一种激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置制造方法及图纸

本公开提供了一种激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置，包括：第一圆柱体检棒、第二圆柱体检棒以及投影图像测量仪；第一圆柱体检棒及第二圆柱体检棒分别设置于激光跟踪仪两侧的俯仰轴上；投影图像测量仪包括：发射器和接收器，第一圆柱体检棒设置于发射器及接收器之间；发射器用于发射LED光照射至第一圆柱体检棒上，接收器用于显示LED光被第一圆柱体检棒或第二圆柱体检棒部分遮挡后形成的光影，以得到第一圆柱体检棒及第二圆柱体检棒的中心轴线位置；根据第一圆柱体检棒及第二圆柱体检棒的中心轴线位置偏差及检测端面距离，得到激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差。本公开还提供了一种激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测方法。和方位轴的垂直度误差检测方法。和方位轴的垂直度误差检测方法。

【技术实现步骤摘要】
一种激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置


[0001]本公开涉及仪器测量和校准领域，具体涉及一种激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置及其检测方法。

技术介绍

[0002]激光跟踪仪是一种新型大尺寸空间测量仪器，在航空航天、能源机械、大科学装置等大型装备制造领域具有广泛应用。
[0003]目前国内激光跟踪仪的生产制造厂家较少，对于跟踪仪几何结构误差检测及调整的方法的相关技术专利和文献报道也非常有限。部分文献或专利对于激光跟踪仪俯仰轴和方位轴垂直度、光轴和方位轴垂直度与相交度误差的检定方法和装置进行了研究。在激光跟踪仪的几何结构中，俯仰轴和方位轴是跟踪仪的关键轴系。俯仰轴、方位轴以及光轴三轴需要相互相交并垂直，方位轴可以承载跟踪头在水平方向上进行旋转，俯仰轴可以将跟踪头在垂直方位上进行旋转，两者共同作用使得跟踪仪在测量空间内可以进行三维空间内的旋转。跟踪仪的方位轴和俯仰轴的在理想情况下应该相交并垂直，但由于机械结构存在加工和装调误差，导致跟踪仪俯仰轴与方位轴不垂直，即俯仰轴和方位轴相互倾斜存在一定夹角，该倾斜夹角称为俯仰轴和方位轴的垂直度误差，该误差使跟踪仪光束偏离理想位置，从而产生测量误差。
[0004]因此，需研究高精度的检测手段，检测出跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差，以利于对跟踪仪轴系的精确调整及误差修正。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中上述问题，本公开提供了一种激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置，旨在提供一种非接触测量、操作简便及精度较高的提取跟踪仪俯仰轴的轴线位置的检测装置及其检测方法。
[0006]本公开的第一个方面提供了一种激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置，包括：第一圆柱体检棒、第二圆柱体检棒以及投影图像测量仪；其中，第一圆柱体检棒及第二圆柱体检棒分别设置于激光跟踪仪两侧的俯仰轴上；投影图像测量仪包括：发射器和接收器，其中，第一圆柱体检棒设置于发射器及接收器之间；其中，发射器用于发射LED光照射至第一圆柱体检棒上，接收器用于显示LED光被第一圆柱体检棒或第二圆柱体检棒部分遮挡后形成的光影，以得到第一圆柱体检棒及第二圆柱体检棒的中心轴线位置；根据第一圆柱体检棒及第二圆柱体检棒的中心轴线位置偏差及检测端面距离，得到激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差。
[0007]进一步地，第一圆柱体检棒及第二圆柱体检棒分别通过转接件与激光跟踪仪两侧的俯仰轴的端面连接；其中，转接件用于调节第一圆柱体检棒和/或第二圆柱体检棒的方位。
[0008]进一步地，检测端面距离为第一圆柱体检棒的检测端面到第二圆柱体检棒的检测
端面之间的距离。
[0009]进一步地，接收器的垂直基准线与水平基准线在该检测装置检测过程中始终保持不变。
[0010]进一步地，第一圆柱体检棒及第二圆柱体检棒的直径相同。
[0011]进一步地，还包括：第一支撑架，用于固定支撑发射器；第二支撑架，用于固定支撑接收器。
[0012]进一步地，发射器发射的LED光与激光跟踪仪俯仰轴垂直。
[0013]进一步地，激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差满足以下关系：
[0014]θ＝arctan(|A
‑
B|/CD)
[0015]其中，θ表示激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差；A表示第一圆柱体检棒的中心轴线位置所对应的数值；B表示第二圆柱体检棒的中心轴线位置所对应的数值；CD表示检测端面距离。
[0016]本公开的第二个方面提供了一种激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测方法，包括：将本公开第一个方面提供的激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置中的第一圆柱体检棒及第二圆柱体检棒安装在激光跟踪仪两侧的俯仰轴上，以及，第一圆柱体检棒设置于发射器及接收器之间；利用发射器发射LED光照射至第一圆柱体检棒上，以使接收器显示LED光被第一圆柱体检棒部分遮挡后形成的光影，得到第一圆柱体检棒的中心轴线位置；将激光跟踪仪围绕其方位轴旋转180
°
，以使接收器显示LED光被第二圆柱体检棒部分遮挡后形成的光影，得到第二圆柱体检棒的中心轴线位置；根据第一圆柱体检棒及第二圆柱体检棒的中心轴线位置偏差及检测端面距离，得到激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差。
[0017]进一步地，该方法还包括：通过调节第一转接件和/或第二转接件的位移和角度，以调节第一圆柱体检棒及第二圆柱体检棒的方位，使得第一圆柱体检棒及第二圆柱体检棒的中心轴线与激光跟踪仪俯仰轴的中心轴线重合。
[0018]本公开相比现有技术至少具备以下有益效果：
[0019](1)、该激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置通过同轴圆柱检验棒和投影图像测量仪可以对激光跟踪仪的俯仰轴和方位轴垂直度进行检测，其测量流程简单，无需接触，测量精度高，可以满足激光跟踪仪轴系相交度误差高精度检测的需求。
[0020](2)、该检测方法适用于绝大部分二维转台的轴系垂直度误差检测的精度，可满足精密装配和检测中二维转台垂直度检测的需求。
附图说明
[0021]为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：
[0022]图1示意性示出了本公开实施例的激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置的俯视图；
[0023]图2示意性示出了本公开实施例的激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置的左视图；
[0024]图3示意性示出了本公开实施例的接收器上的投影轮廓示意图；
[0025]图4示意性示出了本公开实施例的激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测
装置的主视图；
[0026]图5示意性示出了本公开实施例的图4中局部区域O的放大示意图。
具体实施方式
[0027]以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
[0028]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0029]在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
[0030]图1示意性示出了本公开实施例的激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置的俯视图。
[0031]如图1所示，该激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置，包括：第一圆柱体检棒5、第二圆柱体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置，其特征在于，包括：第一圆柱体检棒(5)、第二圆柱体检棒(6)及投影图像测量仪；其中，所述第一圆柱体检棒(5)及所述第二圆柱体检棒(6)分别设置于激光跟踪仪两侧的俯仰轴上；所述投影图像测量仪包括：发射器(10)和接收器(11)，其中，所述第一圆柱体检棒(5)设置于所述发射器(10)及所述接收器(11)之间；其中，所述发射器(10)用于发射LED光照射至所述第一圆柱体检棒(5)上，所述接收器(11)用于显示所述LED光被所述第一圆柱体检棒(5)或所述第二圆柱体检棒(6)部分遮挡后形成的光影，以得到所述第一圆柱体检棒(5)及所述第二圆柱体检棒(6)的中心轴线位置；根据所述第一圆柱体检棒(5)及所述第二圆柱体检棒(6)的中心轴线位置偏差及检测端面距离，得到所述激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差。2.根据权利要求1所述的激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置，其特征在于，所述第一圆柱体检棒(5)及所述第二圆柱体检棒(6)分别通过转接件与所述激光跟踪仪两侧的俯仰轴的端面连接；其中，所述转接件用于调节所述第一圆柱体检棒(5)和/或所述第二圆柱体检棒(6)的方位。3.根据权利要求1所述的激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置，其特征在于，所述检测端面距离为所述第一圆柱体检棒(5)的检测端面到所述第二圆柱体检棒(6)的检测端面之间的距离。4.根据权利要求1所述的激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置，其特征在于，所述接收器(11)的垂直基准线与水平基准线在该检测装置检测过程中始终保持不变。5.根据权利要求1所述的激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置，其特征在于，所述第一圆柱体检棒(5)及所述第二圆柱体检棒(6)的直径相同。6.根据权利要求1所述的激光跟踪仪俯仰轴和方位轴的垂直度误差检测装置，其特征在于，还包括：第一支撑架(12)，用于固定支撑所述发射器(10)；第二支撑架(13)，用于固定支撑所述接收器(11)。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：王珊，张滋黎，孟繁昌，纪荣祎，王国名，崔成君，潘映伶，张佳，董登峰，周维虎，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：