[发明专利]并联机构式坐标测量仪

说明书

一种并联机构式坐标测量仪，并联机构包括上平台、下平台以及铰接在上平台和下平台之间的若干根能伸缩的连杆，在下平台上固定有主观测装置，主观测装置为激光器，其视准轴称为主观测线，在下平台上还设有可以围绕自身轴心线旋转的定位轴，定位轴上固定有副观测装置，副观测装置为内置CCD数字相机望远镜，其光轴称为副观测线，将主观测装置对准被测物体某点，直至副观测装置内置的CCD数字相机在副观测线上观测到主观测装置照射到物体上的激光照射点，此时主观测线和副观测线交会于被测物体A某点。本发明能满足测距精度要求，无需事先进行繁琐费时的标定，由于本发明测距与光速无关，故使用前，无需气象改正，操作方便。

本发明申请是专利申请号为201510522902.6、申请日为2015年8月24日、名称为“并联机构式坐标测量装置”的发明专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及并联机构式坐标测量仪。

背景技术

坐标测量装置在科研和生产中已得到广泛应用。并联机构式坐标测量装置的特点是结构简单，主要零部件均可外购，且并联机构刚性好，坐标测量装置中的并联机构包括上平台、下平台以及铰接在上平台和下平台之间的若干根能伸缩的连杆。

目前，非接触式测量发展迅速。三角法是常用的测距原理。三角法是一束激光照射到物体上，部分漫反射激光经过棱镜在光电探测设备上成像。三角法在应用上有很多定位参数要求，在测量设备标定上非常繁琐而且费时，实测时若系统中某项参数无法准确得到，将使得测量数据产生误差。当测量设备有微小变动时，系统中每项参数都必须重新标定。见许智钦 孙长库编著，《3D逆向工程》（中国计量出版社2002年4月第1版）p16。

何保喜主编，黄河水利出版社2005年8月出版之《全站仪测量技术》第二章第二节，介绍了目前全站仪的测距原理，主要是脉冲法、相位法测距，都需要对应的复杂的电子系统。脉冲法测距，直接测定测距仪发出的脉冲往返被测距离的时间。根据叶晓明、凌模著，武汉大学出版社2004年3月出版之《全站仪原理误差》p8，用于计时的时钟频率即便有极微小的误差，也会导致很大的测量误差。比如时钟频率为100MHz，即便有±1Hz的频率误差，测距误差也将达到±1.5m。所以脉冲法测量精度低，主要用于远程低精度测量。相位法测距，其原理是通过测量连续的调制信号在待测距离上往返产生的相位变化来间接测定传播时间，从而求得传播距离。相位法测距，涉及复杂的控制和运算，比如测尺转换和控制、光路转换控制，减光自动控制，测相节奏（时序控制）、相位距离换算、粗精尺距离衔接运算等等（见叶晓明、凌模著，武汉大学出版社2004年3月出版之《全站仪原理误差》p15）。测量的电子系统远比脉冲法复杂。由此会导致很多问题。叶晓明、凌模著，武汉大学出版社2004年3月出版之《全站仪原理误差》p42第3章进行了分析，比如电路中的同频光电窜扰信号导致的周期误差，内部石英晶体振荡器受温度影响导致的误差。李广云、李宗春主编，测绘出版社2011年1月出版之《工业测量系统原理与应用》p134，也提及实际测距频率和设计频率不一致导致的测距误差问题。

有一个问题对测距精度至关重要，无论脉冲测距或者相位测距，其测距精度都取决于对大气中的光速的精确测量。而实际测量过程中，光速受到大气温度、湿度、气压等情况影响，需要事先测量这些气象参数，并进行相关的气象改正。根据李泽球主编，武汉理工大学出版社2012年7月出版之《全站仪测量技术》p22，全站仪的气象改正还与该全站仪所用测距光波的波长有关。

发明内容

本发明的目的在于提出一种测量精确、操作方便的并联机构式坐标测量仪。