示,在測量 待測點(diǎn)(如圖3所示的D點(diǎn))的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí),將每一個(gè)拉線式位移傳感器120的拉線124 均固定至待測點(diǎn)D上(即三個(gè)拉線式位移傳感器120的固定點(diǎn)A、B、C組成一個(gè)三角形,三 個(gè)固定點(diǎn)A、B、C與待測點(diǎn)D組成一個(gè)三棱錐形),并測出三個(gè)拉線式位移傳感器120的各 固定點(diǎn)之間的距離,即AC、BC及AB兩點(diǎn)之間的距離分別為ap&2及a3。
[0025] 然后以三個(gè)固定點(diǎn)A、B、C所在的平面作為XY坐標(biāo)平面建立空間直角坐標(biāo)系,為了 便于計(jì)算,以第一拉線式位移傳感器121的固定點(diǎn)(即A點(diǎn))為原點(diǎn),并使第一拉線式位移 傳感器121的固定點(diǎn)(即A點(diǎn))與第二拉線式位移傳感器122的固定點(diǎn)(即B點(diǎn))的連線 位于Y軸之上,且第三拉線式位移傳感器123的固定點(diǎn)(即C點(diǎn))位于XY坐標(biāo)平面內(nèi),此 時(shí)A點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,0,0),B點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,a3,0)。
[0026] 通過ABC三點(diǎn)組成的三角形中AC、BC及AB各邊的長度&1、a2、&3及A、B兩點(diǎn)的坐 標(biāo)(0,0,0)、(0,a3,0),即可得出C點(diǎn)的坐標(biāo)(h,m,0),其計(jì)算公式為:
[0029] 其中:h及m為C點(diǎn)的橫坐標(biāo)及縱坐標(biāo);
[0027]
[0028]
[0030] ap&2及a3分別為AC、BC及AB兩點(diǎn)之間的距離。
[0031] 根據(jù)三個(gè)拉線式位移傳感器120上拉線124的拉伸長度數(shù)值,取同一時(shí)刻第一拉 線式位移傳感器121上的拉線124的拉伸長度(即AD兩點(diǎn)之間的距離)為h,第二拉線式 位移傳感器122上拉線124的拉伸長度(即BD兩點(diǎn)之間的距離)為13,第三拉線式位移傳 感器123上拉線124的拉伸長度(即⑶兩點(diǎn)之間的距離)為1 2,假定在該時(shí)刻D點(diǎn)的坐標(biāo) 為(X,y,z)。則根據(jù)計(jì)算公式:
[0032] x2+y2+z2= 1J2
[0033] (χ-h)2+(y-m) 2+z2=1 22
[0034] x2+ (y~a3) 2+z2= 1 32
[0035] 得到D點(diǎn)在該時(shí)刻的坐標(biāo),即:
[0036]
[0037]
[0038]
[0039] 其中,X,y,z分別為D點(diǎn)的橫坐標(biāo),縱坐標(biāo)及豎坐標(biāo);
[0040] h與m分別為C點(diǎn)的橫坐標(biāo)及縱坐標(biāo);
[0041] lp12及1 3分別為在同一時(shí)刻AD、⑶及BD兩點(diǎn)之間的距離。
[0042] 通過上述計(jì)算即可得到D點(diǎn)在某一時(shí)刻的坐標(biāo)(X,y,z),通過確定D點(diǎn)的坐標(biāo)即 可確定在該時(shí)刻D點(diǎn)的位置,對于連續(xù)運(yùn)動(dòng)的D點(diǎn),則可得到若干個(gè)坐標(biāo),將各個(gè)時(shí)刻D點(diǎn) 的坐標(biāo)連接成一條曲線,即可得知D點(diǎn)(也即待測點(diǎn))的運(yùn)動(dòng)軌跡。
[0043] 為了更加方便地計(jì)算D點(diǎn)的坐標(biāo),優(yōu)選地,ABC三點(diǎn)組成的三角形可以為等邊三角 形或等腰直角三角形。
[0044] 當(dāng)ABC三點(diǎn)組成的三角形為等邊三角形(即ata2=a3=a)時(shí),此時(shí):
[0045]
[0046]
[0047] 因此可知D點(diǎn)的坐標(biāo)為:
[0048]
[0049]
[0050]
[0051] 其中山,12及1 3分別為在同一時(shí)刻AD、⑶及BD兩點(diǎn)之間的距離;
[0052] a為AC、BC及AB兩點(diǎn)之間的距離。
[0053] 當(dāng)ABC三點(diǎn)組成的三角形為等腰直角三角形,即B點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,a,0),C點(diǎn)的坐 標(biāo)為(a,0,0)時(shí),此時(shí):
[0054] h=a
[0055] m= 0
[0056] 因此可知D點(diǎn)的坐標(biāo)為:
[0057]
[0058]
[0059]
[0060] 其中山,12及1 3分別為在同一時(shí)刻AD、⑶及BD兩點(diǎn)之間的距離;
[0061] a為AB及AC兩點(diǎn)之間的距離。
[0062] 因此,本實(shí)用新型還提供一種物體運(yùn)動(dòng)軌跡的測量方法,其運(yùn)用上述的物體運(yùn)動(dòng) 軌跡的測量裝置,用于測出物體上的待測點(diǎn)D的運(yùn)動(dòng)軌跡,該測量方法包括如下步驟:
[0063] 將測量裝置100上每一個(gè)拉線式位移傳感器120的拉線124均固定至待測點(diǎn)D 上;
[0064] 根據(jù)測量裝置100上三個(gè)拉線式位移傳感器120中拉線124在任意時(shí)刻各自的拉 伸長度li、12、13,計(jì)算得出待測點(diǎn)D在該任意時(shí)刻的坐標(biāo);以及
[0065] 通過測得待測點(diǎn)D在不同時(shí)刻的若干個(gè)坐標(biāo),并將待測點(diǎn)D在不同時(shí)刻的坐標(biāo)進(jìn) 行連線,即得到待測點(diǎn)D的運(yùn)動(dòng)軌跡。
[0066] 進(jìn)一步地,在測量過程中,還包括以測量裝置100上三個(gè)拉線式位移傳感器120的 三個(gè)固定點(diǎn)A、B、C所在的平面作為其中一個(gè)坐標(biāo)平面建立空間直角坐標(biāo)系,并根據(jù)每兩個(gè) 固定點(diǎn)AB、AC、BC之間的距離先得出三個(gè)固定點(diǎn)A、B、C在該坐標(biāo)系中各自的坐標(biāo),然后再 根據(jù)三個(gè)拉線式位移傳感器120中拉線124在任意時(shí)刻各自的拉伸長度h、12、13,計(jì)算得 出待測點(diǎn)D在該任意時(shí)刻在該坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。
[0067] 進(jìn)一步地,在建立空間直角坐標(biāo)系時(shí),具體以三個(gè)拉線式位移傳感器120的三個(gè) 固定點(diǎn)A、B、C所在的平面作為XY坐標(biāo)平面建立空間直角坐標(biāo)系,而且為了便于計(jì)算,以固 定點(diǎn)A為原點(diǎn),并使固定點(diǎn)A與固定點(diǎn)B的連線位于其中一坐標(biāo)軸上,且固定點(diǎn)C位于XY 坐標(biāo)平面內(nèi)。
[0068] 進(jìn)一步地,三個(gè)固定點(diǎn)A、B、C組成的三角形為等邊三角形或等腰直角三角形,以 簡化計(jì)算模型。
[0069] 如上述,利用一套測量裝置100即可測得一個(gè)待測點(diǎn)D的運(yùn)動(dòng)軌跡,而根據(jù)三點(diǎn)定 位原理,若在物體上選取三個(gè)待測點(diǎn),利用三套測量裝置100分別對選取的三個(gè)待測點(diǎn)進(jìn) 行運(yùn)動(dòng)軌跡測量,則可以得到該物體在空間上的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。
[0070] 圖4為運(yùn)用圖1的測量裝置對物體的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)進(jìn)行測量時(shí)的示意圖,如圖4所示, 共采用三套測量裝置100分別對物體上選取的三個(gè)待測點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡測量,從而得到該 物體在空間上的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。具體地,本實(shí)用新型實(shí)施例中以測量發(fā)動(dòng)機(jī)300的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)為 例進(jìn)行說明,但不以此為限。該三套測量裝置100的底板110固定在車身400上,每套測量 裝置100中三個(gè)拉線式位移傳感器120的拉線124均固定至一個(gè)對應(yīng)的待測點(diǎn)上,三個(gè)待 測點(diǎn)例如可以選取在發(fā)動(dòng)機(jī)300的不同側(cè)面上,利用該三套測量裝置100分別測試該三個(gè) 待測點(diǎn)的坐標(biāo),得到該三個(gè)待測點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)軌跡,進(jìn)而得到發(fā)動(dòng)機(jī)300在各個(gè)時(shí) 刻的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。
[0071] 需要說明的是,上述通過計(jì)算得到的待測點(diǎn)D的坐標(biāo)為相對于空間直角坐標(biāo)系的 坐標(biāo)。對于組裝成圖4所示的測量系統(tǒng),若需要得到物體上某點(diǎn)的絕對坐標(biāo)值(整車坐標(biāo) 系),則需要一系列坐標(biāo)轉(zhuǎn)換;但是,在CATIA等三維軟件中,只要確定了三套測量裝置100 的安裝位置以及三個(gè)被測點(diǎn)相對于測量系統(tǒng)的坐標(biāo),使用軟件中的測量工具即可得到該未 知點(diǎn)的絕對坐標(biāo),故此處不再對此進(jìn)行贅述。
[0072] 另外,為了確保測量裝置100的測量準(zhǔn)確性,本實(shí)用新型還提供一種用于對測量 裝置100進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定裝置。圖5為本實(shí)用新型提供的用于對圖1的測量裝置進(jìn)行標(biāo)定 的標(biāo)定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖,圖6為圖5的標(biāo)定裝置的局部結(jié)構(gòu)放大圖,如圖5及圖6所示, 標(biāo)定裝置200包括第一調(diào)節(jié)板210、第二調(diào)節(jié)板220、第三調(diào)節(jié)板230及滑塊240。在本實(shí)施 例中,第一調(diào)節(jié)板210沿著上述設(shè)定的坐標(biāo)系中的Z軸方向設(shè)置,第二調(diào)節(jié)板220沿著該坐 標(biāo)系中的X軸方向設(shè)置,第三調(diào)節(jié)板230沿著該坐標(biāo)系中的Y軸方向設(shè)置。
[0073] 具體地,第一調(diào)節(jié)板210沿著Z軸方向設(shè)置并通過固定裝置,例如螺栓(圖未示) 固定于測量裝置100的底板110上,進(jìn)一步地,第一調(diào)節(jié)板210垂直固定在底板110上并位 于底板110 -側(cè)的邊緣上;第二調(diào)節(jié)板220沿著X軸方向設(shè)置并可滑動(dòng)地連接在第一調(diào)節(jié) 板210上,第二調(diào)節(jié)板220與底板110平行,第二調(diào)...