特大型齒輪的姿態調整方法及設備的製作方法
2023-10-17 22:29:54 1
專利名稱：特大型齒輪的姿態調整方法及設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及三維測量技術領域，特別涉及ー種特大型齒輪的姿態調整方法及設備。
背景技術：
在現代製造、高精度測量、軍用以及民用生產製造等各個技術領域，都需要對測量設備或測量儀器(例如三維測量平臺)進行姿態調整，從而將測量設備或測量儀器調整到指定的角度和位置，以提高對被測對象測量精度，從而滿足特定測試的指標。現有技術中的姿態調整方式有基於三點或多點支承式調整、多聯杆式調整、多軸·並聯式調整、鏈條鏈輪式調整等多種方式。對於特大型齒輪，由於重量大、體積大，現有技術通過採用調整三維測量平臺的測量基準面來適應特大型齒輪的測量位置，而三維測量平臺的重量大，若頻繁移動三維測量平臺，則會降低三維測量平臺對特大型齒輪的測量精度。
發明內容
本發明的目的在於提供ー種特大型齒輪的姿態調整方法及設備，通過調整三維測量平臺提高特大型齒輪在位測量的測量精度。本發明實施例提供ー種特大型齒輪的姿態調整方法，包括獲取特大型齒輪上的第一設定特徵位置的第一空間位置坐標對和三維測量平臺上的第二設定特徵位置的第二空間位置坐標對；獲取所述第一空間位置坐標對和所述第二空間位置坐標對在姿態調整平臺上端面上各自對應的第一投影坐標對和第二投影坐標對；根據所述第一投影坐標對和第二投影坐標對獲取所述姿態調整平臺待調整的旋轉信息；在根據所述旋轉信息調整所述姿態調整平臺後，獲取所述姿態調整平臺的支撐軸各自對應的平移距離；根據所述姿態調整平臺的支撐軸的平移距離調整所述姿態調整平臺的支撐軸，使得所述姿態調整平臺的上端面與所述特大型齒輪的上端面平行。本發明實施例還提供ー種特大型齒輪的姿態調整設備，包括第一獲取模塊，用於獲取特大型齒輪上的第一設定特徵位置的第一空間位置坐標對和三維測量平臺上的第二設定特徵位置的第二空間位置坐標對；第二獲取模塊，用於獲取所述第一空間位置坐標對和所述第二空間位置坐標對在姿態調整平臺上端面上各自對應的第一投影坐標對和第二投影坐標對；第三獲取模塊，用於根據所述第一投影坐標對和第二投影坐標對獲取所述姿態調整平臺待調整的旋轉信息；第四獲取模塊，用於在根據所述旋轉信息調整所述姿態調整平臺後，獲取所述姿態調整平臺的支撐軸各自對應的平移距離；
第一調整模塊，用於根據所述姿態調整平臺的支撐軸的平移距離調整所述姿態調整平臺的支撐軸，使得所述姿態調整平臺的上端面與所述特大型齒輪的上端面平行。本發明提供的特大型齒輪的姿態調整方法及設備，通過姿態調整平臺根據三維測量平臺對特大型齒輪進行測量的位置，在三維測量平臺的旋轉軸旋轉之後，通過控制設備根據姿態調整平臺旋轉後的空間位置和旋轉角度控制驅動設備調整姿態調整平臺的空間位置，姿態調整平臺進ー步調整三維測量平臺的測量臂和測頭方向，從而使得整個特大型齒輪在位測量系統根據特大型齒輪的位置實現小角度、快速的測量，提高特大型齒輪在位測量的測量精度和測量效率。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
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圖I為本發明實施例所適用的特大型齒輪的姿態調整系統的結構示意圖；圖2為本發明特大型齒輪的姿態調整方法一個實施例的流程示意圖；圖3為本發明特大型齒輪的姿態調整方法又一個實施例的流程示意圖；圖4為本發明特大型齒輪的姿態調整設備ー個實施例的結構示意圖；圖5為本發明特大型齒輪的姿態調整設備又一個實施例的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。本發明實施例中所述的特大型齒輪是指ー些參數、尺寸、重量超出常規情況下的齒輪，主要是取決於齒輪的直徑，其中，直徑大於3000毫米(mm)的齒輪通常稱為特大型齒輪。圖I為本發明實施例所適用的特大型齒輪的姿態調整系統的結構示意圖，如圖I所示，本發明實施例所適用的特大型齒輪的姿態調整系統包括雷射跟蹤儀10、三維測量平臺11、姿態調整平臺12、姿態調整設備13、驅動設備14、特大型齒輪15。其中，雷射跟蹤儀10將跟蹤得到的特大型齒輪15上的第一設定特徵位置的第一空間位置坐標對和三維測量平臺11上的第ニ設定特徵位置的第二空間位置坐標對發送給姿態調整設備13 ;姿態調整設備13根據下述圖2和圖3所示實施例的方法對第一空間位置坐標對和第二空間位置坐標進行一系列的處理之後，得到姿態調整平臺12的待調整的旋轉信息和姿態調整平臺12的支撐軸各自對應的平移距離，並控制驅動設備14驅動姿態調整平臺12進行姿態調整，姿態調整平臺12進ー步調整三維測量平臺11的測量臂和測頭方向，從而使得提高三維測量平臺12對特大型齒輪進行小角度、快速的測量，提高特大型齒輪的測量精度和測量效率。圖2為本發明姿態調整方法一個實施例的流程示意圖；如圖2所示，本發明實施例具體包括如下步驟步驟201、獲取特大型齒輪上的第一設定特徵位置的第一空間位置坐標對和三維測量平臺上的第二設定特徵位置的第二空間位置坐標對；步驟202、獲取第一空間位置坐標對和第二空間位置坐標對在姿態調整平臺上端面上各自對應的第一投影坐標對和第二投影坐標對；步驟203、根據第一投影坐標對和第二投影坐標對獲取姿態調整平臺待調整的旋轉信息；步驟204、在根據旋轉信息調整姿態調整平臺後，獲取姿態調整平臺的支撐軸各自對應的平移距離；步驟205、根據姿態調整平臺的支撐軸的平移距離調整姿態調整平臺的支撐軸，使得姿態調整平臺的上端面與特大型齒輪的上端面平行。·本發明實施例提供的特大型齒輪的姿態調整方法，通過特大型齒輪上的第一設定特徵位置的第一空間位置坐標對和三維測量平臺上的第二設定特徵位置的第二空間位置坐標對得到姿態調整平臺待調整的旋轉信息和姿態調整平臺的支撐軸各自對應的平移距離，使得姿態調整平臺根據旋轉信息和平移距離調整三維測量平臺的測量臂和測頭方向，從而根據特大齒輪的位置實現小角度、快速的測量，提高特大型齒輪在位測量的測量精度和測量效率。圖3為本發明姿態調整方法又一個實施例的流程示意圖，如圖3所示，本發明實施例具體可以包括如下步驟步驟301、獲取特大型齒輪上的第一設定特徵位置的第一空間位置坐標對和三維測量平臺上的第二設定特徵位置的第二空間位置坐標對；步驟302、獲取第一空間位置坐標對和第二空間位置坐標對在姿態調整平臺上端面上各自對應的第一投影坐標對和第二投影坐標對；步驟303、獲取第一投影坐標對對應的第一向量以及獲取第二投影坐標對對應的
第二向量；步驟304、計算第一向量和第二向量之間的夾角，該夾角為姿態調整平臺旋轉的角度；步驟305、計算第一向量與第二向量的叉積，根據叉積的正負確定姿態調整平臺的旋轉方向；步驟306、在根據旋轉信息調整姿態調整平臺後，獲取姿態調整平臺的支撐軸各自對應的平移距離；步驟307、根據姿態調整平臺的支撐軸的平移距離調整姿態調整平臺的支撐軸，使得姿態調整平臺的上端面與特大型齒輪的上端面平行。在上述步驟301中，特大型齒輪上的第一設定特徵位置具體可以包括特大型齒輪的中心、特大型齒輪上的初始測量點的空間位置坐標；第二設定特徵位置具體可以包括三維測量平臺的測量臂上沿第一坐標方向的第一測量點的坐標、第二測量點的坐標。該第一設定特徵位置和第二設定特徵位置的空間位置坐標可以通過雷射跟蹤儀獲取到。本發明實施例為了描述方便，將特大型齒輪的中心、特大型齒輪上的初始測量點的空間位置坐標、三維測量平臺的測量臂上沿第一坐標方向(X軸)的第一測量點的坐標、第二測量點的坐標具體表示符號如表I所示。獲取所述姿態調整平臺的支承軸對應的支撐點表I雷射跟蹤儀測得的空間位置坐標對應的符號
權利要求
1.一種特大型齒輪的姿態調整方法，其特徵在於，所述方法包括 獲取特大型齒輪上的第一設定特徵位置的第一空間位置坐標對和三維測量平臺上的第二設定特徵位置的第二空間位置坐標對； 獲取所述第一空間位置坐標對和所述第二空間位置坐標對在姿態調整平臺上端面上各自對應的第一投影坐標對和第二投影坐標對； 根據所述第一投影坐標對和第二投影坐標對獲取所述姿態調整平臺待調整的旋轉信息； 在根據所述旋轉信息調整所述姿態調整平臺後，獲取所述姿態調整平臺的支撐軸各自對應的平移距離； 根據所述姿態調整平臺的支撐軸的平移距離調整所述姿態調整平臺的支撐軸，使得所述姿態調整平臺的上端面與所述特大型齒輪的上端面平行。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述第一設定特徵位置包括所述特大型齒輪的中心、所述特大型齒輪上的初始測量點的空間位置坐標；所述第二設定特徵位置包括所述三維測量平臺的測量臂上沿第一坐標方向的第一測量點的坐標、第二測量點的坐標。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述旋轉信息包括所述姿態調整平臺的旋轉角度和旋轉方向。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述根據所述第一投影坐標對和第二投影坐標對獲取所述姿態調整平臺待調整的旋轉信息的步驟包括 獲取所述第一投影坐標對對應的第一向量； 獲取所述第二投影坐標對對應的第二向量； 計算所述第一向量和所述第二向量之間的夾角，所述夾角為所述姿態調整平臺旋轉的角度； 計算所述第一向量與所述第二向量的叉積； 根據所述叉積的正負確定所述姿態調整平臺的旋轉方向。
5.根據權利要求I 4任一所述的方法，其特徵在於，所述根據所述姿態調整平臺的支撐軸的平移距離調整所述姿態調整平臺的支撐軸，的步驟包括 獲取所述姿態調整平臺的支承軸對應的支撐點到所述特大型齒輪上端面的多個距離值； 找出所述多個距離值中距離所述特大型齒輪上端面最近的支撐點； 根據所述距離所述特大型齒輪上端面最近的支撐點指示驅動設備將所述最近的支撐點設置為固定點，並調整其餘支撐點，從而升高調節來達到所述姿態調整平臺的支承軸各自對應的調整距離。
6.一種特大型齒輪的姿態調整設備，其特徵在於，包括 第一獲取模塊，用於獲取特大型齒輪上的第一設定特徵位置的第一空間位置坐標對和三維測量平臺上的第二設定特徵位置的第二空間位置坐標對； 第二獲取模塊，用於獲取所述第一空間位置坐標對和所述第二空間位置坐標對在姿態調整平臺上端面上各自對應的第一投影坐標對和第二投影坐標對； 第三獲取模塊，用於根據所述第一投影坐標對和第二投影坐標對獲取所述姿態調整平臺待調整的旋轉信息； 第四獲取模塊，用於在根據所述旋轉信息調整所述姿態調整平臺後，獲取所述姿態調整平臺的支撐軸各自對應的平移距離； 第一調整模塊，用於根據所述姿態調整平臺的支撐軸的平移距離調整所述姿態調整平臺的支撐軸，使得所述姿態調整平臺的上端面與所述特大型齒輪的上端面平行。
7.根據權利要求6所述的設備，其特徵在於，所述第一設定特徵位置包括所述特大型齒輪的中心、所述特大型齒輪上的初始測量點的空間位置坐標；所述第二設定特徵位置包括所述三維測量平臺的測量臂上沿第一坐標方向的第一測量點的坐標、第二測量點的坐標。
8.根據權利要求7所述的設備，其特徵在於，所述旋轉信息包括所述姿態調整平臺的旋轉角度和旋轉方向。
9.根據權利要求8所述的設備，其特徵在於，所述第三獲取模塊包括 第一獲取單元，用於獲取所述第一投影坐標對對應的第一向量； 第二獲取單元，用於獲取所述第二投影坐標對對應的第二向量； 第一計算單元，用於計算所述第一向量和所述第二向量之間的夾角，所述夾角為所述姿態調整平臺旋轉的角度； 第二獲取單元，用於計算所述第一向量與所述第二向量的叉積； 調整單元，用於根據所述叉積的正負確定所述姿態調整平臺的旋轉方向。
10.根據權利要求6 9任一所述的設備，其特徵在於，所述第一調整模塊包括 第三獲取單元，用於獲取所述姿態調整平臺的支承軸對應的支撐點到所述特大型齒輪上端面的多個距離值； 查找單元，用於找出所述多個距離值中距離所述特大型齒輪上端面最近的支撐點； 指示單元，用於根據所述距離所述特大型齒輪上端面最近的支撐點指示驅動設備將所述最近的支撐點設置為固定點，並調整其餘支撐點，從而升高調節來達到所述姿態調整平臺的支承軸各自對應的調整距離。
全文摘要
本發明涉及一種特大型齒輪的姿態調整方法及設備，其中方法包括獲取特大型齒輪上的第一設定特徵位置的第一空間位置坐標對和三維測量平臺上的第二設定特徵位置的第二空間位置坐標對；獲取第一空間位置坐標對和第二空間位置坐標對在姿態調整平臺上端面上各自對應的第一投影坐標對和第二投影坐標對；根據第一投影坐標對和第二投影坐標對獲取姿態調整平臺待調整的旋轉信息；在根據旋轉信息調整所述姿態調整平臺後，獲取姿態調整平臺的支撐軸各自對應的平移距離；根據姿態調整平臺的支撐軸的平移距離調整姿態調整平臺的支撐軸。本發明實施例使得整個特大型齒輪在位測量系統根據特大型齒輪的位置實現小角度、快速的測量。
文檔編號G05D3/12GK102789238SQ201210118660
公開日2012年11月21日 申請日期2012年4月23日 優先權日2012年4月23日
發明者婁小平, 張蔭民, 潘志康, 祝連慶, 董明利, 郭陽寬 申請人:北京信息科技大學