本發(fā)明涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種量程擴(kuò)展器及其測(cè)量方法、測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在一些產(chǎn)品(如汽車)的研發(fā)試制過程中，通常都需要對(duì)產(chǎn)品及其生產(chǎn)線進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量(尺寸或坐標(biāo)的測(cè)量)和驗(yàn)證。一般選用常用的便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和量程大的激光跟蹤儀這兩種測(cè)量設(shè)備完成現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，前者量程偏小，因而測(cè)量范圍小，但因其購(gòu)買投入少、維護(hù)成本低而被廣泛采用，后者量程大，但因其購(gòu)買昂貴、維護(hù)成本高而使一般企業(yè)望而卻步，較少采用。為了解決便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)量程不足的問題，通常采用“分布局部測(cè)量法”，即將整個(gè)需要測(cè)量的范圍分解成若干個(gè)局部，再用便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)分步、分區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，但測(cè)量過程需要多次進(jìn)行拼接，導(dǎo)致累積誤差大、工作效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于擴(kuò)展坐標(biāo)測(cè)量機(jī)量程的量程擴(kuò)展器。還提供一種該量程擴(kuò)展器的測(cè)量方法。另外，還提供一種使用該量程擴(kuò)展器的測(cè)量系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種量程擴(kuò)展器，其包括擴(kuò)展支架、第一標(biāo)準(zhǔn)球組和第二標(biāo)準(zhǔn)球組，所述第一標(biāo)準(zhǔn)球組和第二標(biāo)準(zhǔn)球組分別設(shè)于所述擴(kuò)展支架的兩側(cè)，所述第一標(biāo)準(zhǔn)球組和第二標(biāo)準(zhǔn)球組的標(biāo)準(zhǔn)球數(shù)量相同且不少于三個(gè)。

上述的量程擴(kuò)展器中，所述第一標(biāo)準(zhǔn)球組和所述第二標(biāo)準(zhǔn)球組分別設(shè)于所述擴(kuò)展支架的兩端端部，或者，所述第一標(biāo)準(zhǔn)球組和所述第二標(biāo)準(zhǔn)球組分別設(shè)于所述擴(kuò)展支架的兩端端部及端部與中部之間的部位。

上述的量程擴(kuò)展器中，所述第一標(biāo)準(zhǔn)球組和第二標(biāo)準(zhǔn)球組中的任意兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球之間設(shè)有間距。

上述的量程擴(kuò)展器中，所述標(biāo)準(zhǔn)球的半徑均相同。

上述的量程擴(kuò)展器中，所述標(biāo)準(zhǔn)球通過焊接或粘膠固定在所述擴(kuò)展支架上。

本發(fā)明還提供一種量程擴(kuò)展器的測(cè)量方法，其包括如下步驟：

步驟一，確定上述任一項(xiàng)內(nèi)容所述的量程擴(kuò)展器的第一標(biāo)準(zhǔn)球組中的標(biāo)準(zhǔn)球與第二標(biāo)準(zhǔn)球組中的標(biāo)準(zhǔn)球之間一一對(duì)應(yīng)的位置關(guān)系和位置關(guān)系函數(shù)；

步驟二，將坐標(biāo)測(cè)量機(jī)置于第一測(cè)量位置，測(cè)量出第一標(biāo)準(zhǔn)球組的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)于第一測(cè)量位置處坐標(biāo)系下的中心坐標(biāo)；根據(jù)所述位置關(guān)系函數(shù)計(jì)算出第二標(biāo)準(zhǔn)球組的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)于第一測(cè)量位置處坐標(biāo)系下的理論中心坐標(biāo)；

步驟三，將坐標(biāo)測(cè)量機(jī)移至第二測(cè)量位置，測(cè)量出第二標(biāo)準(zhǔn)球組的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)于第二測(cè)量位置處坐標(biāo)系下的實(shí)際中心坐標(biāo)；

步驟四，將第二標(biāo)準(zhǔn)球組的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球的實(shí)際中心坐標(biāo)與理論中心坐標(biāo)逐一對(duì)應(yīng)并擬合統(tǒng)一，從而將坐標(biāo)測(cè)量機(jī)于第二測(cè)量位置處坐標(biāo)系擬合統(tǒng)一到坐標(biāo)測(cè)量機(jī)于第一測(cè)量位置處坐標(biāo)系，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的量程擴(kuò)展。

上述的量程擴(kuò)展器的測(cè)量方法中，當(dāng)每組標(biāo)準(zhǔn)球組中的標(biāo)準(zhǔn)球數(shù)量大于三個(gè)時(shí)，測(cè)量時(shí)選取每組標(biāo)準(zhǔn)球組中的三個(gè)或者少于總數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)球進(jìn)行坐標(biāo)測(cè)量。

上述的量程擴(kuò)展器的測(cè)量方法中，所述位置關(guān)系函數(shù)為一次函數(shù)。

上述的量程擴(kuò)展器的測(cè)量方法中，所述位置關(guān)系函數(shù)為極坐標(biāo)函數(shù)。

本發(fā)明還提供一種測(cè)量系統(tǒng)，其包括坐標(biāo)測(cè)量機(jī)以及上述任一項(xiàng)內(nèi)容所述的量程擴(kuò)展器。

實(shí)施本發(fā)明的量程擴(kuò)展器及其測(cè)量方法、測(cè)量系統(tǒng)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

1、通過量程擴(kuò)展器上的兩組標(biāo)準(zhǔn)球組之間相互固定的位置關(guān)系，可將坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在不同測(cè)量位置處的坐標(biāo)系擬合統(tǒng)一在同一個(gè)坐標(biāo)系下，使得坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量范圍向任意方向延伸，從而達(dá)到擴(kuò)展坐標(biāo)測(cè)量機(jī)量程的目的，現(xiàn)場(chǎng)大范圍測(cè)量時(shí)，只需選用便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)并輔以本量程擴(kuò)展器即可，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、攜帶方便且易操作，不僅能大幅提高測(cè)量效率和測(cè)量精度，還能大大節(jié)省測(cè)量成本。

2、實(shí)施本發(fā)明的量程擴(kuò)展器的測(cè)量方法及其測(cè)量系統(tǒng)，可直接將坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在不同測(cè)量位置處的坐標(biāo)系擬合統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系，這樣坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在不同測(cè)量位置測(cè)得的數(shù)據(jù)便可直接統(tǒng)一在同一個(gè)坐標(biāo)系下，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的量程擴(kuò)展，而不需要在測(cè)量的過程中多次進(jìn)行坐標(biāo)拼接，操作方便，能大幅提高測(cè)量效率和測(cè)量精度，節(jié)省測(cè)量成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的量程擴(kuò)展器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的第一標(biāo)準(zhǔn)球組與第二標(biāo)準(zhǔn)球組中的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖；

圖3是實(shí)施本發(fā)明的量程擴(kuò)展器的使用方法的示意圖；

其中，1、擴(kuò)展支架；2、第一標(biāo)準(zhǔn)球組；3、第二標(biāo)準(zhǔn)球組；4、坐標(biāo)測(cè)量機(jī)；5、第一測(cè)量位置；6、第二測(cè)量位置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，一種量程擴(kuò)展器，其包括擴(kuò)展支架1、第一標(biāo)準(zhǔn)球組2和第二標(biāo)準(zhǔn)球組3，第一標(biāo)準(zhǔn)球組2和第二標(biāo)準(zhǔn)球組3分別設(shè)于擴(kuò)展支架1的兩側(cè)，第一標(biāo)準(zhǔn)球組2和第二標(biāo)準(zhǔn)球組3的標(biāo)準(zhǔn)球數(shù)量相同且不少于三個(gè)。兩組標(biāo)準(zhǔn)球組中的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球之間一一對(duì)應(yīng)，并具有固定的位置關(guān)系，這樣便可利用兩組標(biāo)準(zhǔn)球組之間的位置關(guān)系，將坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4在不同測(cè)量位置處的坐標(biāo)系擬合統(tǒng)一在同一個(gè)坐標(biāo)系下，使得坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4的測(cè)量范圍可以向任意方向延伸，從而達(dá)到擴(kuò)展坐標(biāo)測(cè)量機(jī)量程的目的，現(xiàn)場(chǎng)大范圍測(cè)量時(shí)，只需選用便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)并輔以本量程擴(kuò)展器即可，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、攜帶方便且易操作，不僅能大幅提高測(cè)量效率和測(cè)量精度，還能大大節(jié)省測(cè)量成本。

本實(shí)施例的第一標(biāo)準(zhǔn)球組2和第二標(biāo)準(zhǔn)球組3分別設(shè)于擴(kuò)展支架1的兩端端部。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的實(shí)際需要，選取合適大小的量程擴(kuò)展器。

當(dāng)然，本實(shí)施例的第一標(biāo)準(zhǔn)球組2和第二標(biāo)準(zhǔn)球組3也可分別設(shè)于擴(kuò)展支架1的兩端端部及端部與中部之間的部位。這樣的設(shè)計(jì)，即使選用的量程擴(kuò)展器的擴(kuò)展支架1的長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4的小范圍量程擴(kuò)展，增強(qiáng)了量程擴(kuò)展器擴(kuò)展量程的適應(yīng)性。

本實(shí)施例的第一標(biāo)準(zhǔn)球組2和第二標(biāo)準(zhǔn)球組3中的任意兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球之間設(shè)有間距，這樣可使同一標(biāo)準(zhǔn)球組中的標(biāo)準(zhǔn)球之間的相對(duì)位置更具任意性，從而提高坐標(biāo)系擬合統(tǒng)一的精度。

本實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)球的半徑均相同，從而在裝配該量程擴(kuò)展器時(shí)能更為容易地保證兩組標(biāo)準(zhǔn)球組中的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球之間一一對(duì)應(yīng)的位置關(guān)系。

本實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)球通過焊接或粘膠固定在擴(kuò)展支架1上。

如圖2和圖3所示，本發(fā)明還提供一種上述量程擴(kuò)展器的測(cè)量方法，其包括如下步驟：

步驟一，確定上述量程擴(kuò)展器的第一標(biāo)準(zhǔn)球組2中的標(biāo)準(zhǔn)球與第二標(biāo)準(zhǔn)球組3中的標(biāo)準(zhǔn)球之間一一對(duì)應(yīng)的位置關(guān)系和位置關(guān)系函數(shù)；

步驟二，將坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4置于第一測(cè)量位置5，測(cè)量出第一標(biāo)準(zhǔn)球組2的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4于第一測(cè)量位置5處坐標(biāo)系下的中心坐標(biāo)；根據(jù)位置關(guān)系函數(shù)計(jì)算出第二標(biāo)準(zhǔn)球組3的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4于第一測(cè)量位置5處坐標(biāo)系下的理論中心坐標(biāo)；

步驟三，將坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4移至第二測(cè)量位置6，測(cè)量出第二標(biāo)準(zhǔn)球組3的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4于第二測(cè)量位置6處坐標(biāo)系下的實(shí)際中心坐標(biāo)；

步驟四，將第二標(biāo)準(zhǔn)球組3的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球的實(shí)際中心坐標(biāo)與理論中心坐標(biāo)逐一對(duì)應(yīng)并擬合統(tǒng)一，從而將坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4于第二測(cè)量位置6處坐標(biāo)系擬合統(tǒng)一到坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4于第一測(cè)量位置5處坐標(biāo)系，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4的量程擴(kuò)展。實(shí)際上就是確定坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4于第二測(cè)量位置6處坐標(biāo)系下的坐標(biāo)與坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4于第一測(cè)量位置5處坐標(biāo)系下的坐標(biāo)之間一一映射的關(guān)系，使坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4于第二測(cè)量位置6處測(cè)得的任何坐標(biāo)都可以直接對(duì)應(yīng)到坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4于第一測(cè)量位置5處坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。第二標(biāo)準(zhǔn)球組3的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球的實(shí)際中心坐標(biāo)可通過坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4的測(cè)量軟件與理論中心坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)擬合統(tǒng)一。

本實(shí)施例中，當(dāng)每組標(biāo)準(zhǔn)球組中的標(biāo)準(zhǔn)球數(shù)量大于三個(gè)時(shí)，測(cè)量時(shí)選取每組標(biāo)準(zhǔn)球組中的三個(gè)或者少于總數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)球進(jìn)行坐標(biāo)測(cè)量。如此既可以實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4在不同測(cè)量位置處坐標(biāo)系的擬合統(tǒng)一，又可以減少測(cè)量時(shí)間和坐標(biāo)系擬合統(tǒng)一時(shí)間，提高測(cè)量效率。

實(shí)施本實(shí)施例的量程擴(kuò)展器的測(cè)量方法，可直接將坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4在不同測(cè)量位置處的坐標(biāo)系擬合統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系，這樣坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4在不同測(cè)量位置測(cè)得的數(shù)據(jù)便可直接統(tǒng)一在同一個(gè)坐標(biāo)系下，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4的量程擴(kuò)展，而不需要在測(cè)量的過程中多次進(jìn)行坐標(biāo)拼接，操作方便，能大幅提高測(cè)量效率和測(cè)量精度，節(jié)省測(cè)量成本，另外，坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4可以在任意測(cè)量位置、任意角度測(cè)量出標(biāo)準(zhǔn)球的中心坐標(biāo)以及進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的工作，也就是說，使用該量程擴(kuò)展器并不會(huì)限定坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4的測(cè)量位置，保證了坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4測(cè)量位置的靈活性。

本實(shí)施例的位置關(guān)系函數(shù)為一次函數(shù)，如此可使第一標(biāo)準(zhǔn)球組2與第二標(biāo)準(zhǔn)球組3中一一對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)球之間的連線相互平行，以便于快速精確地計(jì)算出第二標(biāo)準(zhǔn)球組3的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4于第一測(cè)量位置5處坐標(biāo)系下的理論中心坐標(biāo)，減小計(jì)算誤差，提高坐標(biāo)系擬合統(tǒng)一的精度。

當(dāng)然，本實(shí)施例的位置關(guān)系函數(shù)也可以為極坐標(biāo)函數(shù)F(r,θ)，由極坐標(biāo)函數(shù)F(r,θ)計(jì)算出第二標(biāo)準(zhǔn)球組3的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4于第一測(cè)量位置5處坐標(biāo)系下的理論中心坐標(biāo)。

本實(shí)施例的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4為便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，這是因?yàn)楸銛y式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的結(jié)構(gòu)小巧，購(gòu)入成本和維修成本相對(duì)較低，攜帶方便，而量程擴(kuò)展器可使便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量范圍向任意方向延伸，以完全滿足現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的要求。

此外，本發(fā)明還提供一種測(cè)量系統(tǒng)，其包括坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4以及上述量程擴(kuò)展器，其中，坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4為便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。