一种用于光学测量坐标系建立的辅助装置的制作方法

1.本实用新型涉及光学测量技术领域，更具体的是，本实用新型涉及一种用于光学测量坐标系建立的辅助装置。


背景技术：

2.光学测量将光电技术、机械测量、计算机技术相结合，利用光学测量头记录被测物体的外形尺寸、坐标位移、变形应变等数据。由于其测量精度高速度快、不需要与被测物体接触等优点，光学测量已经成为现代测量领域的重点，在机械制造、航空航天、土木建筑等领域应用广泛。光学测量汽车行业主要用于汽车零部件的逆向工程、材料拉伸、压溃、破坏的位移和应变测量、振动测试等。
3.使用光学测量设备进行汽车零部件实验时，不论是测量应变、位移还是扫描逆向，只有基于整车坐标系的数据才具有实际意义，目前进行汽车零部件实验时，需要将其从整车中剥离出来单独实验，由于脱离了整车环境，往往无法直接获得整车坐标系下的实验数据。目前普遍采用的是光学测量设备自带的默认坐标系，在处理数据时根据被测零部件在整车中的方向位置利用后处理软件进行坐标变换，进而得到整车坐标系下的实验数据，这种方法复杂耗时，实验效率低。


技术实现要素：

4.本实用新型设计开发了一种用于光学测量坐标系建立的辅助装置，通过调整万向球铰可实现主结构的三个坐标轴的空间转动，同时借助角度测量仪读取角度数值，可调至实验所需的任意角度，快速建立汽车整车坐标系，数据精度高并方便快捷获得整车坐标系下汽车零部件的实验数据。
5.本实用新型提供的技术方案为：
6.一种用于光学测量坐标系建立的辅助装置，包括：
7.底座；以及
8.万向球铰，其可转动的设置在所述底座上；
9.主结构，其与所述万向球铰固定连接，且所述主结构包括x轴、y轴和z轴以及第一角度测量仪、第二角度测量仪和第三角度测量仪；
10.其中，所述x轴、y轴和z轴为一体结构且互相垂直设置，所述第一角度测量仪设置在所述x轴上，所述第二角度测量仪设置在所述y轴上，所述第三角度测量仪设置在所述z轴上。
11.优选的是，所述底座包括：
12.第一固定底座，其为圆盘结构；
13.第二固定底座，其固定在所述第一固定底座上，且所述第二固定底座的内表面为曲面。
14.优选的是，所述万向球铰包括：
15.固定罩，其可拆卸的设置在所述第二固定底座上，且所述固定罩的内表面为曲面，所述固定罩与所述第二固定底座之间形成球形腔体；
16.球头，其设置在所述球形腔体内，且球头的直径与球形腔体的直径相同；
17.圆柱螺杆，其一端固定在所述球头上，另一端可拆卸的设置在所述主结构上。
18.优选的是，所述x轴、y轴和z轴均设置有矩形凹槽，所述第一角度测量仪、第二角度测量仪和第三角度测量仪分别与所述矩形凹槽过盈配合。
19.优选的是，所述第一角度测量仪、第二角度测量仪和第三角度测量仪分别与所述x轴、y轴和z轴的长度方向平行。
20.优选的是，所述x轴、y轴和z轴均为长方体。
21.优选的是，在所述x轴、y轴和z轴的各个侧表面均设置有多个等间隔对称设置的数码点。
22.优选的是，在所述x轴、y轴和z轴的各个侧表面均设置有6个数码点。
23.本实用新型所述的有益效果：
24.本实用新型提供的用于光学测量坐标系建立的辅助装置，通过调整万向球铰可实现主结构的三根坐标轴的空间转动，同时借助安装在主结构坐标轴上的角度测量仪读取角度数值，可将主结构调至实验所需的任意角度，利用光学测量设备扫描主结构坐标轴上粘贴的标记点，可以快速建立汽车整车坐标系，数据精度高、试验效率高，并且方便容易地得到整车坐标系下汽车零部件的实验数据。
附图说明
25.图1为本实用新型所述用于光学测量坐标系建立的辅助装置的结构示意图。
26.图2为本实用新型所述底座的结构示意图。
27.图3为本实用新型所述万向球铰的爆炸结构示意图。
28.图4为本实用新型所述底座和万向球铰装配的剖面结构示意图。
29.图5为本实用新型所述主结构的结构示意图。
30.图6为本实用新型所述a侧面的结构示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
32.如图1所示，本实用新型提供的一种用于光学测量坐标系建立的辅助装置包括：底座110、万向球铰120和主结构130，其中，所述万向球铰120一端可转动的设置在所述底座110上，主结构130与所述万向球铰120的另一端固定连接，通过调整万向球铰120可实现主结构130的空间转动。
33.如图2、图4所示，所述底座为一整体结构，所述底座110包括：第一固定底座111、第二固定底座112和多个第一螺纹孔113，所述第一固定底座111为圆盘结构；第二固定底座112固定在所述第一固定底座111上，且所述第二固定底座112为圆柱结构，但内表面为曲面，尺寸与球头122相匹配，用于放置球头122的下半部分，在所述第二固定底座112上表面间隔开设有多个第一螺纹孔113。
34.如图3、图4所示，所述万向球铰120包括：固定罩123、球头122、圆柱螺杆121、多个通孔124和多个固定螺栓125，其中，所述固定罩123设置在所述第二固定底座112上，且固定罩123上开设有与多个第一螺纹孔113位置、尺寸相匹配的多个通孔124，多个通孔124与多个第一螺纹孔113一一对应的设置，多个固定螺栓125的尺寸与多个第一螺纹孔113和多个通孔124相匹配，多个固定螺栓125分别一一对应的穿过所述多个第一螺纹孔113和多个通孔124将所述固定罩123和第二固定底座112可拆卸的固定，所述固定罩123的内表面为曲面，尺寸与球头122相匹配，用于放置球头122的上半部分，所述固定罩123与所述第二固定底座112之间形成球形腔体；球头122为球形且设置在所述球形腔体内，且球头122的直径与球形腔体的直径相同；圆柱螺杆121的一端与所述球头122为一个整体结构，另一端通过螺纹可拆卸的设置在所述主结构130上。
35.第二固定底座112和固定罩123之间留有一定间隙，当多个固定螺栓125处于松动状态时，球头122可以在固定罩123和第二固定底座112的内部曲面空间内自由转动，从而带动主结构130一起运动，当多个固定螺栓125处于拧紧状态时，固定罩123和第二固定底座112之间的间隙缩小，此时球头122被固定罩123及第二固定底座112夹紧，实现球头122的锁死。
36.如图5所示，所述主结构130包括：x轴131、y轴132和z轴133以及第一角度测量仪134、第二角度测量仪135和第三角度测量仪136，x轴131、y轴132和z轴133相连且为一个整体结构，空间位置上互相垂直，每一根坐标轴的截面均为矩形，尺寸相同；所述x轴131、y轴132和z轴133上各开设有一个矩形凹槽，所述第一角度测量仪134、第二角度测量仪135和第三角度测量仪136分别安装在所述矩形凹槽中且连接方式为小过盈配合，所述第一角度测量仪134、第二角度测量仪135和第三角度测量仪136分别与所在的x轴131、y轴132和z轴133的长度方向平行；主结构130的底部开设了第二螺纹孔137，用于连接主结构130和万向球铰，第二螺纹孔137的尺寸与圆柱螺杆121的另一端螺纹相匹配。
37.如图6所示，每根坐标轴的四个侧表面上均粘贴有光学测量设备能够识别的若干个数码标记点，作为光学扫描和测量时建立坐标系的参考点，以x轴131的a侧面为例，该表面粘贴的数码点p1、p2、p3的中心连线和数码点p4、p5、p6的中心连线均与a侧面的竖直轴平行，数码点p1、p4的中心连线、数码点p2、p5的中心连线以及数码点p3、p6的中心连线均与a侧面的水平轴平行，x轴131的其他三个侧表面以及y轴132和z轴133的四个侧表面的数码点布置方式与以x轴131的a侧面相同。
38.在本实施例中，在x轴131、y轴132和z轴133的各个侧面上所述数码点布置数量均为6个。
39.本实用新型设计开发的一种用于光学测量坐标系建立的辅助装置在进行实验时，根据实验零部件与整车坐标系x轴、y轴、z轴的夹角，转动球头122并读取第一角度测量仪134、第二角度测量仪135和第三角度测量仪136显示的角度值，调整主结构130的位置使实验零部件和主结构的三个坐标轴的夹角与实验零部件和整车坐标系x轴、y轴、z轴的夹角一致，拧紧多个固定螺栓125，将球头122锁死，使主结构130保持当前的空间位置不变，通过照相机将x轴131、y轴132和z轴133上的数码点存入计算机中，在扫描软件或测量软件中利用拍摄的主结构130坐标轴上的数码点，便可以建立空间坐标系，此时的坐标系即可还原实验零部件与整车坐标系的位置关系，进而可以方便直接的获取实验零部件在整车坐标系下的
实验数据。
40.本实用新型提供的一种用于光学测量坐标系建立的辅助装置，通过调整万向球铰可实现主结构的三根坐标轴的空间转动，同时借助安装在主结构坐标轴上的角度测量仪读取角度数值，可将主结构调至实验所需的任意角度，利用光学测量设备扫描主结构坐标轴上粘贴的标记点，可以快速建立汽车整车坐标系，方便容易地得到整车坐标系下汽车零部件的实验数据。
41.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。