度尺1的刻度线表示相对于支撑架3底端的高度即表示刻度尺1的刻度线可以表示当前位置的实际高度，以用于高度定位。

在优选的实施方式中，所述本体部31为圆筒形。本体部31为圆筒形，三角支撑部32可包括三条支撑腿，三条支撑腿可分别与圆筒形的本体部31的下边缘的三个方向固定连接，以稳定支撑本体部31。

更优选的，所述连接轴6穿过所述刻度尺1的过孔，且所述连接轴6的两端与所述圆筒形的侧壁固定连接。其中，可在圆筒上形成相对的两个固定孔，使穿过刻度尺1上过孔的连接轴6的两端分别穿过两个固定孔并固定，以实现连接轴6与圆筒的固定，以将刻度尺1与本体部31固定。优选的，连接轴6可选用螺钉，螺钉从固定孔穿过，一端被固定孔限位，另一端从固定孔穿出至圆筒外部，并可进一步通过螺母7锁紧。

在优选的实施方式中，三自由度定位标尺进一步包括安装面5，该安装面5可用于安装设备。所述安装面5上形成有十字标志线51，所述线垂4的下端与所述十字标志线51的交点对应设置。可以理解的是，通过在安装面5上形成十字标志线51，一方面可以标定设备水平方向的两个自由度方向，另一方面可以通过与线垂4对应以对设备的水平方面进行标定。

在对设备进行位置标定时，在要安装的设备安装面5上，画出十字标志线51，并根据十字标志线51和要安装的设备的预设安装位置对安装面5进行水平方向上的两个自由度的标定。然后将三自由度定位标尺放置在设备安装面5上，调整支撑架3，使线垂4指向十字标志线51中心的交点。

根据设备安装中心到设备安装面5的预设高度要求，用钢卷尺量出这一高度，并在钢尺上设置或调整十字反光片2，十字反光片2中心到设备安装面5的距离就是设备安装的预设高度要求。另外，十字反光片2还可与其他仪器配合来完成定位功能。移动设备安装面5至理论位置，通过观察线垂4与设备安装面5上的十字线中心的偏差，调整设备安装面5的姿态，使线垂4再次指向十字标志线51中心交点，同时十字反光片2中心满足高度方向的要求。这时设备安装面5就同时完成了三个自由度的定位，也一直实时显示设备安装面5的安装姿态。

基于相同原理，本发明还公开了一种应用如本实施例所述的三自由度定位标尺的设备位置标定方法。如图5所示，本实施例中，所述方法包括：

s100：将三自由度定位标尺设置在形成有十字标志线51的安装面5上，使所述线垂的下端与所述十字标志线51的交点对应。

s200：确定所述刻度尺1上预设高度的刻度线。

s300：将所述安装面5及其上的三自由度定位标尺设置在设备安装位置，使所述线垂的下端与所述十字标志线51的交点重新对应，则所述预设高度的刻度线为设备的安装中心。

由于该方法解决问题的原理与以上三自由度定位标尺类似，因此本方法的实施可以参见三自由度定位标尺的实施，在此不再赘述。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。