RU2186337C2 - Gear measuring relative angular position of reflectors - Google Patents
Gear measuring relative angular position of reflectors Download PDFInfo
- Publication number
- RU2186337C2 RU2186337C2 RU2000124914/28A RU2000124914A RU2186337C2 RU 2186337 C2 RU2186337 C2 RU 2186337C2 RU 2000124914/28 A RU2000124914/28 A RU 2000124914/28A RU 2000124914 A RU2000124914 A RU 2000124914A RU 2186337 C2 RU2186337 C2 RU 2186337C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reflector
- reflectors
- rotor
- autocollimator
- flat mirror
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений взаимных угловых положений зеркальных отражателей или для высокоточной передачи угловых координат. The invention relates to measuring technique and can be used for measuring mutual angular positions of mirror reflectors or for high-precision transmission of angular coordinates.
Известно устройство [1] для измерения взаимного углового положения отражателей, содержащих автоколлиматор (АК), устройство коллинеарного переноса лучей (УКПЛ), первый и второй плоские зеркальные отражатели, ориентированные параллельно друг к другу и связанные между собой оптически с помощью УКПЛ и АК. A device [1] is known for measuring the mutual angular position of reflectors containing an autocollimator (AK), a collinear beam transfer device (UKPL), the first and second flat mirror reflectors oriented parallel to each other and optically coupled by means of UKPL and AK.
Известное устройство не позволяет измерять взаимное угловое положение отражателей ориентированных друг к другу под произвольными углами при взаимной угловой нестабильности всех элементов устройства. The known device does not allow to measure the mutual angular position of the reflectors oriented to each other at arbitrary angles with mutual angular instability of all elements of the device.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решение является устройство [2] для измерения взаимного углового положения отражателей, содержащее автоколлиматор, узел коллинеарного переноса лучей, первый и второй плоские зеркальные отражатели, ориентированные параллельно друг к другу и связанные между собой оптически узлом коллинеарного переноса лучей и автоколлиматором, которое включает третий и четвертый плоские зеркальные отражатели, причем третий отражатель ориентирован под произвольным углом к первому отражателю, а четвертый отражатель, образует с первым отражателем двугранный угол, равный половине двугранного угла, образованного первым и третьим отражателями, при этом второй и четвертый отражатели жестко связаны между собой, вместе с тем устройство содержит пятый и шестой плоские зеркальные отражатели, причем пятый отражатель ориентирован под произвольным углом к первому отражателю, а шестой отражатель образует с первым отражателен двугранный угол, равный половине двугранного угла, образованного между первым и пятым отражателями, при этом шестой и второй отражатели жестко связаны между собой. The closest analogue to the claimed technical solution is a device [2] for measuring the mutual angular position of the reflectors, containing an autocollimator, a collinear beam transfer unit, the first and second flat mirror reflectors oriented parallel to each other and interconnected by an optical collinear beam transfer unit and an autocollimator , which includes the third and fourth flat mirror reflectors, the third reflector oriented at an arbitrary angle to the first reflector, and the fourth the second reflector forms a dihedral angle with the first reflector equal to half the dihedral angle formed by the first and third reflectors, while the second and fourth reflectors are rigidly interconnected, however, the device contains a fifth and sixth flat mirror reflectors, and the fifth reflector is oriented under an arbitrary angle to the first reflector, and the sixth reflector forms a dihedral angle with the first reflector equal to half the dihedral angle formed between the first and fifth reflectors, the sixth and The second reflectors are rigidly interconnected.
Однако с помощью этого устройства можно измерять взаимное угловое положение отражателей, ориентированных друг к другу только под одним произвольным углом. Измерения возможны только около этого положения при взаимной угловой нестабильности всех элементов (АК, УКПЛ, зеркальных отражателей и блока из второго, четвертого и шестого отражателей), определяемых пределами углового поля автоколлиматора. С помощью известного устройства [2] невозможно измерить взаимное угловое положение отражателей при непрерывном изменении взаимной угловой ориентации отражателей или при различных фиксациях произвольных углов при взаимной угловой нестабильности всех элементов. Кроме того, при использовании известного устройства в качестве углового преобразователя в измерительных комплексах известное устройство не позволяет переносить три угловые координаты от одного отражателя к другому. Возможен перенос только двух угловых координат (например, вокруг осей Х и У). Третья угловая координата (т.е. поворот отражателя в своей плоскости) не фиксируется. However, using this device, it is possible to measure the relative angular position of the reflectors oriented to each other at only one arbitrary angle. Measurements are possible only near this position with mutual angular instability of all elements (AK, UKPL, mirror reflectors and a block of the second, fourth and sixth reflectors), determined by the angular field limits of the autocollimator. Using the known device [2], it is impossible to measure the mutual angular position of the reflectors with a continuous change in the mutual angular orientation of the reflectors or with various fixations of arbitrary angles with mutual angular instability of all elements. In addition, when using the known device as an angular transducer in measuring complexes, the known device does not allow the transfer of three angular coordinates from one reflector to another. Only two angular coordinates can be transferred (for example, around the X and Y axes). The third angular coordinate (i.e., the rotation of the reflector in its plane) is not fixed.
Задачей изобретения является создание устройства повышенной точности измерений. The objective of the invention is to provide a device with improved measurement accuracy.
Технический результат: повышение точности измерений взаимных угловых положений плоских зеркальных отражателей для случаев непрерывного изменения взаимной угловой ориентации отражателей (динамика) или для множества произвольных фиксированных угловых положений (статика), при взаимной угловой нестабильности всех элементов устройства; формирование системы высокоточной пространственной передачи трех угловых координат или высокоточного пространственного преобразователя угла поворота (например, датчика угла, реализующего сферическую систему координат). EFFECT: increased accuracy of measurements of the mutual angular positions of flat mirror reflectors for cases of continuous change in the mutual angular orientation of the reflectors (dynamics) or for a variety of arbitrary fixed angular positions (static), with mutual angular instability of all elements of the device; the formation of a system of high-precision spatial transmission of three angular coordinates or a high-precision spatial transducer of an angle of rotation (for example, an angle sensor realizing a spherical coordinate system).
Технический результат достигается тем, что устройство для измерения взаимного углового положения отражателей, содержащее автоколлиматор, узел коллинеарного переноса лучей и шесть плоских зеркальных отражателей, причем первый и второй плоские отражатели ориентированы параллельно друг к другу и связаны между собой оптически узлом коллинеарного переноса лучей и автоколлиматором, третий отражатель ориентирован под прямым углом ко второму отражателю, а четвертый образует со вторым отражателем двугранный угол, равный половине двугранного угла, образованного вторым и третьим отражателями, при этом второй и четвертый отражатели жестко связаны между собой, пятый ориентирован под прямым углом ко второму отражателю, а шестой образует со вторым отражателем двугранный угол, равный половине двугранного угла, образованного между пятым и вторым отражателями, при этом шестой и второй отражатели жестко связаны между собой, вместе с тем третий отражатель связан оптически со вторым отражателем автоколлиматором и четвертым отражателем, а пятый связан оптически со вторым отражателем автоколлиматором и шестым отражателем, в отличие от известного устройства дополнено седьмым и восьмым плоскими зеркальными отражателями, первым и вторым датчиками углов поворота, каждый из которых содержит роторную и статорную части, и платформой на которой закреплены автоколлиматор, устройство коллинеарного переноса лучей, статорные части первого и второго датчиков углов поворота, при этом статорная часть первого датчика угла поворота жестко связана со вторым отражателем, а ось вращения его ротора параллельная этому отражателю, статорная часть второго датчика жестко связана с пятым отражателем, а ось вращения его ротора параллельна атому отражателю, седьмой плоский зеркальный отражатель жестко связан с ротором первого датчика угла поворота и ориентирован параллельно оси вращения ротора, восьмой плоский зеркальный отражатель жестко связан с первым отражателем и ориентирован к нему под прямым углом, при этом первый отражатель жестко связан с ротором второго датчика угла поворота. The technical result is achieved in that a device for measuring the mutual angular position of the reflectors, comprising an autocollimator, a collinear beam transfer unit and six flat mirror reflectors, the first and second plane reflectors being oriented parallel to each other and connected by an optical collinear beam transfer unit and an autocollimator, the third reflector is oriented at right angles to the second reflector, and the fourth forms a dihedral angle with the second reflector, equal to half dihedral about the angle formed by the second and third reflectors, while the second and fourth reflectors are rigidly interconnected, the fifth is oriented at right angles to the second reflector, and the sixth forms a dihedral angle with the second reflector equal to half the dihedral angle formed between the fifth and second reflectors, the sixth and second reflectors are rigidly connected to each other, however, the third reflector is optically connected to the second reflector by an autocollimator and the fourth reflector, and the fifth is optically connected to the second reflector an autocollimator and a sixth reflector, in contrast to the known device, is supplemented with a seventh and eighth flat mirror reflectors, first and second angle sensors, each of which contains rotor and stator parts, and a platform on which an autocollimator, a collinear beam transfer device, stator parts of the first and the second rotation angle sensors, while the stator part of the first rotation angle sensor is rigidly connected to the second reflector, and the axis of rotation of its rotor is parallel to this reflector, the second part of the second sensor is rigidly connected to the fifth reflector, and the axis of rotation of its rotor is parallel to the atomic reflector, the seventh flat mirror reflector is rigidly connected to the rotor of the first rotation angle sensor and oriented parallel to the axis of rotation of the rotor, the eighth flat mirror reflector is rigidly connected to the first reflector and oriented to him at a right angle, while the first reflector is rigidly connected with the rotor of the second rotation angle sensor.
Для обеспечения пространственной передачи угловых координат или формирования пространственного датчика угла поворота (например, реализующего сферическую систему координат) в данном устройстве седьмой отражатель жестко связан с третьим отражателем. To ensure spatial transmission of angular coordinates or the formation of a spatial angle sensor (for example, realizing a spherical coordinate system) in this device, the seventh reflector is rigidly connected to the third reflector.
На чертеже изображена схема устройства. The drawing shows a diagram of a device.
Устройство содержит автоколлиматор 1, обеспечивающий измерения в статике и динамике, узел коллинеарного переноса лучей 2, шесть плоских зеркальных отражателей 3, 4, 5, 6, 7, 8. Первый отражатель 3 и второй отражатель 4 ориентированы параллельно друг к другу и связаны между собой оптически узлом коллинеарного переноса лучей 2 и автоколлиматором. Третий отражатель 5 ориентирован под прямым углом ко второму отражателю 4. Четвертый отражатель образует со вторым отражателем 4 двугранный угол, равный половине двугранного угла, образованного вторым 4 и третьим 5 отражателями. Второй 4 и третий 5 отражатели жестко связаны между собой. Пятый отражатель 7 ориентирован под прямым углом ко второму отражателю 4. Шестой отражатель 8 образует со вторым отражателем 4 двугранный угол, равный половине двугранного угла, образованного между пятым 7 и вторым 4 отражателями. Шестой 8 и второй 4 отражатели жестко связаны между собой. Третий отражатель 5 связан оптически со вторым отражателем 4 автоколлиматором 1 и четвертым отражателем 6. Пятый отражатель 7 связан оптически со вторым отражателем 4 автоколлиматором 1 и шестым отражателем 8. В отличие от известного устройства изобретение дополнено седьмым 9 и восьмым 10 плоскими зеркальными отражателями, первым и вторым датчиками углов поворота, каждый из которых содержит соответственно роторную 11 и 12 и статорную 13 и 14 части, платформой 15, на которой закреплены автоколлиматор 1, устройство коллинеарного переноса лучей 2, статорные части 13 первого и 14 второго датчиков углов поворота. Статорная часть 13 первого датчика угла поворота жестко связана со вторым отражателем 4, а ось вращения его ротора 11 параллельна этому отражателю. Статорная часть 14 второго датчика жестко связана с пятым отражателем 7, а ось вращения его ротора 12 параллельна этому отражателю. Седьмой плоский зеркальный отражатель 9 жестко связан с ротором 11 первого датчика угла поворота и ориентирован параллельно оси вращения ротора 11. Восьмой плоский зеркальный отражатель 10 жестко связан с первым отражателем 3 и ориентирован к нему под прямым углом, при этом первый отражатель 3 жестко связан с ротором 12 второго датчика угла поворота. Седьмой отражатель 9 жестко связан с третьим отражателем 5. The device comprises an autocollimator 1, which provides measurements in statics and dynamics, a collinear beam transfer unit 2, six flat mirror reflectors 3, 4, 5, 6, 7, 8. The first reflector 3 and the second reflector 4 are oriented parallel to each other and are interconnected optically by a collinear beam transport unit 2 and an autocollimator. The third reflector 5 is oriented at right angles to the second reflector 4. The fourth reflector forms a dihedral angle with the second reflector 4 equal to half the dihedral angle formed by the second 4 and third 5 reflectors. The second 4 and third 5 reflectors are rigidly interconnected. The fifth reflector 7 is oriented at right angles to the second reflector 4. The sixth reflector 8 forms a dihedral angle with the second reflector 4 equal to half the dihedral angle formed between the fifth 7 and the second 4 reflectors. The sixth 8 and second 4 reflectors are rigidly interconnected. The third reflector 5 is connected optically to the second reflector 4 by an autocollimator 1 and a fourth reflector 6. The fifth reflector 7 is connected optically to a second reflector 4 by an autocollimator 1 and a sixth reflector 8. In contrast to the known device, the invention is supplemented by a seventh 9 and eighth 10 flat mirror reflectors, the first and the second sensors of rotation angles, each of which contains respectively the rotor 11 and 12 and the stator 13 and 14 of the part, the platform 15, on which the autocollimator 1 is fixed, the device for collinear beam transfer 2, ornye portion 13 of the first 14 and the second rotation angle sensors. The stator part 13 of the first rotation angle sensor is rigidly connected to the second reflector 4, and the axis of rotation of its rotor 11 is parallel to this reflector. The stator part 14 of the second sensor is rigidly connected to the fifth reflector 7, and the axis of rotation of its rotor 12 is parallel to this reflector. The seventh flat mirror reflector 9 is rigidly connected to the rotor 11 of the first rotation angle sensor and oriented parallel to the axis of rotation of the rotor 11. The eighth flat mirror reflector 10 is rigidly connected to the first reflector 3 and oriented to it at right angles, while the first reflector 3 is rigidly connected to the rotor 12 second angle sensor. The seventh reflector 9 is rigidly connected to the third reflector 5.
Устройство работает следующим образом. С датчиков углов поворота снимаются соответствующие отсчеты θ1(θ2) поворота ротора 11 (12) относительно статора 13 (14). Одна часть параллельного пучка лучей из автоколлиматора 1 направляется через узел коллинеарного переноса лучей 2 на отражатель 3 и после отражения возвращается по тому же пути в автоколлиматор, где снимаются угловые координаты Х1 и У1 по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Другая часть пучка из автоколлиматора попадает на второй отражатель 4 и возвращается обратно в автоколлиматор, где снимаются отсчеты Х2 и У2. Третья часть пучка из автоколлиматора после отражения от четвертого отражателя 6 попадает на отражатель 5 и, возвращаясь обратно в автоколлиматор, дает отсчеты Х3 и У3. Четвертая часть пучка из автоколлиматора, после отражения от шестого отражателя 8, попадает на пятый отражатель 7 и, возвращаясь обратно в автоколлиматор, дает отсчеты Х5 и У5. По разности отсчетов
ΔX1= X1-X2, ΔY1= Y1-Y2,
ΔX3= X3-X2, ΔY3= Y3-Y2,
и значениям углов θ1 и θ2 определяется взаимное угловое положение отражателей 3 и 7 относительно отражателей 5 и 9.The device operates as follows. The corresponding readings θ 1 (θ 2 ) of rotation of the rotor 11 (12) relative to the stator 13 (14) are taken from the angle sensors. One part of the parallel beam of rays from the autocollimator 1 is directed through the collinear beam transfer unit 2 to the reflector 3 and after reflection it returns along the same path to the autocollimator, where the angular coordinates X 1 and Y 1 are taken in two mutually perpendicular directions. Another part of the beam from the autocollimator hits the second reflector 4 and returns back to the autocollimator, where X 2 and U 2 are taken. The third part of the beam from the autocollimator after reflection from the fourth reflector 6 falls on the reflector 5 and, returning back to the autocollimator, gives samples X 3 and Y 3 . The fourth part of the beam from the autocollimator, after reflection from the sixth reflector 8, falls on the fifth reflector 7 and, returning back to the autocollimator, gives samples X 5 and Y 5 . According to the difference of readings
ΔX 1 = X 1 -X 2 , ΔY 1 = Y 1 -Y 2 ,
ΔX 3 = X 3 -X 2 , ΔY 3 = Y 3 -Y 2 ,
and the values of the angles θ 1 and θ 2 determine the mutual angular position of the reflectors 3 and 7 relative to the reflectors 5 and 9.
Совокупность всех перечисленных признаков заявленного технического решения позволяет обеспечивать получение технического результата: производить высокоточные измерения взаимных угловых положений плоских зеркальных отражателей или связанных с ними пространственных систем координат при непрерывном изменении взаимного углового положения отражателей или для произвольных фиксаций таких положений при взаимной угловой нестабильности всех элементов устройства (АК, УКПЛ, биений осей роторов первого и второго датчиков углов поворота) как в статике, так и в динамике. The combination of all the listed features of the claimed technical solution allows to obtain the technical result: to make high-precision measurements of the mutual angular positions of flat mirror reflectors or associated spatial coordinate systems with a continuous change in the mutual angular position of the reflectors or for arbitrary fixations of such positions with the mutual angular instability of all elements of the device ( AK, UKPL, the beats of the rotor axes of the first and second angle sensors) to in statics and in dynamics.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авторское свидетельство СССР N 1744685, опубл. Бюл. N 24-92 г., МПК G 02 В 23/00.SOURCES OF INFORMATION
1. Copyright certificate of the USSR N 1744685, publ. Bull. N 24-92, IPC G 02 B 23/00.
2. Патент РФ N 2095753, опубл. Бюл. N 31-97 г., МПК G 01 В 11/26, G 02 В 23/00. 2. RF patent N 2095753, publ. Bull. N 31-97, IPC G 01 B 11/26, G 02 B 23/00.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000124914/28A RU2186337C2 (en) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | Gear measuring relative angular position of reflectors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000124914/28A RU2186337C2 (en) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | Gear measuring relative angular position of reflectors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2186337C2 true RU2186337C2 (en) | 2002-07-27 |
Family
ID=20240583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000124914/28A RU2186337C2 (en) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | Gear measuring relative angular position of reflectors |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2186337C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2763073C1 (en) * | 2021-09-30 | 2021-12-27 | Акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (АО "ЦТСС") | Complex for monitoring the mutual position of the torpedo tube axis and the rack axis for storing and loading ammunition |
-
2000
- 2000-10-04 RU RU2000124914/28A patent/RU2186337C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2763073C1 (en) * | 2021-09-30 | 2021-12-27 | Акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (АО "ЦТСС") | Complex for monitoring the mutual position of the torpedo tube axis and the rack axis for storing and loading ammunition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10082521B2 (en) | System for measuring six degrees of freedom | |
| US10126415B2 (en) | Probe that cooperates with a laser tracker to measure six degrees of freedom | |
| CN106153074B (en) | Optical calibration system and method for inertial measurement combined dynamic navigation performance | |
| US9075025B2 (en) | Apparatus and method to compensate bearing runout in laser tracker | |
| US9903934B2 (en) | Apparatus and method of measuring six degrees of freedom | |
| JP6509224B2 (en) | Method for resetting a distance meter and system for measuring coordinates with a coordinate measuring device | |
| US9482525B2 (en) | Apparatus to compensate bearing runout in a three-dimensional coordinate measuring system | |
| Muralikrishnan et al. | ASME B89. 4.19 performance evaluation tests and geometric misalignments in laser trackers | |
| EP2405285A1 (en) | Self-compensating laser tracker | |
| US20090109426A1 (en) | Self-compensating laser tracker | |
| WO2007124009A3 (en) | Camera based six degree-of-freedom target measuring and target tracking device with rotatable mirror | |
| CN103424069A (en) | Optical device, interference system and optical measuring method used for measuring multiple geometric errors | |
| JP3300998B2 (en) | 3D coordinate measuring device | |
| CN108731593B (en) | Front and back binocular position and attitude optical measurement structure and method | |
| JP6104708B2 (en) | Tracking laser interferometer | |
| RU2186337C2 (en) | Gear measuring relative angular position of reflectors | |
| CN112683198B (en) | Three-degree-of-freedom angle photoelectric measuring device and measuring method thereof | |
| JP2002310641A (en) | Coordinate system calibrating method for three- dimensional shape measuring instrument | |
| EP2120013A2 (en) | Inertial sensor misalignment and compensation | |
| CN109556566B (en) | System and method for measuring relative three-dimensional attitude angle between three bases | |
| JPH03167404A (en) | Method for measuring size of large object | |
| JPS61502218A (en) | Device for checking relative position changes of devices placed apart | |
| RU2321826C1 (en) | Device for measuring angular position of reflectors | |
| CN114964060B (en) | Right-angle error detection method and device for retro-reflection unit | |
| Riemensperger et al. | Kern-Smart 310-Leica’s Approach to High Precision Dynamic 3D Coordinate Determination |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QA4A | Patent open for licensing | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121005 |