CN113551595B - 一种用于设备校准的靶标装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于设备校准的靶标装置。包括：靶标轴套、镜片夹持件、镜片和位置调节件。其中，靶标轴套上设置有放置腔；镜片夹持件安装在所述放置腔内，且与所述放置腔内壁之间设置有调整间隙；镜片安装在所述镜片夹持件上，所述镜片上设置有至少一个同心圆；位置调节件安装在所述靶标轴套上，并调整所述镜片与所述靶标轴套的相对位置。本发明结构简单，解决了仅利用经纬仪或水准仪观察设备轴心姿态，导致测量误差较大、具有场地局限性的问题。

Description

一种用于设备校准的靶标装置

技术领域

本发明涉及靶标技术领域，具体涉及一种用于设备校准的靶标装置。

背景技术

随着我国机械化程度的不断提高，高精度测量设备的应用领域逐渐增多，这种高精度设备使用时会先进行精度调整，在安装测试设备的转轴位置时，一方面由于设备本身的转轴轴孔较大，直接利用经纬仪及水准仪观察轴心姿态，会导致测量误差较大，这种探测误差将直接影响后续的测量结果；另一方面，由于靶标自身具有较高的同轴性，针对于不同规格的设备，需更换不同靶标进行精度校准，降低了校准效率。此外，由于经纬仪或水准仪等校准设备体积较大，不易携带，仅可适用于固定场景下的设备校准。若由于场地限制不能使用此校准设备时则无法进行校准。因此，需要提供一种用于设备校准的靶标装置。

发明内容

针对现有技术中的不足与缺陷，本发明提供一种用于设备校准的靶标装置，用于解决现有技术中直接利用经纬仪及水准仪校准设备的轴心姿态，导致测量误差较大、具有场地局限性的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种用于设备校准的靶标装置，包括：靶标轴套、镜片夹持件、镜片和位置调节件。

其中，靶标轴套，其上设置有放置腔；

镜片夹持件，安装在所述放置腔内，且与所述放置腔内壁之间设置有调整间隙；

镜片，安装在所述镜片夹持件上，所述镜片上设置有至少一个同心圆；

位置调节件，安装在所述靶标轴套上，并调整所述镜片与所述靶标轴套的相对位置。

综上所述，本发明提供一种用于设备校准的靶标装置。将该靶标装置放置在二维影像测量仪上，通过位置调节件调整镜片相对于靶标轴套的位置，当镜片上最小同心圆的边界与二维影像测量仪的x方向参考线始终相切时，靶标轴套与同心圆校准完毕。将该靶标装置放于待调试设备上，根据同心圆位置，即可调试设备的轴心姿态。具备优秀的定位精度，可对设备实现快速准确调整。在将高精密仪器如关节臂精度校准，或者在现场工作无法直接测量时，可以有效测试转轴的轴心姿态。其具备较高的精度，可直观测试相关数据，极大地提高了调试精度。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1显示为本发明一实施例中靶标装置的剖面图；

图2显示为本发明一实施例中靶标装置的结构示意图；

图3显示为本发明一实施例中含位置调节件的靶标装置的结构示意图；

图4显示为本发明一实施例中靶标轴套的结构示意图；

图5显示为本发明一实施例中镜片夹持件与轴套的结构示意图；

图6显示为本发明一实施例中镜片夹持件的结构示意图；

图7显示为本发明一实施例中镜片的结构示意图；

图8显示为本发明一实施例中固定压块与镜片夹持件的结构示意图；

图9显示为本发明一实施例中弹性体的结构示意图；

图10显示为本发明一实施例中保护罩的结构示意图；

图11显示为本发明一实施例中带外壳的靶标装置的结构示意图。

附图标记

100 靶标轴套

101 放置腔

1011 开孔

102 轴套管

103 保护罩

1031 观测孔

200 镜片夹持件

201 镜片观察孔

300 镜片

400 位置调节件

401 调节体

402 螺纹通孔

500 镜片压板

600 弹性体

700 固定压块

800 轴向固定结构

801 固定件

802 固定件螺纹通孔

900 外壳

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

如图1至图3所示，图1显示为本发明一实施例中靶标装置的剖面图，图2显示为本发明一实施例中靶标装置的结构示意图，图3显示为本发明一实施例中含位置调节件的靶标装置的结构示意图。本发明提供一种用于设备校准的靶标装置。在镜片300上设置有至少一个同心圆，将镜片300放于镜片夹持件200上，并安装在靶标轴套100的放置腔101内。将该靶标装置放置到二维影像测量仪上，通过位置调节件400不断调整镜片夹持件200的位置，从而使镜片300相对于靶标轴套100移动，最终使镜片300上最小同心圆的边界与二维影像测量仪的x方向参考线始终相切。此时靶标轴套100与镜片300的同心圆同心。此靶标装置即调整完毕。将该靶标装置放于待调试设备上，根据同心圆的位置即可调试设备的轴心姿态。改善了传统仅利用经纬仪或水准仪观察设备轴心姿态，导致测量误差较大的问题。尤其对于以关节臂等高精度仪器为主的设备，由于该靶标装置体积较小，同时具备较高的定位精度，实现了对设备的轴心姿态实现快速准确调整。

如图1至图3所示，在本发明一实施例中，该用于设备校准的靶标装置包括：靶标轴套100、镜片夹持件200、镜片300和位置调节件400。

如图1至图4所示，图4显示为本发明一实施例中靶标轴套的结构示意图。上述靶标轴套100其上设置有放置腔101。放置腔101安装在靶标轴套100的轴套管102上，具体安装方式不做限定，只要使两者紧固不易松脱即可，例如焊接或一体成型。放置腔101朝向轴套管102的一侧开设有开孔1011，以便操作人员可通过轴套管102观测镜片300内同心圆的位置。

如图1、图5和图6所示，图5显示为本发明一实施例中镜片夹持件与轴套的结构示意图，图6显示为本发明一实施例中镜片夹持件的结构示意图。上述镜片夹持件200安装在放置腔101内，且与放置腔101内壁之间设置有足够可调的调整间隙(未在图中示出)。镜片夹持件200的外壁形状与放置腔101的形状相似，例如在本发明一实施例中，放置腔101的形状为圆柱形，镜片夹持件200的外壁也为圆柱形。镜片夹持件200朝向轴套管102的一侧开设有镜片观察孔201，其背离轴套管102的一侧敞开，便于将镜片300从镜片夹持件200上放置或取出。

如图1、图2和图7所示，图7显示为本发明一实施例中镜片的结构示意图。上述镜片300安装在镜片夹持件200上，镜片300上设置有至少一个同心圆。具体地，镜片300上涂覆有涂层，涂层上开设有至少一个同心圆，同心圆的半径可根据待调试设备的参数精度适应性选择，例如为0.3mm。

如图2和图7所示，考虑到当镜片300只有一个同心圆时，由于同心圆的半径较小，操作人员不易观测，为了提高观测效率。在本发明一实施例中，同心圆有多个，多个同心圆按半径递增的顺序依次排序。通过在镜片300涂层上开设多个同心圆，在寻找最小同心圆时，可以先通过二维影像测量仪，寻找到半径较大的同心圆，从而将搜索最小同心圆的范围缩小。在此范围内，逐渐寻找半径逐渐缩小的同心圆，直至最终找到最小同心圆为止。同心圆的数量不做限定，只要便于操作人员快速观测到最小同心圆即可。通过多个同心圆，可以使操作人员快速定位最小同心圆的位置，提高了观测效率。同时由于镜片300上有涂层，不易透光，多个同心圆使镜片300透光度增加，利于观测。

如图1至图3所示，上述位置调节件400安装在靶标轴套100上，并调整镜片300与靶标轴套100的相对位置。位置调节件400螺纹安装在放置腔101的侧壁上，且位置调节件400的端部抵靠在镜片夹持件200的外侧壁上。根据三点定圆算法，不在同一直线上的三点即可确定一个圆形，在本发明一实施例中，位置调节件400包括至少三个调节体401，放置腔101的侧壁上设置有至少三个螺纹通孔402，至少三个调节体401安装在对应的螺纹通孔402内，并顶紧在镜片夹持件200侧壁上。具体地，位置调节件400可包括调节体401和螺纹通孔402。可在放置腔101的外侧壁上沿周向开设有至少三个等距的螺纹通孔402，每个螺纹通孔402内螺纹安装有一个调节件401，且调节件401的端部抵靠在镜片夹持件200的外侧壁上。调节体401的外壁上刻有与螺纹通孔402内壁上内螺纹相匹配的外螺纹(未在图中示出)。需要校准靶标轴套100和同心圆时，将该靶标装置放置在二维影像测量仪上，观测到最小同心圆后，通过松动或拧紧调节体401，镜片夹持件200在调节体401的推动下，与镜片300一同在放置腔101内相对于靶标轴套100移动。最终当最小同心圆的边界与二维影像测量仪的x方向参考线始终相切时，即可使得靶标轴套100与镜片300的同心圆同心，实现靶标轴套100与同心圆的校准。在本发明一实施例中，调节体401为顶丝，顶丝的规格可根据靶标轴套100和镜片夹持件200的大小适应性选择，例如M2顶丝。

需要说明的是，为了更加准确地调整镜片夹持件200，使得同心圆与靶标轴套100的相对位置更精准，位置调节件400的数量也可多于三个，本领域技术人员可根据实际情况适应性选择所需位置调节件400的数量。

如图5所示，在本发明一实施例中，镜片300为特殊方法制造，镜片为双向透光结构。将镜片300放入靶标轴套100后，无论是从轴套管102向放置腔101方向，还是自放置腔101向轴套管102方向均可清晰观测到同心圆。因此使用该靶标装置调试设备参数时，若由于设备限制导致从放置腔101的方向不易观测同心圆，可将该靶标装置反置，从轴套管102处向内观测同心圆，从而调整设备的轴孔姿态，有效减少了操作人员的调试时间。

如图1所示，为了进一步增强镜片300在镜片夹持件200内的紧固性，在本发明一实施例中，镜片300背离镜片夹持件200的一侧安装有镜片压板500。镜片压板500为环形结构，使镜片压板500的侧壁与镜片夹持件200的内壁相互贴合，且其内圆半径大于镜片300上最大同心圆的半径，当将镜片压板500压合在镜片300上时，不会阻碍同心圆的观测。在本发明又一实施例中，镜片压板500与镜片夹持件200螺纹连接。镜片压板500的侧壁上开设有螺纹，镜片夹持件200内壁上开设有与镜片压板500螺纹相匹配的螺纹腔，可将镜片压板500压合在镜片300上，并使其旋紧固定在镜片夹持件200内。通过安装镜片压板500，改善了由于镜片300在镜片夹持件200内松脱，导致镜片300损毁的现象，增强了镜片夹持件200对镜片300的紧固作用。

如图1至图3所示，在本发明一实施例中，该靶标装置还包括轴向固定结构800，轴向固定结构800包括固定件801，放置腔101的端部壁体上设置有固定件螺纹通孔802，固定件801安装在对应的固定件螺纹通孔802内，并顶紧在镜片夹持件200的端面上。在本发明一实施例中，轴向固定结构800包括固定件801和固定件螺纹通孔802，其中，由于一个固定件801即可实现靶标轴套100与镜片夹持件200的相对固定，因此固定件螺纹通孔802和固定件801至少为一个。可在放置腔101朝向轴套管102的一侧开设有一个固定件螺纹通孔802，固定件801螺纹安装在固定件螺纹通孔802内，其端部抵靠在镜片夹持件200朝向轴套管102的端面上。固定件801外壁上刻有与螺纹通孔内壁上内螺纹相匹配的外螺纹(未在图中示出)，当靶标轴套100与同心圆校准完毕后，将固定件801拧紧，即可将靶标轴套100预紧固死在镜片夹持件200上。固定件801可为顶丝、螺栓等一切可以将靶标轴套100固定在镜片夹持件200上的元件。

需要说明的是，为了使靶标轴套100与镜片夹持件200之间更加紧固，固定件801及对应的固定件螺纹通孔802也可为多个，本领域技术人员可适应性选择两者所需的数量。

如图1和图8所示，图8显示为本发明一实施例中固定压块与镜片夹持件的结构示意图。考虑到镜片夹持件200安装到放置腔101内后，由于两者之间存在一定空隙，导致使用时，镜片夹持件200会不断撞击靶标轴套100，从而加速镜片夹持件200的更换频次。为了改善这一现象，在本发明一实施例中，镜片压板500背离镜片300的一侧安装有固定压块700。固定压块700为环形，其侧壁上开设有螺纹，放置腔101内壁上有与螺纹匹配的螺纹腔。将固定压块700放入放置腔101后，旋紧固定压块700，即可将镜片夹持件200压紧在放置腔101内，使得镜片夹持件200与靶标轴套100相对固定，不易松脱。

如图1、图5和图9所示，图9显示为本发明一实施例中弹性体的结构示意图。为了改善使用过程中，镜片夹持件200相对于靶标轴套100自动转动，导致靶标轴套100校准失效的现象。在本发明一实施例中，镜片压板500和固定压块700之间安装有弹性体600。弹性体600的形状与镜片压板500一致，均为圆环形结构。将固定压块700压合在镜片夹持件200上时，两者间产生挤压，导致弹性体600在压力的作用下被压缩，产生持续的弹力，从而使得镜片夹持件200与固定压块700间存在摩擦力，进而固定压块700可将镜片夹持件200压紧在放置腔101内。优选地，弹性体600为波形弹簧垫片。由于其波形弹力较小，因此不易损坏镜片夹持件200和镜片压片500的表面，即可起到预紧防松的效果。

如图1、图2和图10所示，图10显示为本发明一实施例中保护罩的结构示意图。考虑到使用过程中，镜片300一旦磨损，需要再次更换新的镜片300并校准，增加了企业的操作成本。为了改善这一现象，在本发明一实施例中，放置腔101的外侧安装有保护罩103。保护罩103为一侧开放的柱形腔体结构，其背离开放侧的一侧开设有观测孔1031。当靶标轴套100和同心圆校准完成后，将保护罩103套合在放置腔101的外侧固定，使观测孔1031朝向放置腔101，通过观测孔1031即可观测到镜片300及其上的同心圆。将该靶标装置放到其他设备进行调试时，操作人员可通过观测孔1031观测同心圆，根据同心圆位置调试设备的轴心姿态。

如图1和图11所示，图11显示为本发明一实施例中带外壳的靶标装置的结构示意图，考虑到使用该靶标装置测试不同设备轴心姿态时的兼容性，在本发明一实施例中，靶标轴套100上安装有外壳900，其为柱形腔体结构，一端设有翻边。将带有翻边的一端朝向放置腔101，使外壳900套合在轴套管102的外壁上。外壳900的半径与待测试设备的轴孔半径相配合。在测试不同设备的轴心姿态时，加工出与待测试设备轴孔配合的外壳900，并将外壳900套合在轴套管102上，即可测试该设备轴心姿态。通过安装外壳900，极大提高了该靶标装置的互换性和重复使用次数，使其可以兼容不同规格的设备。在本发明一实施例中，设备的轴心姿态例如可为单色器机构光栅轴、平面镜轴轴孔的离线参数，将该靶标装置放于待调试设备上后，根据最小同心圆的位置，对设备进行调试即可。

综上所述，本发明结构简单，在二维影像测量仪上，通过位置调节件调整镜片相对于靶标轴套的位置，当镜片上最小同心圆的边界与x方向参考线始终相切时，靶标轴套与同心圆校准完毕。将该靶标装置放于待调试设备上，根据同心圆位置，即可直观地调试设备的相关数据。具备优秀的定位精度，可对设备实现快速准确调整，有效满足了设备调试的精度要求。同时本发明结构简单，有效降低了企业生产制造成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明，本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种用于设备校准的靶标装置，其特征在于，包括：

靶标轴套，其上设置有放置腔；

镜片夹持件，安装在所述放置腔内，且与所述放置腔内壁之间设置有调整间隙；

镜片，安装在所述镜片夹持件上，所述镜片上设置有至少一个同心圆；

位置调节件，安装在所述靶标轴套上，并调整所述镜片与所述靶标轴套的相对位置；

所述镜片为双向透光结构。

2.根据权利要求1所述的用于设备校准的靶标装置，其特征在于，所述位置调节件包括至少三个调节体，所述放置腔的侧壁上设置有至少三个螺纹通孔，所述至少三个调节体安装在对应的所述螺纹通孔内，并顶紧在所述镜片夹持件侧壁上。

3.根据权利要求1至2任一项所述的用于设备校准的靶标装置，其特征在于，所述放置腔的外侧安装有保护罩。

4.根据权利要求1所述的用于设备校准的靶标装置，其特征在于，所述靶标装置还包括轴向固定结构，所述轴向固定结构包括固定件，所述放置腔的端部壁体上设置有螺纹通孔，所述固定件安装在对应的所述螺纹通孔内，并顶紧在所述镜片夹持件的端面上。

5.根据权利要求1所述的用于设备校准的靶标装置，其特征在于，所述镜片背离所述镜片夹持件的一侧安装有镜片压板。

6.根据权利要求5所述的用于设备校准的靶标装置，其特征在于，所述镜片压板背离所述镜片的一侧安装有固定压块。

7.根据权利要求6所述的用于设备校准的靶标装置，其特征在于，所述镜片压板和所述固定压块之间安装有弹性体。

8.根据权利要求1所述的用于设备校准的靶标装置，其特征在于，所述靶标轴套上安装有外壳。

9.根据权利要求1所述的用于设备校准的靶标装置，其特征在于，所述同心圆有多个，多个所述同心圆按半径递增的顺序依次排序。

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