CN106441103A - 一种自适应孔径的激光跟踪仪辅助定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一个用于激光跟踪仪的可自适应孔径的辅助定位装置，使得激光跟踪仪可以通过一次测量获得不同直径的被测孔的坐标信息，从而提高测量效率。该装置主要包括承球台、底座、转动板、轴承、磁铁、簧片、销轴、测孔轴。承球台和底座由轴承连接定位，底座上安装有销轴及其上的转动板、簧片，承球台上固定有磁铁和测孔轴。承球台相对底座旋转时，转动板会随着摆动，从而改变装置在被测孔中测量圆柱的等效外径，以贴合被测孔内圆表面。在测量非标准尺寸的普通孔坐标时，无需多次测量孔的圆周计算圆心坐标，仅通过微调装置的等效外径即可实现定位和测量，提高了测量效率。

Description

一种自适应孔径的激光跟踪仪辅助定位装置

技术领域

本发明属于激光测量的技术领域，具体涉及一种用于把激光跟踪仪的可自适应孔径的辅助定位装置。

背景技术

激光跟踪仪是一种大量程、高精度的工业测量仪器，可对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。具有高精度、高效率、可实时跟踪测量等特点，适用于大型工件的辅助检验和配装测量。激光跟踪测量系统基本都是由激光跟踪头、控制器、用户计算机、靶球(反射器)及辅助工装垫块等组成。

激光跟踪测量系统的基本工作原理是在目标点上以直接或间接接触方式放置一个靶球，跟踪头发出的激光射到靶球上被反射回跟踪头。同时，返回的激光光束被接收系统所采集，根据激光的光程、相位和跟踪头测角编码器的综合数据用来计算目标的三维空间位置。跟踪头具有方位和俯仰的二自由度精密转台，当靶球在跟踪头视场范围内移动时，跟踪头会调整光束瞄准方向来实时对准靶球。

激光跟踪仪的靶球通常直接用于测量对象的表面，对于孔、点、边等几何元素的测量则需要借助多种辅助工装。其中，孔的坐标测量主要分两种情况，一种是预先设计的标准定位孔，这种孔具有6mm，8mm或10mm等标准孔径，直接使用相应规格的辅助工装一次测量即可得到孔的坐标；另一种是普通孔，其尺寸通常与上述规格不同，测量时需要沿着孔的圆周测量多个点拟合成一个圆周再计算圆心的坐标，这样获得一个孔的坐标需要测量多个点的坐标再进行计算操作，效率较低。为了解决机械工件中大量不同尺寸的普通孔进行快速测量问题，需要一种具有自适应孔径的辅助定位装置，使得对于不同直径的孔均可一次测量即获得坐标信息。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一个用于激光跟踪仪的可自适应孔径的辅助定位装置，使得激光跟踪仪可以通过一次测量获得不同直径的被测孔的坐标信息，从而提高测量效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案实现：

一种自适应孔径的激光跟踪仪辅助定位装置，该装置可通过改变圆柱探头的等效外径，实现对不同直径的孔的快速测量。

该装置包括承球台、底座、转动板、轴承、磁铁、簧片、销轴、测孔轴；其中：

所述的承球台的上部为台体，在台体的上表面具有固定测量靶球的锥形盲孔，在盲孔的底部用过盈配合的方式塞入磁铁，用以吸住靶球。承球台的下部为凸台，在凸台的下方有一段螺纹杆。

所述的测孔轴的上端面具有一个下沉的台阶面，台阶面的直径与承球台下部凸台外径一致，台阶面的中央具有一个螺纹盲孔，测孔轴的外壁有三个等夹角环形分布的槽。

所述的底座的上表面中心具有贯通的台阶孔，其内部可安装轴承，轴承外圈与台阶孔之间为过盈配合。在底座的下表面中央有一个下沉的圆形台阶面，台阶面底部有三个等夹角环形分布的销孔。销孔在底座的上表面有一个沉孔。

所述的销轴具有两个沿轴线方向的用于安装簧片和转动板的槽，销轴与底座的环形槽底部的销孔构成间隙配合。销轴中与槽距离较远的一端有直径较大的台阶。

所述的转动板具有与测孔轴的槽互相耦合的接触面，当承球台相对底座旋转时，转动板与测孔轴外壁的槽存在相对滑动，并随着承球台的转动而内外摆动。

本发明和现有技术相比的优点在于：当需要测量多种直径的普通孔的坐标时，无需通过多次测量孔的圆周再计算获得圆心坐标，仅通过微调装置的等效外径即可实现定位和测量，提高普通孔的坐标测量效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构示意仰视图。

图3为本发明的使用原理示意图。

图中，承球台1、底座2、转动板3、轴承4、磁铁5、簧片6、销轴7、测孔轴8、靶球9。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1所示自适应孔径的激光跟踪仪辅助定位装置的各个部件为：承球台1、底座2、转动板3、轴承4、磁铁5、簧片6。图1中底座2的上表面中心台阶孔内安装了轴承4并靠过盈配合进行紧固，承球台1下部凸台与轴承4内孔具有间隙配合。

图2中底座2的下表面中央位置的下沉圆形台阶面具有三个销孔，这三个销孔分别与销轴7构成间隙配合，销轴7从底座2的上表面插入，直至销轴7的台阶与底座2上表面的沉孔接触到位。当承球台1与底座2装配好后，销轴7的轴向自由度被完全约束。

图2中销轴7的两个槽分别安装簧片6和转动板3。当承球台1、测孔轴8与底座2装配好后，测孔轴8与环绕其四周的三个转动板3紧密接触。簧片6在装置装配好后被底座2下表面圆台阶边缘强迫弯曲从而提供前述的紧密接触的压力。

图3中靶球9的外圆贴合到承球台1上表面的锥形盲孔内壁上，靶球9可被磁铁5的磁力吸附住。底座2的下表面贴合到被测孔的平面，测孔轴8伸入被测孔中，保持底座2不转动的状态下，转动承球台1，在测孔轴8和转动板3的外轮廓相互耦合作用下使得转动板3相对装置的回转轴逐渐展开，同时微调装置的摆放位置，直至所有转动板3完全顶住被测孔的内壁。此时装置的轴线与被测孔的轴线完全重合，使用激光跟踪仪测量靶球9的坐标即可获得被测孔的坐标。

Claims (3)

1.一种自适应孔径的激光跟踪仪辅助定位装置，其特征是：该装置包括承球台(1)、底座(2)、转动板(3)、轴承(4)、磁铁(5)、簧片(6)、销轴(7)、测孔轴(8)；其中底座(2)的上表面中心台阶孔内安装了轴承(4)并靠过盈配合进行紧固，承球台(1)下部凸台与轴承(4)内孔具有间隙配合；底座(2)的下表面中央位置的下沉圆形台阶面的三个销孔分别与销轴(7)构成间隙配合；销轴(7)的两个槽分别用于安装簧片(6)和转动板(3)；测孔轴(8)在装配好后与环绕其周围的三个转动板(3)具有紧密接触。

2.根据权利要求1所述的一种自适应孔径的激光跟踪仪辅助定位装置，其特征在于：底座(2)的下表面中央有一个下沉的圆形台阶面，台阶面底部有三个等夹角环形分布的销孔用于安装销轴(7)，簧片(6)在装置装配好后被底座(2)下表面圆台阶边缘强迫弯曲，从而使得测孔轴(8)与环绕其四周的三个转动板(3)紧密接触。

3.根据权利要求1所述的一种自适应孔径的激光跟踪仪辅助定位装置，其特征在于：测孔轴(8)的外壁有三个等夹角环形分布的槽，其与转动板(3)的外轮廓相互耦合作用使得转动板(3)可随着承球台(1)的转动而内外摆动改变装置的包络外径，使转动板(3)可顶住被测孔的内壁。