CN115574767A - 一种空间角度测量装置、定位件及测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种空间角度测量装置、定位件及测量方法，涉及空间数据测量相关领域，装置包括：第一定位测量件，包括：第一定位件；第一测量件，所述第一测量件与所述第一定位件连接；第二定位测量件，包括：第二定位件；第二测量件，所述第二测量件与所述第二定位件连接，且所述第一测量件与所述第二测量件通信连接；其中，所述第一定位测量件通过所述第一定位件完成目标物的定位后，通过所述第一测量件测量输出第一数据，所述第二定位测量件通过所述第二定位件完成所述目标物的定位后，通过所述第二测量件测量输出第二数据，通过所述第一数据和所述第二数据得到空间角度值。解决了现有技术中对空间角度测量存在不够便捷和准确的技术问题。

Description

一种空间角度测量装置、定位件及测量方法

技术领域

本发明涉及空间数据测量相关领域，尤其涉及一种空间角度测量装置、定位件及测量方法。

背景技术

在建筑、机械领域等诸多流域都存在这空间角度的测量问题，特别是在复杂环境下的相对角度测量，一直存在测量难的问题。目前采用较多测量手段，包括使用角度尺测量，但由于角度测量尺只适用两个相临面的测量，因而测量局限性很大，测量可靠性不高。特别是在机械制造领域中零件的孔、轴、面间的角度测量更是无法直接测量。目前高端制造业企业虽可以对部分空间角度间的测量使用光学影像和三坐标等手段进行间接运算测量，但由于受测量设备成本高、测量环境要求严格，测量环节复杂，测量时间长等原因的影响，测量应用受到很大的局限。

现有技术中对空间角度测量存在不够便捷和准确的技术问题。

发明内容

本申请通过提供一种空间角度测量装置、定位件及测量方法，解决了现有技术中对空间角度测量存在不够便捷和准确的技术问题，达到进行孔、轴中心线确定，实现准确便捷进行空间角度测量的技术效果。

鉴于上述问题，本申请提供一种空间角度测量装置、定位件及测量方法。

本申请提供了一种空间角度测量装置，所述装置包括：第一定位测量件，所述第一定位测量件包括：第一定位件；第一测量件，所述第一测量件与所述第一定位件连接；第二定位测量件，所述第二定位测量件包括：第二定位件；第二测量件，所述第二测量件与所述第二定位件连接，且所述第一测量件与所述第二测量件通信连接；其中，所述第一定位测量件通过所述第一定位件完成目标物的定位后，通过所述第一测量件测量输出第一数据，所述第二定位测量件通过所述第二定位件完成所述目标物的定位后，通过所述第二测量件测量输出第二数据，通过所述第一数据和所述第二数据得到空间角度值。

优选的，所述第一定位件为第一孔特征定位件、第一轴特征定位件和第一面特征定位件中任意一种，所述第二定位件为第二孔特征定位件、第二轴特征定位件和第二面特征定位件中任意一种。

优选的，所述第一孔特征定位件、所述第二孔特征定位件、所述第一轴特征定位件和所述第二轴特征定位件均包括：特征定位主体；膨胀块，所述膨胀块设置在所述特征定位主体上，可相对于所述特征定位主体弹起第一距离；其中，在所述第一定位件和/或所述第二定位件进行所述目标物的孔定位时，所述特征定位主体置入孔内，所述膨胀块弹起与所述目标物的孔壁贴合，完成所述第一定位件和/或所述第二定位件对于所述目标物的孔定位；在所述第一定位件和/或所述第二定位件进行所述目标物的轴定位时，所述特征定位主体将轴容置，所述膨胀块弹起与所述目标物的轴壁贴合，完成所述第一定位件和/或所述第二定位件对于所述目标物的轴定位。

优选的，所述膨胀块为N个，其中，N为大于0的自然数，N个所述膨胀块均匀的设置在所述特征定位主体的同一横截面上，且N个所述膨胀块的弹起距离相同。

优选的，所述膨胀块的数量为3个。

优选的，所述第一孔特征定位件、所述第二孔特征定位件、所述第一轴特征定位件和所述第二轴特征定位件均包括：控制开关，所述控制开关与所述膨胀块连接，用于控制所述膨胀块的弹起和锁紧。

优选的，所述第一轴特征定位件和所述第二轴特征定位件具有第一测量面和第二测量面，所述第一测量面和所述第二测量面固定连接，且所述第一测量面和所述第二测量面具有第一角度，在所述第一轴特征定位件和/或所述第二轴特征定位件进行轴定位时，所述V型块的第一测量面和所述第二测量面接触轴面，实现轴的定位。

优选的，所述第一面特征定位件和所述第二面特征定位件均设置有一定位平面，在所述第一定位件和/或所述第二定位件进行所述目标物的面定位时，所述第一定位件和/或所述第二定位件的定位平面与所述目标物的面配合，完成所述第一定位件和/或所述第二定位件对于所述目标物的面定位。

优选的，所述第一测量件和所述第二测量件均包括：数据检测模块，所述数据检测模块包括姿态传感器和陀螺仪，用于数据检测和测量；存储模块，所述存储模块与所述数据检测模块连接，所述存储模块用于所述数据检测模块的输出数据存储；显示模块，所述显示模块与所述数据检测模块和所述存储模块连接，所述显示模块用于所述数据检测模块和所述存储模块的数据显示；传输模块，所述传输模块与所述数据检测模块连接，所述传输模块用于所述数据检测模块测量数据的传输。

优选的，所述第一测量件和所述第二测量件均包括：供电模块，所述供电模块与所述第一测量件和所述第二测量件电连接，用于所述第一测量件和所述第二测量件的电能提供。

优选的，所述第一测量件和所述第二测量件均包括：模式选择模块，所述模式选择模块用于测量前的模式选择和转换。

优选的，所述第一测量件和所述第二测量件均包括：水平校正模块，所述水平校正模块用于所述第一测量件和/或所述第二测量件的基准校准。

第二方面，本申请还提供了一种孔特征定位件，所述孔特征定位件包括：孔特征定位主体；膨胀块，所述膨胀块设置在所述孔特征定位主体外周的同一截面上，可相对于所述孔特征定位主体向外弹起第一距离。

第三方面，本申请还提供了一种轴特征定位件，所述轴特征定位件包括：轴特征定位主体；膨胀块，所述膨胀块设置在所述轴特征定位主体内周的同一截面上，可相对于所述轴特征定位主体向内弹起第一距离。

第四方面，本申请提供了一种空间角度测量方法，所述方法应用于空间角度测量装置，所述方法包括：获得目标物的待测量信息；根据所述待测量信息进行模式选择，获得模式选择结果；基于所述模式选择结果进行第一定位件和第二定位件的选择安装，根据装配结果获得第一定位测量件和第二定位测量件；根据所述模式选择结果进行所述第一定位测量件和所述第二定位测量件的模式转换，当模式转换完成后，通过所述第一定位测量件中的所述第一定位件进行所述目标物定位；当完成定位后，通过所述第一定位测量件记录第一数据；通过所述第二定位测量件中的所述第二定位件进行所述目标物定位；当定位完成后，通过所述第二定位测量件记录第二数据；根据所述第一数据和所述第二数据输出空间角度测量结果。

本申请中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

本申请提供了一种空间角度测量装置，所述装置包括：第一定位测量件，所述第一定位测量件包括：第一定位件；第一测量件，所述第一测量件与所述第一定位件连接；第二定位测量件，所述第二定位测量件包括：第二定位件；第二测量件，所述第二测量件与所述第二定位件连接，且所述第一测量件与所述第二测量件通信连接；其中，所述第一定位测量件通过所述第一定位件完成目标物的定位后，通过所述第一测量件测量输出第一数据，所述第二定位测量件通过所述第二定位件完成所述目标物的定位后，通过所述第二测量件测量输出第二数据，通过所述第一数据和所述第二数据得到空间角度值。通过第一定位测量件和第二定位测量件，进行目标物的测量特征导出，根据导出数据实现目标物的空间角度准确测量的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一种空间角度测量装置的总体结构示意图；

图2为本申请实施例一种空间角度测量装置的孔-孔测定模式下的结构示意图；

图3为本申请实施例一种空间角度测量装置的孔-轴模式的结构示意图；

图4为本申请实施例一种空间角度测量装置的轴-孔模式的详细结构示意图；

图5为本申请实施例一种空间角度测量装置的孔-面模式的结构示意图；

图6为本申请实施例一种空间角度测量装置的面-孔模式的结构示意图；

图7为本申请实施例一种空间角度测量装置的轴-轴模式的结构示意图；

图8为本申请实施例一种空间角度测量装置的轴-面模式的结构示意图；

图9为本申请实施例一种空间角度测量装置的面-轴模式的结构示意图；

图10为本申请实施例一种空间角度测量装置的面-面模式的结构示意图；

图11为本申请实施例一种空间角度测量装置的第一孔特征定位件的结构示意图；

图12为本申请实施例一种空间角度测量装置的第一轴特征定位件的结构示意图；

图13为本申请实施例一种空间角度测量装置的第一轴特征定位件螺纹配合连接的结构示意图；

图14为本申请实施例一种空间角度测量装置的第一轴特征定位件螺纹配合连接第二连接状态的结构示意图；

图15为本申请实施例一种空间角度测量装置的第一轴特征定位件卡接的结构示意图；

图16为本申请实施例一种空间角度测量装置的第一测量件的结构示意图；

图17为本申请实施例孔特征定位件的结构示意图；

图18为本申请实施例轴特征定位件的结构示意图；

图19为数学分析示意图。

附图标记说明：第一定位测量件100，第一定位件110，第一孔特征定位件110a，第一轴特征定位件110b，第一面特征定位件110c，第一测量件120，第二定位测量件200，第二定位件210，第二孔特征定位件210a，第二轴特征定位件210b，第二面特征定位件210c，第二测量件220，特征定位主体E，轴特征定位主体E2，孔特征定位主体E1，膨胀块F，控制开关G，第一测量面1，第二测量面2，数据检测模块3，存储模块4，显示模块5，传输模块6，供电模块7，模式选择模块8，水平校正模块9。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征、优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体的实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多的不同于在此描述的其他方式予以实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请实施例的说明书中使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请实施例。本文中所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例1

本申请提供了一种空间角度测量装置，如图1所示，所述装置包括：第一定位测量件100，所述第一定位测量件100包括：第一定位件110；第一测量件120，所述第一测量件120与所述第一定位件110连接；第二定位测量件200，所述第二定位测量件200包括：第二定位件210；第二测量件220，所述第二测量件220与所述第二定位件210连接，且所述第一测量件120与所述第二测量件220通信连接；其中，所述第一定位测量件100通过所述第一定位件110完成目标物的定位后，通过所述第一测量件120测量输出第一数据，所述第二定位测量件200通过所述第二定位件210完成所述目标物的定位后，通过所述第二测量件220测量输出第二数据，通过所述第一数据和所述第二数据得到空间角度值。

具体而言，所述第一定位测量件100为进行孔、轴、面等特征导出，并记录空间数据的测量装置，所述第一定位测量件100由两部分组成，即起定位作用的第一定位件110和起测量作用的第二定位件210。所述第一定位件110为进行目标物特征定位的定位件，实质为进行目标物检测要素导出的辅助测量体，所述第一定位件110包括多种辅助测量体，即轴定位件、孔定位件和面定位件，所述第一测量件120为可以进行空间数据定位记录和计算的智能测量模块，所述第一测量件120一般包括姿态传感器，且所述第一测量件120与所述第一定位件110相连接，且所述连接为可拆卸连接，在所述第一定位件110完成对于目标物的定位后，所述第一测量件120可以准确记录所述第一定位件110的定位位置，为后续进行准确的目标物的空间角度测定提供数据支持。

所述第二定位测量件200同样为进行孔、轴、面等特征导出并记录空间数据的测量装置，且所述第二定位测量件200同样由两部分组成，第一部分为进行目标物定位的第二定位件210，第二部分为进行空间数据记录运算的第二测量件220，且所述第二定位件210与所述第二测量件220可拆卸连接。

目标物包括进行需要进行空间角度测定的零件，当进行所述目标物的空间角度测定时，通过所述第一定位件110和所述第二定位件210进行所述目标物的零件测定特征定位，当所述第一定位件110和所述第二定位件210定位完成后，则通过所述第一测量件120输出第一数据，通过所述第二测量件220输出第二数据，根据所述第一数据和所述第二数据进行数据运算，即可输出所述目标物需要测定的空间角度数据。通过第一定位测量件和第二定位测量件，进行目标物的测量特征导出，根据导出数据实现目标物的空间角度便捷、准确测量的技术效果。

进一步的，所述第一定位件110为第一孔特征定位件110a、第一轴特征定位件110b和第一面特征定位件110c中任意一种，所述第二定位件210为第二孔特征定位件210a、第二轴特征定位件210b和第二面特征定位件210c中任意一种。

具体而言，本申请提供的空间角度测量装置可以进行目标物的多种空间角度测定，如孔-孔的空间角度、孔-轴的空间角度，孔-面间的空间角度，轴-轴间的空间角度，轴-面间的空间角度、面-面间的空间角度。所述第一定位件110和所述第二定位件210均包括孔特征定位件、轴特征定位件和面特征定位件。

情况1：如图2所示，当所述目标物需要测定的空间特征为孔-孔空间角度时，则所述第一定位件110为第一孔特征定位件110a，所述第二定位件210为第二孔特征定位件210a，所述第一定位测量件100在通过所述第一孔特征定位件110a进行所述目标物的第一孔特征定位后，基于所述第一测量件120输出所述第一数据，所述第二定位测量件200在通过所述第二孔特征定位件210a进行所述目标物的第二孔特征定位后，基于所述第二测量件220输出所述第二数据，根据所述第一数据和所述第二数据计算得到空间角度数据。

情况2：当所述目标物需要测定的空间特征为孔-轴空间角度时，则包含两种方案，方案一，如图3所示，所述第一定位件110为第一孔特征定位件110a，所述第二定位件210为第二轴特征定位件210b，所述第一定位测量件100在通过所述第一孔特征定位件110a进行所述目标物的孔特征定位后，基于所述第一测量件120输出所述第一数据，所述第二定位测量件200在通过所述第二轴特征定位件210b进行所述目标物的轴特征定位后，基于所述第二测量件220输出所述第二数据，根据所述第一数据和所述第二数据计算得到空间角度数据。方案二，如图4所示，所述第一定位件110为第一轴特征定位件110b，所述第二定位件210为第二孔特征定位件210a，所述第一定位测量件100在通过所述第一轴特征定位件110b进行所述目标物的轴特征定位后，基于所述第一测量件120输出所述第一数据，所述第二定位测量件200在通过所述第二孔特征定位件210a进行所述目标物的孔特征定位后，基于所述第二测量件220输出所述第二数据，根据所述第一数据和所述第二数据计算得到空间角度数据。

情况3：当所述目标物需要测定的空间特征为孔-面空间角度时，则包含两种方案，方案一，如图5所示，所述第一定位件110为第一孔特征定位件110a，所述第二定位件210为第二面特征定位件210c，所述第一定位测量件100在通过所述第一孔特征定位件110a进行所述目标物的孔特征定位后，基于所述第一测量件120输出所述第一数据，所述第二定位测量件200在通过所述第二面特征定位件210c进行所述目标物的面特征定位后，基于所述第二测量件220输出所述第二数据，根据所述第一数据和所述第二数据计算得到空间角度数据。方案二，如图6所示，所述第一定位件110为第一面特征定位件110c，所述第二定位件210为第二孔特征定位件210a，所述第一定位测量件100在通过所述第一面特征定位件110c进行所述目标物的面特征定位后，基于所述第一测量件120输出所述第一数据，所述第二定位测量件200在通过所述第二孔特征定位件210a进行所述目标物的孔特征定位后，基于所述第二测量件220输出所述第二数据，根据所述第一数据和所述第二数据计算得到空间角度数据。

情况4：如图7所示，当所述目标物需要测定的空间特征为轴-轴空间角度时，则所述第一定位件110为第一轴特征定位件110b，所述第二定位件210为第二轴特征定位件210b，所述第一定位测量件100在通过所述第一轴特征定位件110b进行所述目标物的第一轴特征定位后，基于所述第一测量件120输出所述第一数据，所述第二定位测量件200在通过所述第二轴特征定位件210b进行所述目标物的第二轴特征定位后，基于所述第二测量件220输出所述第二数据，根据所述第一数据和所述第二数据计算得到空间角度数据。

情况5：当所述目标物需要测定的空间特征为轴-面空间角度时，则包含两种方案，方案一，如图8所示，所述第一定位件110为第一轴特征定位件110b，所述第二定位件210为第二面特征定位件210c，所述第一定位测量件100在通过所述第一轴特征定位件110b进行所述目标物的轴特征定位后，基于所述第一测量件120输出所述第一数据，所述第二定位测量件200在通过所述第二面特征定位件210c进行所述目标物的面特征定位后，基于所述第二测量件220输出所述第二数据，根据所述第一数据和所述第二数据计算得到空间角度数据。方案二，如图9所示，所述第一定位件110为第一面特征定位件110c，所述第二定位件210为第二轴特征定位件210b，所述第一定位测量件100在通过所述第一面特征定位件110c进行所述目标物的面特征定位后，基于所述第一测量件120输出所述第一数据，所述第二定位测量件200在通过所述第二轴特征定位件210b进行所述目标物的轴特征定位后，基于所述第二测量件220输出所述第二数据，根据所述第一数据和所述第二数据计算得到空间角度数据。

情况6：如图10所示，当所述目标物需要测定的空间特征为面-面空间角度时，则所述第一定位件110为第一面特征定位件110c，所述第二定位件210为第二面特征定位件210c，所述第一定位测量件100在通过所述第一面特征定位件110c进行所述目标物的第一面特征定位后，基于所述第一测量件120输出所述第一数据，所述第二定位测量件200在通过所述第二面特征定位件210c进行所述目标物的第二面特征定位后，基于所述第二测量件220输出所述第二数据，根据所述第一数据和所述第二数据计算得到空间角度数据。

优选的，如图11所示，所述第一孔特征定位件110a、所述第二孔特征定位件210a、所述第一轴特征定位件110b和所述第二轴特征定位件210b均包括：特征定位主体E；膨胀块F，所述膨胀块F设置在所述特征定位主体E上，可相对于所述特征定位主体E弹起第一距离；其中，在所述第一定位件110和/或所述第二定位件210进行所述目标物的孔定位时，所述特征定位主体E置入孔内，所述膨胀块F弹起与所述目标物的孔壁贴合，完成所述第一定位件110和/或所述第二定位件210对于所述目标物的孔定位；在所述第一定位件110和/或所述第二定位件210进行所述目标物的轴定位时，所述特征定位主体E将轴容置，所述膨胀块F弹起与所述目标物的轴壁贴合，完成所述第一定位件110和/或所述第二定位件210对于所述目标物的轴定位。

优选的，所述膨胀块F为N个，其中，N为大于0的自然数，N个所述膨胀块F均匀的设置在所述特征定位主体E的同一横截面上，且N个所述膨胀块F的弹起距离相同。

具体而言，所述特征定位主体E为定位导出的主体部分，可以包括杆状或者套筒状、长方体状的装置，所述膨胀块F为设置在所述特征定位主体E上的装置，举例而言，所述膨胀块F设置在所述特征定位主体E的同一横截面上，所述膨胀块F可以为膨胀凸块，膨胀凸块一般为弹簧和凸块的组合结构，可以向设定方向弹起预定距离，以实现定位。

当所述特征定位主体E为所述第一孔特征定位件110a或者所述第二孔特征定位件210a时，则所述特征定位主体E为轴状装置，且所述膨胀块F可以包括一个或者多个，所述膨胀块F设置在所述特征定位主体E的一轴面上，且所述膨胀块F的工作面与轴的中心线距离相同，所述膨胀块F可向轴外弹起预定距离，且弹起距离相同。其中，在所述第一定位件110和/或所述第二定位件210进行所述目标物的孔定位时，所述特征定位主体E置入孔内，多个膨胀块F弹起相同距离与所述目标物的孔壁贴合，完成所述第一定位件110和/或所述第二定位件210对于所述目标物的孔定位。此时，所述目标物的孔的中心线与特征定位主体E的中心线重合，即完成所述目标物孔的中心线导出。

当所述特征定位主体E为所述第一轴特征定位件110b和所述第二轴特征定位件210b时，则所述特征定位主体E为套筒装置，即所述特征定位主体E设置有一圆筒状容置空间，在所述圆筒状容置空间内的同一横截面上，均匀的设置有一个或者多个所述膨胀块F，且多个膨胀块F的工作面与所述特征定位主体E的中心线距离相同，膨胀块F的弹起距离相同。在所述第一定位件110和/或所述第二定位件210进行所述目标物的轴定位时，所述特征定位主体E(套筒)将轴容置，多个膨胀块F弹起相同距离与所述目标物的轴壁贴合，完成所述第一定位件110和/或所述第二定位件210对于所述目标物的轴定位。此时，所述目标物的轴的中心线与特征定位主体E的中心线重合，即完成所述目标物轴的中心线导出。

优选的，所述膨胀块F的数量为3个。

具体而言，本申请中膨胀块F的数量优选为3个，且3个膨胀块F均匀的分布设置在所述特征定位主体E的同一横截面上。

优选的，所述第一孔特征定位件110a、所述第二孔特征定位件210a、所述第一轴特征定位件110b和所述第二轴特征定位件210b均包括：

控制开关G，所述控制开关G与所述膨胀块F连接，用于控制所述膨胀块F的弹起和锁紧。

具体而言，在进行孔或者轴特征定位的过程中，所述控制开关G可以控制所述膨胀块F的开合，当进行定位前，所述控制开关G控制所述膨胀块F收缩在所述特征定位主体E内，需要进行定位时，所述特征定位主体E置入或者容纳目标物，且位置确定后，此时通过所述控制开关G，控制所述膨胀块F弹起，并在弹起定位完成后，锁定此时膨胀块的位置。基于控制开关G对于膨胀块F的控制，避免膨胀块F的非必要接触摩擦可能影响膨胀块F的定位精度，降低定位和取出的难度，方便定位和取出，实现提高定位精度和便捷性的技术效果。

优选的，如图12所示，所述第一轴特征定位件110b和所述第二轴特征定位件210b具有第一测量面1和第二测量面2，所述第一测量面1和所述第二测量面2固定连接，且所述第一测量面1和所述第二测量面2具有第一角度，在所述第一轴特征定位件110b和/或所述第二轴特征定位件210b进行轴定位时，所述第一测量面1和所述第二测量面2接触轴面，实现轴的定位。

具体而言，在一个可行的实施方式中，所述第一轴特征定位件110b和所述第二轴特征定位件210b还可以是V型块结构，即所述第一轴特征定位件110b和所述第二轴特征定位件210b为由两个面组成的V型块结构，其中第一测量面1和第二测量面2相对于连接点对称设置，所述第一轴特征定位件110b与第一测量件120可以有多种连接方式，如图13所示，为螺纹配合连接，进一步的，螺纹连接过程中，还包括第二连接状态，如图14所示；所述第一轴特征定位件110b与第一测量件120还可以为卡接连接，如图15所示，在进行轴的定位和中心线导出的过程中，通过设置在所述第一测量面1和所述第二测量面2上的传感器进行接触点检测，根据接触点和所述第一轴特征定位件110b和所述第二轴特征定位件210b的尺寸，定位得到所述轴的中心线的位置。

优选的，所述第一面特征定位件110c和所述第二面特征定位件210c均设置有一定位平面，在所述第一定位件110和/或所述第二定位件210进行所述目标物的面定位时，所述第一定位件110和/或所述第二定位件210的定位平面与所述目标物的面配合，完成所述第一定位件110和/或所述第二定位件210对于所述目标物的面定位。

具体而言，在进行目标物的面定位的过程中，基于所述第一面特征定位件110c和所述第二面特征定位件210c实现，其中，所述第一面特征定位件110c和所述第二面特征定位件210c均设置有定位平面，所述定位平面可以为一个或者多个，一般为精加工平面，这里不再详细展开。通过所述第一面特征定位件110c和所述第二面特征定位件210c上的定位平面进行面特征导出，为后续进行准确的空间角度测定提供了数据支持。

优选的，如图16所示，所述第一测量件120和所述第二测量件220均包括：数据检测模块3，所述数据检测模块3包括姿态传感器和陀螺仪，用于数据检测和测量；存储模块4，所述存储模块4与所述数据检测模块3连接，所述存储模块4用于所述数据检测模块3的输出数据存储；显示模块5，所述显示模块5与所述数据检测模块3和所述存储模块4连接，所述显示模块5用于所述数据检测模块3和所述存储模块4的数据显示；传输模块6，所述传输模块6与所述数据检测模块3连接，所述传输模块6用于所述数据检测模块3测量数据的传输。

优选的，所述第一测量件120和所述第二测量件220均包括：供电模块7，所述供电模块7与所述第一测量件120和所述第二测量件220电连接，用于所述第一测量件120和所述第二测量件220的电能提供。

具体而言，所述第一测量件120和所述第二测量件220均包括数据检测模块3，存储模块4，显示模块5，传输模块6，供电模块7，数据检测模块3用于进行数据测定和检测，主要功能为进行空间数据导出和数据处理，还可以进行孔径、轴径的数据测定，所述存储模块4用于进行数据的记录存储，所述显示模块5可以进行处理数据的实时显示，所述传输模块6可以进行所述第一测量件120和所述第二测量件220相互之间的数据交互。所述供电模块7用于进行所述第一测量件120和所述第二测量件220的电能供给。

优选的，所述第一测量件120和所述第二测量件220均包括：模式选择模块8，所述模式选择模块8用于测量前的模式选择和转换。

优选的，所述第一测量件120和所述第二测量件220均包括：水平校正模块9，所述水平校正模块9用于所述第一测量件120和/或所述第二测量件220的基准校准。

具体而言，在所述第一测量件120和所述第二测量件220进行多种定位件组合的过程中，需要进行预先设定的模式匹配，以实现对应的特征信息导出。所述模式选择模块8用于测量前的模式选择和转换，包括：孔—孔、轴—轴、面—面、孔—轴、孔—面、轴—面模式。举例而言，当所述第一定位件110为第一孔特征定位件110a，所述第二定位件210为第一轴特征定位件210b，则所述模式选择模块8模式选择为孔-轴空间角度测定模式，且所述第一测量件120为孔特征测定导出模式，所述第二测量件220为轴特征测定导出模式。

所述第一测量件120和所述第二测量件220均包括：水平校正模块9，所述水平校正模块9一般为水平仪，用于所述第一测量件120和/或所述第二测量件220的基准校准。

所述第一测量件120和所述第二测量件220还可以设有记录按钮、复位按钮、确认按钮，记录按钮用于记录测量的当前的数据，复位按钮用于测量数据恢复零位，确认按钮用于确认测量数据。

实施例2

本申请提供了一种孔特征定位件，如图17所示，所述孔特征定位件包括：孔特征定位主体E1；膨胀块F，所述膨胀块F设置在所述孔特征定位主体E1外周的同一截面上，可相对于所述孔特征定位主体E1向外弹起第一距离。

具体而言，所述孔特征定位件为进行孔特征定位和导出的元件，所述孔特征定位件由两部分组成，孔特征定位主体E1和膨胀块F，所述孔特征定位主体E1为轴状或者杆状装置，所述膨胀块F为可以进行弹起的凸块，且所述膨胀块F可以包括一个或者多个，所述膨胀块F设置在所述孔特征定位主体E1的同一横截轴面上，且所述膨胀块F的工作面到孔特征定位主体E1的中心线距离相同，当所述膨胀块F为多个时，则多个所述膨胀块F向轴外弹起相同距离。在通过所述孔特征定位件进行所述目标物的孔定位时，将所述孔特征定位主体E1置入孔内，多个膨胀块F弹起相同距离与所述目标物的孔壁贴合，此时，孔特征定位主体E1的中心线与目标孔的孔中心线重合，完成所述目标物孔特征定位和中心线导出。

实施例3

本申请提供了一种轴特征定位件，如图18所示，所述轴特征定位件包括：轴特征定位主体E2；膨胀块F，所述膨胀块F设置在所述轴特征定位主体E2内周的同一截面上，可相对于所述轴特征定位主体E2向内弹起第一距离。

具体而言，所述轴特征定位件为进行轴特征定位和导出的元件，所述轴特征定位件由两部分组成，轴特征定位主体E2；膨胀块F，所述轴特征定位主体E2为筒状装置，所述膨胀块F为可以进行弹起的凸块，且所述膨胀块F可以包括一个或者多个，所述膨胀块F设置在所述轴特征定位主体E2内部的同一横截轴面上，且所述膨胀块F的工作面到轴特征定位主体E2的中心线距离相同，当所述膨胀块F为多个时，则多个所述膨胀块F向筒内弹起相同距离。在通过所述轴特征定位件进行所述目标物的轴定位时，通过所述轴特征定位主体E2容置目标轴，多个膨胀块F弹起相同距离与所述目标物的轴面贴合，此时，轴特征定位主体E2的中心线与目标轴的轴中心线重合，完成所述目标物轴特征定位和中心线导出。

实施例4

本申请提供了一种空间角度测量方法，所述方法应用于空间角度测量装置，所述方法包括：获得目标物的待测量信息；根据所述待测量信息进行模式选择，获得模式选择结果；基于所述模式选择结果进行第一定位件和第二定位件的选择安装，根据装配结果获得第一定位测量件和第二定位测量件；根据所述模式选择结果进行所述第一定位测量件和所述第二定位测量件的模式转换，当模式转换完成后，通过所述第一定位测量件中的所述第一定位件进行所述目标物定位；当完成定位后，通过所述第一定位测量件记录第一数据；通过所述第二定位测量件中的所述第二定位件进行所述目标物定位；当定位完成后，通过所述第二定位测量件记录第二数据；根据所述第一数据和所述第二数据输出空间角度测量结果。

具体而言，在进行空间角度测量前，需要进行空间角度测量装置得到模式选择，选择的模式包括孔-孔测量模式、孔-轴测量模式、孔-面测量模式、轴-轴测量模式、轴-面测量模式、面-面测量模式。

所述目标物为需要进行测量空间角度的元件，根据所述目标物需要测定的空间尺寸，进行模式选择。当模式选择完成后，根据选择的模式，匹配对应的第一定位件和第二定位件，将所述第一定位件和所述第二定位件分别装配至第一测量件和第二测量件，根据装配结果获得第一定位测量件和第二定位测量件，通过所述第一定位测量件中的所述第一定位件进行所述目标物定位；当完成定位后，通过所述第一定位测量件记录第一数据；通过所述第二定位测量件中的所述第二定位件进行所述目标物定位；当定位完成后，通过所述第二定位测量件记录第二数据；根据所述第一数据和所述第二数据输出空间角度测量结果。

在任意两个第一数据和所述第二数据记录完成后，点击确认按钮，测量即可计算两个检测特征之间的空间角度，并进行显示。计算过程如下：

如数学分析图19所示，所述第一数据和所述第二数据为空间内的两个实线AB，CD，通过测量装置内置的姿态传感器+陀螺仪，获取两个实线AB，CD与xoy平面的夹角∠BOB`、∠DOD`与yoz平面的夹角∠BOB``、∠DOD``与xoz平面的夹角∠BOB```、∠DOD```；

实线AB、CD的空间向量坐标分别为a＝(x1，y1，z1)，b＝(x2，y2，z2)，两线夹角为θ；

测量装置相同，其模长相同，可认为为单位向量，则两个实线a＝(x1，y1，z1)＝(cos∠BOB`，cos∠BOB```，cos∠BOB``)，b＝(x2，y2，z2)＝(cos∠DOD`，cos∠DOD```，cos∠DOD``)。

a*b＝x1 x2+y1 y2+z1 z2，|a|＝(x12+y12+z12)^1/2，|b|＝(x22+y22+z22)^1/2，

θ＝arcosθ。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种空间角度测量装置，其特征在于，所述装置包括：

第一定位测量件，所述第一定位测量件包括：

第一定位件；

第一测量件，所述第一测量件与所述第一定位件连接；

第二定位测量件，所述第二定位测量件包括：

第二定位件；

第二测量件，所述第二测量件与所述第二定位件连接，且所述第一测量件与所述第二测量件通信连接；

其中，所述第一定位测量件通过所述第一定位件完成目标物的定位后，通过所述第一测量件测量输出第一数据，所述第二定位测量件通过所述第二定位件完成所述目标物的定位后，通过所述第二测量件测量输出第二数据，通过所述第一数据和所述第二数据得到空间角度值。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一定位件为第一孔特征定位件、第一轴特征定位件和第一面特征定位件中任意一种，所述第二定位件为第二孔特征定位件、第二轴特征定位件和第二面特征定位件中任意一种。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一孔特征定位件、所述第二孔特征定位件、所述第一轴特征定位件和所述第二轴特征定位件均包括：

特征定位主体；

膨胀块，所述膨胀块设置在所述特征定位主体上，可相对于所述特征定位主体弹起第一距离；

其中，在所述第一定位件和/或所述第二定位件进行所述目标物的孔定位时，所述特征定位主体置入孔内，所述膨胀块弹起与所述目标物的孔壁贴合，完成所述第一定位件和/或所述第二定位件对于所述目标物的孔定位；

在所述第一定位件和/或所述第二定位件进行所述目标物的轴定位时，所述特征定位主体将轴容置，所述膨胀块弹起与所述目标物的轴壁贴合，完成所述第一定位件和/或所述第二定位件对于所述目标物的轴定位。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述膨胀块为N个，其中，N为大于0的自然数，N个所述膨胀块均匀的设置在所述特征定位主体的同一横截面上，且N个所述膨胀块的弹起距离相同。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述膨胀块的数量为3个。

6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一孔特征定位件、所述第二孔特征定位件、所述第一轴特征定位件和所述第二轴特征定位件均包括：

控制开关，所述控制开关与所述膨胀块连接，用于控制所述膨胀块的弹起和锁紧。

7.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一轴特征定位件和所述第二轴特征定位件具有第一测量面和第二测量面，所述第一测量面和所述第二测量面固定连接，且所述第一测量面和所述第二测量面具有第一角度，在所述第一轴特征定位件和/或所述第二轴特征定位件进行轴定位时，所述第一测量面和所述第二测量面接触轴面，实现轴的定位。

8.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一面特征定位件和所述第二面特征定位件均设置有一定位平面，在所述第一定位件和/或所述第二定位件进行所述目标物的面定位时，所述第一定位件和/或所述第二定位件的定位平面与所述目标物的面配合，完成所述第一定位件和/或所述第二定位件对于所述目标物的面定位。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一测量件和所述第二测量件均包括：

数据检测模块，所述数据检测模块包括姿态传感器和陀螺仪，用于数据检测和测量；

存储模块，所述存储模块与所述数据检测模块连接，所述存储模块用于所述数据检测模块的输出数据存储；

显示模块，所述显示模块与所述数据检测模块和所述存储模块连接，所述显示模块用于所述数据检测模块和所述存储模块的数据显示；

传输模块，所述传输模块与所述数据检测模块连接，所述传输模块用于所述数据检测模块测量数据的传输。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一测量件和所述第二测量件均包括：

供电模块，所述供电模块与所述第一测量件和所述第二测量件电连接，用于所述第一测量件和所述第二测量件的电能提供。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一测量件和所述第二测量件均包括：

模式选择模块，所述模式选择模块用于测量前的模式选择和转换。

12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一测量件和所述第二测量件均包括：

水平校正模块，所述水平校正模块用于所述第一测量件和/或所述第二测量件的基准校准。

13.一种孔特征定位件，其特征在于，所述孔特征定位件包括：

孔特征定位主体；

膨胀块，所述膨胀块设置在所述孔特征定位主体外周的同一截面上，可相对于所述孔特征定位主体向外弹起第一距离。

14.一种轴特征定位件，其特征在于，所述轴特征定位件包括：

轴特征定位主体；

膨胀块，所述膨胀块设置在所述轴特征定位主体内周的同一截面上，可相对于所述轴特征定位主体向内弹起第一距离。

15.一种空间角度测量方法，其特征在于，所述方法应用于空间角度测量装置，所述方法包括：

获得目标物的待测量信息；

根据所述待测量信息进行模式选择，获得模式选择结果；

基于所述模式选择结果进行第一定位件和第二定位件的选择安装，根据装配结果获得第一定位测量件和第二定位测量件；

根据所述模式选择结果进行所述第一定位测量件和所述第二定位测量件的模式转换，当模式转换完成后，通过所述第一定位测量件中的所述第一定位件进行所述目标物定位；

当完成定位后，通过所述第一定位测量件记录第一数据；

通过所述第二定位测量件中的所述第二定位件进行所述目标物定位；

当定位完成后，通过所述第二定位测量件记录第二数据；

根据所述第一数据和所述第二数据输出空间角度测量结果。

Images