阅读说明：本技术 一种用于激光跟踪仪快速点云测量的方法及其辅助工装 (Method for rapid point cloud measurement of laser tracker and auxiliary tool thereof ) 是由 张威 陶江平 刘序辰 林坚 张作涌 于 2020-05-22 设计创作，主要内容包括：一种用于激光跟踪仪快速点云测量的方法,包括以下步骤：将移动底盘放置被测面上,底盘万向球接触被测面；靶球基座插入移动底盘的圆形开孔,基座万向球与被测面接触；将靶球放入基座托台,靶球外壳与磁铁吸附；换算靶球中心点至靶球基座底端高差值,将靶球中心点理论的位置偏置至被测面；在被测面上按点云的采集需求移动移动底盘,基座万向球在被测面上滚动；提起移动底盘和靶球基座进行存放；本发明将靶球放置在靶球基座内,与移动底盘组合,靶球在接收到激光后,边移动底盘边进行点云测量,避免靶球与被测面直接接触,无摩擦损耗,插销式靶球基座插入底盘后指向精准,随被测面起伏进行起伏,确保基座与被测面贴合,提升测量精度。(A method for laser tracker fast point cloud measurement, comprising the steps of: placing the movable chassis on the surface to be measured, and contacting the universal ball of the chassis with the surface to be measured; the target ball base is inserted into the round opening of the movable chassis, and the universal ball of the base is contacted with the surface to be detected; putting the target ball into a base saddle, and adsorbing the target ball shell with a magnet; converting the height difference from the central point of the target ball to the bottom end of the target ball base, and offsetting the theoretical position of the central point of the target ball to the measured surface; moving the moving chassis on the measured surface according to the acquisition requirement of the point cloud, and rolling the universal ball of the base on the measured surface; lifting the movable chassis and the target ball base for storage; according to the invention, the target ball is placed in the target ball base and combined with the movable chassis, after the target ball receives laser, the chassis is moved while point cloud measurement is carried out, the target ball is prevented from being in direct contact with a measured surface, no friction loss exists, the bolt type target ball base points accurately after being inserted into the chassis, and fluctuates along with the fluctuation of the measured surface, so that the base is ensured to be attached to the measured surface, and the measurement precision is improved.)

一种用于激光跟踪仪快速点云测量的方法及其辅助工装

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种用于激光跟踪仪快速点云测量的方法及其辅助工装。

背景技术

随着当今测量技术的不断提升，激光跟踪仪应用已十分普及，其较高的稳定性及较高的测量精度，越发得到使用者的认可。同时，随着使用范围越发的扩大，也暴露出一些测量过程中的其他问题。激光跟踪仪在使用过程中，因其高精度必须借助反射球，俗称靶球，完成所有的测量工作。靶球作为激光跟踪仪必不可少的测量配件，其内置三面聚光棱镜，精度极高，因此，也导致该靶球的造价成本极高，一经损坏，轻则影响测量精度，重则靶球报废，所以，从测量的经济性的角度考虑，必须在保证效率或提升效率的前提下做好对靶球工作状态下的保护。

实践发现，激光跟踪仪的点云测量主要适用于平面平整度及曲面线型的测量，在该工况下，大量且密集的观测点需用户高频地的移动靶球完成作业，为确保测量精度，需将靶球直接贴被测面，移动过程中靶球与被测面会形成摩擦，长时间测量会导致靶球磨损加快；换之，如果运用靶球底座进行保护，则测量效率与精度会有所降低，尤其是测量曲面点云时，平面底座与曲面会形成空间贴合误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于激光跟踪仪快速点云测量的方法及其辅助工装，实现对靶球保护的同时，提升测量效率，确保测量精度。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于激光跟踪仪快速点云测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将移动底盘放置被测面上，移动底盘下端的底盘万向球接触被测面；

步骤S2：将靶球基座插入移动底盘的圆形开孔内，靶球基座底端的基座万向球与被测面接触；

步骤S3：待靶球接受到激光跟踪仪发出的测量激光后，将靶球放入基座托台，靶球外壳与磁铁吸附；

步骤S4：在设备操作端，换算靶球中心点至靶球基座底端高差值，将靶球中心点理论的位置偏置至被测面；

步骤S5：在被测面上按点云的采集需求移动移动底盘，移动过程中移动底盘与被测面处于贴合状态，基座万向球在被测面上滚动；

步骤S6：完成测量，提起移动底盘和靶球基座进行存放，靶球基座设有的基座托台自由落座在移动底盘上。

进一步地，在测量过程中，所述移动底盘移动有明确垂直位置指向时，利用移动底盘上表面的十字基准线进行定位。

一种用于激光跟踪仪快速点云测量的辅助工装，其特征在于，所述工装包括移动底盘和靶球基座，所述移动底盘的上端设有十字基准线，所述移动底盘的下端设有底盘万向球，所述底盘万向球靠近移动底盘的四个角，所述移动底盘的中央上下贯穿设有圆形开孔，所述靶球基座的上端设有磁铁，所述靶球基座的下端设有基座万向球。

进一步地，所述靶球基座由上至下依次连接的基座托台、基座本体和基座插销，所述基座托台呈圆盘状，所述基座托台的外径大于圆形开孔的内径，所述基座本体呈圆柱状，所述基座本体的外径与圆形开孔的内径配合，所述基座插销由上至下外径逐渐缩小。

进一步地，所述基座托台的上端设有圆形的凹槽，所述磁铁位于凹槽内。

本发明的优点在于：通过将靶球放置在插销式靶球基座内，再与移动底盘进行组合，靶球在接收到激光后，便可边移动底盘边进行点云测量，避免靶球与被测面的直接接触，无摩擦损耗，且带有万向球的底盘移动速度快，提升测量效率；插销式靶球基座插入底盘后指向精准，并随被测面的起伏进行起伏，确保基座完全与被测面贴合，消除了传统靶球平面基座遇曲面无法贴合的问题，提升测量精度。

附图说明

图1为本发明移动底盘的示意图；

图2为本发明靶球基座的示意图；

图3为本发明使用方法示意图。

附图标记：

1移动底盘；

2底盘万向球；

3圆形开孔；

4十字基准线；

5倒角；

6靶球基座；

7磁铁；

8基座托台；

9基座万向球；

10靶球；

11被测面；

12跟踪仪；

13测量激光

14基座本体

15基座插销。

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。

本发明公开了一种用于激光跟踪仪快速点云测量的方法，包括以下步骤：

步骤S1：将移动底盘1放置被测面11上，移动底盘1下端的底盘万向球2接触被测面11；

步骤S2：将靶球基座6插入移动底盘1的圆形开孔3内，靶球基座6底端的基座万向球9与被测面11接触；

步骤S3：待靶球10接受到激光跟踪仪12发出的测量激光13后，将靶球10放入基座托台8，靶球10外壳与磁铁7吸附；

步骤S4：在设备操作端，换算靶球10中心点至靶球基座6底端高差值，将靶球10中心点理论的位置偏置至被测面11；

步骤S5：在被测面11上按点云的采集需求移动移动底盘1，移动过程中移动底盘1与被测面11处于贴合状态，基座万向球9在被测面11上滚动；

如遇到被测面11为曲面或有起伏，移动底盘1中心圆孔中的靶球基座6会随重力始终与被测面11贴合，确保靶球10中心与被测面11的高度一致；

步骤S6：完成测量，提起移动底盘1和靶球基座6进行存放，靶球基座6设有的基座托台8自由落座在移动底盘1上。

利用移动底盘1和靶球基座6测量垂直或上仰的被测面11时，需保持靶球基座6被按压贴合被测面11。

在测量过程中，所述移动底盘1移动有明确垂直位置指向时，利用移动底盘1上表面的十字基准线4进行定位。

一种用于激光跟踪仪快速点云测量的辅助工装，如图1和图2所示，所述工装包括移动底盘1和靶球基座6，所述移动底盘1的上端设有十字基准线4，所述移动底盘1的下端设有底盘万向球2，所述底盘万向球2靠近移动底盘1的四个角，所述移动底盘1的中央上下贯穿设有圆形开孔3，所述靶球基座6的上端设有磁铁7，所述靶球基座6的下端设有基座万向球9。

如图1所示，所述移动底盘1的四个角设有半圆的倒角5，出于安全考虑，该设计避免工装边缘尖端对人体造成伤害，易于存放。

所述靶球基座6由上至下依次连接的基座托台8、基座本体14和基座插销15，所述基座托台8呈圆盘状，所述基座托台8的外径大于圆形开孔3的内径，所述基座本体14呈圆柱状，所述基座本体14的外径与圆形开孔3的内径配合，所述基座插销15由上至下外径逐渐缩小，所述基座托台8的上端设有圆形的凹槽，所述磁铁7位于凹槽内。

具体实施时，如图3所示，所述移动底盘1设计为长60mm、宽60mm、厚6mm的不锈钢结构，移动底盘1的四角分布四个嵌入式的底盘万向球2，底盘万向球2用于与被测面11接触行走；移动底盘1中央设有直径为18mm的圆形开孔3，用于放置插销式靶球基座6；底盘的上表面设有十字基准线4，用于辅助走向定位；四角为Φ2mm半圆倒角5，该设计避免工装边缘尖端对人体造成伤害，并易于存放。

所述靶球基座6设计为直径17.99mm、净高15mm的杆式圆锥结构，用于插入移动底盘1的中间圆孔；所述靶球基座6上端的基座托台8内置磁铁7，用于吸附固定靶球10；靶球基座6上端往下2mm处直径设计有大于杆体的圆形基座托台8，直径为20mm，用于靶球基座6插入移动底盘1后自由落体的托举；所述靶球基座6的底端设有基座万向球9，基座万向球9用于接触被测面11行走，减少对靶球基座6的磨损。

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。