CN116858127A - 一种火工品外形测量方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种火工品外形测量方法、系统及装置，涉及计量技术领域，方法主要包括：步骤1、将火工品放置于防静电工装上，并运送至测量工位；步骤2、通过光学扫描遍历采集火工品某一可见面各参考点的外形数据；同步采集所述外形数据对应的位置数据；涉及的光源均为冷光源；步骤3、将所述外形数据及所述位置数据进行坐标系转换及数据拼接，得到该面的轮廓点云数据；步骤4、检查所述轮廓点云数据是否符合采集要求：若是，则对下一面执行步骤2，直至完成其他可见面扫描；若否，则对该面再次执行步骤2。本申请采用冷光源非接触光学扫描方式自动对火工品进行外形测量，测量手段安全可靠，并可有效提升火工品外形测量精度及效率。

Description

一种火工品外形测量方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及计量技术领域，尤其是涉及一种火工品外形测量方法、系统及装置。

背景技术

火工品主要包括火药等易燃品。目前，大型固体火箭发动机普遍采用将固体燃料离散化为形状规则的若干大型药块后，再行进行装配的模式进行装药，药块形状往往是包括曲面及平面的扇形体。为了优化这种装药工艺，提升药块的装配质量，首先需要对药块的外形尺寸进行准确测量，从而为后序装药过程仿真及安装位置优化计算提供依据。

但如何对火工品外形进行精确测量的研究并不多见：名称为一种精确位置调整的圆筒件测量装置及测量方法，公开号为CN114199131A的专利公开了一种围绕圆筒零件进行测量的方法；名称为一种盔壳外形尺寸测量装置，公开号为CN112212761A的专利研制了一种围绕头盔型零件进行测量的装置；名称为一种实时在线的三维自动化扫描测量系统，公开号为CN115717868A的专利提供了利用高精度光学扫描测头采集被测工件的图像信息，再通过数据处理，得到的测量结果上传至云服务器，从而实现测量结果云共享的方法。

上述这些专利虽然提供了多种测量方法，但并没有解决火工品外形测量的问题。如何针对火工品易燃易爆、体积大、含有曲面的特点，进行安全、精确地外形测量，已成为业内亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种火工品外形测量方法、系统及装置，以解决现有技术中存在的至少一种上述技术问题。

第一方面，为解决上述技术问题，本发明提供的一种火工品外形测量方法，包括：

步骤1、将火工品放置于防静电工装上，并运送至测量工位；

步骤2、通过光学扫描遍历采集火工品某一可见面各参考点的外形数据；同步采集所述外形数据对应的位置数据；涉及的光源均为冷光源；

步骤3、将所述外形数据及所述位置数据进行坐标系转换及数据拼接，得到该可见面的轮廓点云数据；

步骤4、检查所述轮廓点云数据是否符合采集要求：若是，则对下一面执行步骤2，直至完成其他可见面扫描；若否，则对该可见面再次执行步骤2。

通过上述方法，可以通过非接触的方式对火工品进行外形测量，避免接触式测量对火工品带来的安全隐患；通过冷光源进行光学采集，避免诸如激光、红外光等热光源对火工品带来的安全隐患。

在一种可行的实施方式中，所述步骤2中，通过三轴桁架机械手搭载所述光学扫描测头移动采集所述外形数据，这样保证所述光学扫描测头的移动精度及稳定性，所述光学扫描测头属于现有技术，是一种对物体表面进行光学扫描的设备。

在一种可行的实施方式中，所述三轴桁架机械手还包括旋转机构、俯仰机构及夹持机构：所述夹持机构，用于夹持所述光学扫描测头；所述俯仰机构，用于使所述夹持机构俯仰若干角度；所述旋转机构，用于使所述夹持机构旋转若干角度；这样可以使所述光学扫描测头在空间上增加两个自由度，从而便于精确调节所述光学扫描测头对准火工品各个角度的可见面进行扫描。

在一种可行的实施方式中，所述步骤2中，通过光学跟踪器采集所述位置数据，首先将光学跟踪器设置于所述火工品可见面最多的一侧，当该一侧的所有可见面均扫描完毕后，再将所述光学跟踪器移动至另一侧，进行剩余可见面的扫描，这样可以减少光学跟踪器的移动次数，提升测量效率及效果。

在一种可行的实施方式中，所述步骤2中，所述光学跟踪器跟踪的是光学扫描测头上设置的多向标靶，这样便于实时跟踪光学扫描测头的位姿，且无需在被测火工品上或者光学扫描测头上黏贴标记点，适应性更强，测量效率更高。

在一种可行的实施方式中，所述步骤3包括：

步骤31、通过矩阵计算，将当前参考点下位置数据的局部坐标系数据转换为主坐标系数据；

步骤32、基于所述主坐标系数据，将当前参考点的外形数据插入至主坐标系中；

步骤33、遍历当前面的所有参考点，迭代执行步骤31。

这样可以将当前可见面局部扫描的所有外形数据准确插入至主坐标系中。

在一种可行的实施方式中，所述步骤4中，采集要求是点云数据完整，无漏标、错标。

第二方面，基于相同的发明构思，本申请还提供了一种火工品外形测量系统，包括：

数据采集模块、数据处理模块及结果生成模块：

所述数据采集模块，用于通过冷光源光学扫描，遍历采集火工品中各可见面的各参考点的外形数据；并同步采集所述外形数据对应的位置数据；

所述数据处理模块，包括转换拼接单元及交互单元：

所述转换拼接单元，用于将所述外形数据及所述位置数据进行坐标系转换及数据拼接，得到某可见面的轮廓点云数据；

所述交互单元，用于将该可见面的轮廓点云数据外发并接收反馈信号；所述反馈信号，用于判定是否保留该轮廓点云数据并生成下一可见面的轮廓点云数据；

所述结果生成模块，用于将各个可见面的轮廓点云数据整合并外发。

第三方面，基于相同的发明构思，本申请还提供了一种火工品外形测量装置，包括：处理器、存储器及总线，所述存储器存储可由处理器读取的指令及数据，所述处理器用于调用所述存储器中的指令及数据，以执行如上所述的任一一种火工品外形测量方法，所述总线连接各功能部件之间传送信息。

在一种可行的实施方式中，所述装置还包括控制柜、三轴桁架机械手、光学扫描测头、防静电工装及光学跟踪器：所述三轴桁架机械手的运动终端设有光学扫描测头；所述光学扫描测头，用于采集火工品的外形数据；所述防静电工装，用于盛放火工品；所述光学跟踪器设置于所述三轴桁架机械手的一侧，并可捕捉到所述光学扫描测头；所述控制柜分别与所述三轴桁架机械手、所述光学扫描测头、所述光学跟踪器电连接，所述控制柜中包括处理器、存储器及总线；这样可以通过光学扫描测头自动进行火工品外形扫描，并通过光学跟踪器同步记录位置数据。

在一种可行的实施方式中，所述三轴桁架机械手还包括旋转机构、俯仰机构及夹持机构：所述旋转机构，用于使所述夹持机构旋转若干角度；所述俯仰机构，用于使所述夹持机构俯仰若干角度；所述夹持机构，用于夹持所述光学扫描测头；这样可以使所述光学扫描测头旋转和/或俯仰若干角度，便于精确调节其方向。

在一种可行的实施方式中，所述旋转机构包括旋转分度盘、旋转分度销及旋转臂：所述旋转分度盘枢接于所述三轴桁架机械手的运动终端，所述旋转分度盘上均布有若干分度孔；所述旋转分度销的本体固定于所运动终端上，其突出部可移动地插入至所述分度孔中；所述旋转臂的一端固定于所述旋转分度盘远离所述运动终端的一面，所述旋转臂的另一端连接所述俯仰机构的一端；所述俯仰机构的另一端连接所述夹持机构；这样，便于手动精确调节夹持机构的旋转方向。

在一种可行的实施方式中，所述俯仰机构包括俯仰分度盘、俯仰分度销及俯仰臂：

所述俯仰臂固定于所述旋转臂远离所述旋转分度盘的一端侧壁，所述俯仰分度盘枢接于所述俯仰臂远离所述旋转臂的一面，所述俯仰分度盘上均布有若干分度孔；所述俯仰分度销的本体固定于所述俯仰臂远离所述旋转臂的一端，其突出部可移动地插入至所述分度孔中；所述俯仰分度盘远离所述俯仰臂的一面连接所述夹持机构；这样，便于手动精确调节夹持机构的俯仰方向。

在一种可行的实施方式中，所述夹持机构包括固定爪、活动爪及调节机构：

所述固定爪的一端固定于所述俯仰分度盘远离所述俯仰臂的一面，所述固定爪的另一端枢接所述活动爪的一端，所述固定爪上设置有调节机构；所述调节机构，用于调节所述活动爪与所述固定爪之间的夹持距离；这样，便于夹紧所述光学扫描测头，并调节对其的夹紧力。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的一种火工品外形测量方法、系统及装置，采用冷光源非接触光学扫描方式自动对火工品进行外形测量，测量手段安全可靠，并可有效提升火工品外形测量精度及效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的一种火工品外形测量方法流程图；

图2为本发明实施例提供的一种火工品外形测量系统图；

图3为本发明实施例提供的一种火工品外形测量装置布局图；

图4为本发明实施例提供的BCDF面测量示意图；

图5为本发明实施例提供的A面测量示意图；

图6为本发明实施例提供的旋转机构细节图；

图7为本发明实施例提供的俯仰机构细节图；

图8为本发明实施例提供的夹持机构细节图；

图9为本发明实施例提供的夹持机构的调节机构细节图；

图10为本发明实施例提供的防静电工装细节图；

图11为本发明实施例提供的测量工作流程图。

附图标记：

1-控制柜；2-三轴桁架机械手；3-光学扫描测头；31-多向标靶；4-防静电工装；41-防静电橡胶板；42-工装架；5-火工品；6-光学跟踪器；21-旋转机构；211-旋转分度盘；212-旋转分度销；213-旋转臂；22-俯仰机构；221-俯仰分度盘；222-俯仰分度销；223-俯仰臂；23-夹持机构；231-固定爪；232-活动爪；233-调节机构；2331-调节螺母；2332-调节螺杆；2333-弹垫；234-硅胶垫。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。

还需要说明的是，下述具体实施例或具体实施方式，是本发明为进一步解释具体的发明内容而列举的一系列优化的设置方式，而这些设置方式之间均是可以相互结合或者相互关联使用的。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供了一种火工品外形测量方法，包括：

步骤1、将火工品放置于防静电工装上，并运送至测量工位；

步骤2、通过光学扫描遍历采集火工品某一可见面各参考点的外形数据；同步采集所述外形数据对应的位置数据；涉及的光源均为冷光源；

步骤3、将所述外形数据及所述位置数据进行坐标系转换及数据拼接，得到该可见面的轮廓点云数据；

步骤4、检查所述轮廓点云数据是否符合采集要求：若是，则对下一面执行步骤2，直至完成其他可见面扫描；若否，则对该可见面再次执行步骤2。

通过上述方法，可以通过非接触的方式对火工品进行外形测量，避免接触式测量对火工品带来的安全隐患；通过冷光源进行光学采集，避免诸如激光、红外光等热光源对火工品带来的安全隐患。

进一步地，所述步骤2中，通过三轴桁架机械手搭载所述光学扫描测头移动采集所述外形数据，这样保证所述光学扫描测头的移动精度及稳定性，所述光学扫描测头属于现有技术，是一种对物体表面进行光学扫描的设备。

进一步地，所述三轴桁架机械手还包括旋转机构、俯仰机构及夹持机构：所述夹持机构，用于夹持所述光学扫描测头；所述俯仰机构，用于使所述夹持机构俯仰若干角度；所述旋转机构，用于使所述夹持机构旋转若干角度；这样可以使所述光学扫描测头在空间上增加两个自由度，从而便于精确调节所述光学扫描测头对准火工品各个角度的可见面进行扫描。

进一步地，所述步骤2中，通过光学跟踪器采集所述位置数据，首先将光学跟踪器设置于所述火工品可见面最多的一侧，当该一侧的所有可见面均扫描完毕后，再将所述光学跟踪器移动至另一侧，进行剩余可见面的扫描，这样可以减少光学跟踪器的移动次数，提升测量效率及效果；所述光学跟踪器属于现有技术，可通过双目摄像头识别物体的空间位置进行跟踪。

进一步地，所述步骤2中，所述光学跟踪器跟踪的是光学扫描测头上设置的多向标靶，这样便于实时跟踪光学扫描测头的位姿，且无需在被测火工品上或者光学扫描测头上黏贴标记点，适应性更强，测量效率更高。

进一步地，所述步骤3包括：

步骤31、通过矩阵计算，将当前参考点下位置数据的局部坐标系数据转换为主坐标系数据；所述矩阵计算，属于现有技术，可以实现坐标系转换；

步骤32、基于所述主坐标系数据，将当前参考点的外形数据插入至主坐标系中；

步骤33、遍历当前面的所有参考点，迭代执行步骤31。

这样可以将当前可见面局部扫描的所有外形数据准确插入至主坐标系中。

进一步地，所述步骤4中，采集要求是点云数据完整，无漏标、错标。

实施例二：

如图2所示，本实施例提供了一种火工品外形测量系统，包括：

数据采集模块、数据处理模块及结果生成模块：

所述数据采集模块，用于通过冷光源光学扫描，遍历采集火工品中各可见面的各参考点的外形数据；并同步采集所述外形数据对应的位置数据；

所述数据处理模块，包括转换拼接单元及交互单元：

所述转换拼接单元，用于将所述外形数据及所述位置数据进行坐标系转换及数据拼接，得到某可见面的轮廓点云数据；

所述交互单元，用于将该可见面的轮廓点云数据外发并接收反馈信号；所述反馈信号，用于判定是否保留该轮廓点云数据并生成下一可见面的轮廓点云数据；

所述结果生成模块，用于将各个可见面的轮廓点云数据整合并外发。

实施例三：

本实施例提供了一种火工品外形测量装置，包括：处理器、存储器及总线，所述存储器存储可由处理器读取的指令及数据，所述处理器用于调用所述存储器中的指令及数据，以执行如上所述的任一一种火工品外形测量方法，所述总线连接各功能部件之间传送信息。

本方案在又一种实施方式下，可以通过设备的方式来实现，该设备可以包括执行上述各个实施方式中各个或几个步骤的相应模块。模块可以是专门被配置为执行相应步骤的一个或多个硬件模块、或者由被配置为执行相应步骤的处理器来实现、或者存储在计算机可读介质内用于由处理器来实现、或者通过某种组合来实现。

处理器执行上文所描述的各个方法和处理。例如，本方案中的方法实施方式可以被实现为软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储器。在一些实施方式中，软件程序的部分或者全部可以经由存储器和/或通信接口而被载入和/或安装。当软件程序加载到存储器并由处理器执行时，可以执行上文描述的方法中的一个或多个步骤。备选地，在其它实施方式中，处理器可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行上述方法之一。

该设备可以利用总线架构来实现。总线架构可以包括任何数量的互连总线和桥接器，这取决于硬件的特定应用和总体设计约束。总线将包括一个或多个处理器、存储器和/或硬件模块的各种电路连接到一起。总线还可以将诸如外围设备、电压调节器、功率管理电路、外部天线等的各种其它电路连接。

总线可以是工业标准体系结构(ISA，Industry Standard Architecture)总线、外部设备互连(PCI，Peripheral Component)总线或扩展工业标准体系结构(EISA，ExtendedIndustry Standard Component)总线等，总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。

进一步地，所述装置还包括控制柜、三轴桁架机械手、光学扫描测头、防静电工装及光学跟踪器：所述三轴桁架机械手的运动终端设有光学扫描测头；所述光学扫描测头，用于采集火工品的外形数据；所述防静电工装，用于盛放火工品；所述光学跟踪器设置于所述三轴桁架机械手的一侧，并可捕捉到所述光学扫描测头；所述控制柜分别与所述三轴桁架机械手、所述光学扫描测头、所述光学跟踪器电连接，所述控制柜中包括处理器、存储器及总线；这样可以通过光学扫描测头自动进行火工品外形扫描，并通过光学跟踪器同步记录位置数据。

进一步地，所述三轴桁架机械手还包括旋转机构、俯仰机构及夹持机构：所述旋转机构，用于使所述夹持机构旋转若干角度；所述俯仰机构，用于使所述夹持机构俯仰若干角度；所述夹持机构，用于夹持所述光学扫描测头；这样可以使所述光学扫描测头旋转和/或俯仰若干角度，便于精确调节其方向。

进一步地，所述旋转机构包括旋转分度盘、旋转分度销及旋转臂：所述旋转分度盘枢接于所述三轴桁架机械手的运动终端，所述旋转分度盘上均布有若干分度孔；所述旋转分度销的本体固定于所运动终端上，其突出部可移动地插入至所述分度孔中；所述旋转臂的一端固定于所述旋转分度盘远离所述运动终端的一面，所述旋转臂的另一端连接所述俯仰机构的一端；所述俯仰机构的另一端连接所述夹持机构；这样，便于手动精确调节夹持机构的旋转方向。

进一步地，所述俯仰机构包括俯仰分度盘、俯仰分度销及俯仰臂：

所述俯仰臂固定于所述旋转臂远离所述旋转分度盘的一端侧壁，所述俯仰分度盘枢接于所述俯仰臂远离所述旋转臂的一面，所述俯仰分度盘上均布有若干分度孔；所述俯仰分度销的本体固定于所述俯仰臂远离所述旋转臂的一端，其突出部可移动地插入至所述分度孔中；所述俯仰分度盘远离所述俯仰臂的一面连接所述夹持机构；这样，便于手动精确调节夹持机构的俯仰方向。

进一步地，所述夹持机构包括固定爪、活动爪及调节机构：

所述固定爪的一端固定于所述俯仰分度盘远离所述俯仰臂的一面，所述固定爪的另一端枢接所述活动爪的一端，所述固定爪上设置有调节机构；所述调节机构，用于调节所述活动爪与所述固定爪之间的夹持距离；这样，便于夹紧所述光学扫描测头，并调节对其的夹紧力。

实施例四：

如图3所示，本实施例提供了另一种火工品外形测量装置，包括控制柜1、三轴桁架机械手2、光学扫描测头3、防静电工装4及光学跟踪器6：

所述三轴桁架机械手2采用龙门结构，架设于地面上，其Y轴行程可以是3米、X轴行程可以是3米、Z轴行程可以是1.5米，所述Z轴的下部设有光学扫描测头3；所述光学扫描测头3采用冷光源，用于采集火工品的外形数据；

火工品5放置于防静电工装4上表面，并通过移动工具，例如叉车，将其整体运送至所述三轴桁架机械手2下方的测量工位，所述测量工位由刻线区域进行划定；

所述光学跟踪器6设置于所述三轴桁架机械手2的一侧，也采用冷光源；所述光学跟踪器的双目视觉摄像头可同时捕捉到所述光学扫描测头3；

所述控制柜1包括触摸屏、PLC及防爆柜体等，所述PLC分别与所述三轴桁架机械手2、所述光学扫描测头3、所述光学跟踪器6电连接，以便程序控制各部件运动并采集数据；

优选地，所述电连接通过无线传输方式进行，例如5G、LoRa等，这样可以避免线路的局限，增加布局灵活性；

通过上述装置，可以实现对火工品进行无接触的光学扫描，并且避免了激光、红外线等热光源带来的火灾隐患，保证了测量过程安全可靠。

进一步地，针对火工品5的扇形结构，将所述光学跟踪器6首先放置于火工品5的C面正对方向，即扇形结构夹角的指向方位，这样可以使光学跟踪器6同时覆盖火工品5的B面、C面、D面及F面，从而节省光学跟踪器6的移动次数，如图4所示；当B面、C面、D面及F面扫描完成后，再将所述光学跟踪器6移动至对过方向，进行火工品5的A面扫描，如图5所示。

进一步地，如图6所示，所述三轴桁架机械手2中Z轴的下部设置有旋转机构21、俯仰机构22及夹持机构23：

所述旋转机构21包括旋转分度盘211、旋转分度销212及旋转臂213：

所述旋转分度盘211通过轴承枢接于所述Z轴的底部，所述旋转分度盘211上均布有若干分度孔，分度孔的间隔可以为10°；所述旋转分度销212为自锁式结构，其本体固定于所述Z轴的下部一侧，其突出部可移动地插入至所述分度孔中；所述旋转臂213的一端固定于所述旋转分度盘211远离所述Z轴的一面，所述旋转臂213的另一端连接所述俯仰机构22的一端；所述俯仰机构22的另一端连接所述夹持机构23；所述夹持机构23，用于夹持所述光学扫描测头3；这样，可以通过旋转分度盘211带动所述光学扫描测头3绕所述Z轴进行360°转动，并通过旋转分度销212进行临时定位，从而增加所述光学扫描测头3在该方向的自由度。

进一步地，如图7所示，所述俯仰机构22包括俯仰分度盘221、俯仰分度销222及俯仰臂223：

所述俯仰臂223固定于所述旋转臂213远离所述旋转分度盘211的一端侧壁，所述俯仰分度盘221通过轴承枢接于所述俯仰臂223远离所述旋转臂213的一面，所述俯仰分度盘221上均布有若干分度孔，分度孔的间隔可以为10°；所述俯仰分度销222为自锁式结构，其本体固定于所述俯仰臂223远离所述旋转臂213的一端，其突出部可移动地插入至所述分度孔中；所述俯仰分度盘221远离所述俯仰臂223的一面连接所述夹持机构23；所述夹持机构23，用于夹持所述光学扫描测头3；这样，可以通过俯仰分度盘221带动所述光学扫描测头3进行俯仰转动，转动角度范围可以为200°，并通过俯仰分度销222进行临时定位，从而增加所述光学扫描测头3在该方向的自由度；所述光学扫描测头3上均布有若干多向标靶31，便于所述光学跟踪器6识别并跟踪移动中的光学扫描测头3。

进一步地，如图8所示，所述夹持机构23包括固定爪231、活动爪232及调节机构233：

所述固定爪231的一端固定于所述俯仰分度盘221远离所述俯仰臂223的一面，所述固定爪231的另一端枢接所述活动爪232的一端，所述固定爪231上设置有调节机构233；所述调节机构233，用于调节并固定所述活动爪232与所述固定爪231之间的夹持距离；所述活动爪232与所述固定爪231上相应的夹持部位还分别设置有硅胶垫234，用于增大摩擦力并保护被夹持物避免划伤；这样，便于通过改变夹持部位距离，夹持不同规格尺寸的光学扫描测头3。

进一步地，如图9所示，所述调节机构233包括调节螺母2331、调节螺杆2332及弹垫2333：

所述调节螺杆2332的一端固定于所述固定爪231的一端，所述调节螺杆2332的另一端穿过所述活动爪232的过孔后依次设置有所述弹垫2333及所述调节螺母2331；所述调节螺母2331的外表面设有滚花，有利于增大摩擦力，方便调节；所述调节螺母2331的内螺纹与所述调节螺杆2332的外螺纹相配合，实现螺纹方式调节活动爪232移动；所述弹垫2333，用于防止调节螺母2331松动；上述结构，可以使调节机构233简洁可靠，并具备防松功能。

进一步地，如图10所示，所述防静电工装4包括工装架42，所述工装架42可由钢架焊接成型，其上表面铺贴有防静电橡胶板41，用于支撑并定位火工品5，并防止静电产生火花引燃火工品5导致火灾。

进一步地，所述火工品外形测量装置的测量流程举例，如图11所示，具体包括：

步骤A、启动控制柜1，空运行程序进行设备自检，自检无异常后将药块放置于防静电工装上并转运至测量工位；

步骤B、根据扫描流程工艺，选择某一面的扫描程序，并基于该程序，手动将光学扫描测头3旋转至对应角度并锁紧，将光学跟踪器6摆放至预设位置；

步骤C、启动扫描程序，待该程序完成后，从控制柜1的触摸屏中检查轮廓点云数据是否完整：若是，则选择下一面的扫描程序，执行步骤B；若否，则重新启动该扫描程序；

步骤D、完成药块的5个可见面扫描后，导出所有轮廓点云数据，关闭控制柜1。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种火工品外形测量方法，其特征在于，包括：

步骤1、将火工品放置于防静电工装上，并运送至测量工位；

步骤2、通过光学扫描遍历采集火工品某一可见面各参考点的外形数据；同步采集所述外形数据对应的位置数据；涉及的光源均为冷光源；

步骤3、将所述外形数据及所述位置数据进行坐标系转换及数据拼接，得到该可见面的轮廓点云数据；

步骤4、检查所述轮廓点云数据是否符合采集要求：若是，则对下一面执行步骤2，直至完成其他可见面扫描；若否，则对该可见面再次执行步骤2。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中通过光学跟踪器采集所述位置数据，首先将光学跟踪器设置于所述火工品可见面最多的一侧，当该一侧的所有可见面均扫描完毕后，再将所述光学跟踪器移动至另一侧，进行剩余可见面的扫描。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤31、通过矩阵计算，将当前参考点下位置数据的局部坐标系数据转换为主坐标系数据；

步骤32、基于所述主坐标系数据，将当前参考点的外形数据插入至主坐标系中；

步骤33、遍历当前面的所有参考点，迭代执行步骤31。

4.一种火工品外形测量系统，其特征在于，包括：

数据采集模块、数据处理模块及结果生成模块：

所述数据采集模块，用于通过冷光源光学扫描，遍历采集火工品中各可见面的各参考点的外形数据；并同步采集所述外形数据对应的位置数据；

所述数据处理模块，包括转换拼接单元及交互单元：

所述转换拼接单元，用于将所述外形数据及所述位置数据进行坐标系转换及数据拼接，得到某可见面的轮廓点云数据；

所述交互单元，用于将该可见面的轮廓点云数据外发并接收反馈信号；所述反馈信号，用于判定是否保留该轮廓点云数据并生成下一可见面的轮廓点云数据；

所述结果生成模块，用于将各个可见面的轮廓点云数据整合并外发。

5.一种火工品外形测量装置，其特征在于，包括：处理器、存储器及总线，所述存储器存储可由处理器读取的指令及数据，所述处理器用于调用所述存储器中的指令及数据，以执行如权利要求1~3中任一所述的方法，所述总线连接各功能部件之间传送信息。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括控制柜、三轴桁架机械手、光学扫描测头、防静电工装及光学跟踪器：所述三轴桁架机械手的运动终端设有光学扫描测头；所述光学扫描测头，用于采集火工品的外形数据；所述防静电工装，用于盛放火工品；所述光学跟踪器设置于所述三轴桁架机械手的一侧，并可捕捉到所述光学扫描测头；所述控制柜分别与所述三轴桁架机械手、所述光学扫描测头、所述光学跟踪器电连接。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述三轴桁架机械手还包括旋转机构、俯仰机构及夹持机构：所述旋转机构，用于使所述夹持机构旋转若干角度；所述俯仰机构，用于使所述夹持机构俯仰若干角度；所述夹持机构，用于夹持所述光学扫描测头。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述旋转机构包括旋转分度盘、旋转分度销及旋转臂：

所述旋转分度盘枢接于所述三轴桁架机械手的运动终端，所述旋转分度盘上均布有若干分度孔；所述旋转分度销的本体固定于所运动终端上，其突出部可移动地插入至所述分度孔中；所述旋转臂的一端固定于所述旋转分度盘远离所述运动终端的一面，所述旋转臂的另一端连接所述俯仰机构的一端；所述俯仰机构的另一端连接所述夹持机构。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述俯仰机构包括俯仰分度盘、俯仰分度销及俯仰臂：

所述俯仰臂固定于所述旋转臂远离所述旋转分度盘的一端侧壁，所述俯仰分度盘枢接于所述俯仰臂远离所述旋转臂的一面，所述俯仰分度盘上均布有若干分度孔；所述俯仰分度销的本体固定于所述俯仰臂远离所述旋转臂的一端，其突出部可移动地插入至所述分度孔中；所述俯仰分度盘远离所述俯仰臂的一面连接所述夹持机构。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述夹持机构包括固定爪、活动爪及调节机构：

所述固定爪的一端固定于所述俯仰分度盘远离所述俯仰臂的一面，所述固定爪的另一端枢接所述活动爪的一端，所述固定爪上设置有调节机构；所述调节机构，用于调节所述活动爪与所述固定爪之间的夹持距离。