一种应用于大尺寸扫描测量仪器校准的曲面标准装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111964607A(43)申请公布日2020.11.20(21)申请号202010860100.7(22)申请日2020.08.24(71)申请人中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所地址100095北京市海淀区温泉镇环山村(72)发明人孙安斌王继虎乔磊马骊群曹铁泽高廷樊晶晶李洋(74)专利代理机构北京正阳理工知识产权代理事务所(普通合伙)11639代理人张利萍(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)G01S7/497(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图4页(54)发明名称一种应用于大尺寸扫描测量仪器校准的曲面标准装置(57)摘要本发明公开的一种应用于大尺寸扫描测量仪器校准的曲面标准装置，属于几何量校准领域。本发明主要由四部分组成，一是安装外部支撑框架的重型旋转台，二是安装曲面标准器的外部支撑框架，三是高精度曲面标准器，四是热涨释放组件。本发明提供可旋转的大型的曲面标准及系列参考目标，并有效的保证高精度曲面标准器在实验室温度变化允许的范围内，提供稳定的曲面实物标准及参考目标空间坐标标准，能够对大尺寸扫描测量仪器进行大型曲面轮廓测量误差校准，方便实现被校准设备在多种入射角条件下的性能评价，同时在满足入射角的要求下缩小整个校准空间。所述的大尺寸扫描测量仪器包括激光雷达、激光跟踪扫描仪、地面型扫描仪、手持式扫描仪等测量系统。CN111964607ACN111964607A权利要求书1/3页1.一种应用于大尺寸扫描测量仪器校准的曲面标准装置，其特征在于：主要由四部分组成，一是安装外部支撑框架(102)的重型旋转台(101)，二是安装曲面标准器的外部支撑框架(102)，三是高精度曲面标准器(103)，四是热涨释放组件(104)；所述的重型旋转台(101)为重载数控转台，主要由重型台面、转台底座、轴承、涡轮蜗杆、电机驱动及旋转编码器组成，是曲面标准装置的基础，用于安装外部支撑框架(102)，实现高精度曲面标准器(103)旋转姿态调整，通过改变角度实现被校准设备在多种入射角条件下的性能评价，还通过任意选择凸曲面或凹曲面，在满足入射角的要求下缩小整个校准空间；所述的外部支撑框架(102)主要由外框凸面支撑架(205)、外框凹面支撑架(206)、横梁(203)、底部加强块(201)构成，用于提供一个中空的环形稳定支撑架，并连接曲面标准器与重型转台；所述的凸凹面支撑架(206)采用相同结构，由若干个环形架(204)与一个底部支撑架(202)通过螺栓连接而行成一个环形中空的支撑框架，中间中空的区域用于安装高精度曲面标准器(103)，所述的底部支撑架(202)与重型转台通过螺纹连接，所述的底部加强块(201)则一端与底部支撑架(202)连接一端与重型转台台面连接，以增加底部连接刚度；所述的横梁(203)用于连接凸凹面支撑架(206)，增加外部支撑框架(102)整体刚度；所述的高精度曲面标准器(103)主要由凸面面板(301)、凹面面板(304)、标准目标(302)、凸凹面板支撑背架(303)、面板姿态调整机构(305)组成，用于提供曲面标准及系列参考目标，凸面面板(301)、凹面面板(304)、凸凹面板支撑背架(303)采用低热涨系数材料制作而成，有效的保证高精度曲面标准器(103)在实验室温度变化允许的范围内，提供稳定的曲面实物标准及参考目标空间坐标标准；为方便实现仪器扫描曲面的评价，凸面面板(301)、凹面面板(304)面型采用曲面部分与环形平面结合方案，环形平面分布在曲面部分的口面上；为方便实现曲面部件的高精度加工及运输安装，凸面面板(301)、凹面面板(304)采用分块拼接结构，采用规则图形沿曲面口面法向方向投影切割构造分块曲面面板，凸面面板(301)、凹面面板(304)均由分块曲面面板及分块环形平面面板(405)构成，根据划分凸面面板(301)、凹面面板(304)均有曲面面板，环形平面面板(405)组成；曲面面板背部设有从中心辐射到周边的环形筋及连接筋与曲面面板连接，以保证分块曲面面板的刚度，筋的背后设有连接座，连接座底面为加工基准及安装端面，用于安装面板姿态调整机构(305)，实现曲面面板和凸凹面板支撑背架(303)的连接，同时通过面板姿态调整机构(305)实现每块面板的六自由度调整；环形平面面板(405)筋采用扇形筋径向连接筋交错方案，同样筋的背后设有连接座，连接座底面为加工基准及安装端面，用于安装面板姿态调整机构(305)，实现环形平面面板(405)和凸凹面板支撑背架(303)的连接，同样通过面板姿态调整机构(305)实现每块面板的六自由度调整；标准目标(302)安装在环形平面面板(405)上，标准目标(302)由标准球