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专利号: 2017102050719
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智能驱动式测量仪器三维形变精度检测仪,其特征在于:包括平台(1)、布设在所述平台(1)上的导轨系统、与所述导轨系统连接的驱动系统、用于控制所述驱动系统的控制系统、以及设置在所述导轨系统上供测量仪器安装的检测平台(5);

所述导轨系统包括两根相对平行布设在所述平台(1)上的第一水平直线导轨(2),所述第一水平直线导轨(2)上设置有可沿所述第一水平直线导轨(2)移动的竖向直线导轨(3),两根所述竖向直线导轨(3)相对平行布设,两根所述竖向直线导轨(3)之间水平设置有第二水平直线导轨(4),第二水平直线导轨(4)可沿两根所述竖向直线导轨(3)上下移动,所述第二水平直线导轨(4)与两根所述第一水平直线导轨(2)构成的平面平行,所述第一水平直线导轨(2)、竖向直线导轨(3)和第二水平直线导轨(4)构成了一个三维空间坐标系;

所述驱动系统包括用于驱动第一水平直线导轨(2)的第一步进电机(6)、安装在竖向直线导轨(3)上的第二步进电机(7)和安装在第二水平直线导轨(4)上的第三步进电机(8);

所述控制系统包括设置在平台(1)上的固定式控制模块(13)和用于远程控制所述驱动系统的手持式控制模块(14),所述固定式控制模块(13)和手持式控制模块(14)之间通过无线通信模块(15)连接;

所述第一水平直线导轨(2)、竖向直线导轨(3)和第二水平直线导轨(4)均为皮带直线导轨;

所述第一水平直线导轨(2)上设置有第一滑块(2‑1),所述竖向直线导轨(3)上设置有第二滑块(3‑1),所述第二水平直线导轨(4)上设置有第三滑块(4‑1),所述竖向直线导轨(3)与第一滑块(2‑1)固定连接,所述第二水平直线导轨(4)的两端分别与第二滑块(3‑1)固定连接,所述检测平台(5)与第三滑块(4‑1)固定连接。

2.按照权利要求1所述的一种智能驱动式测量仪器三维形变精度检测仪,其特征在于:

相平行布设的两根第一水平直线导轨(2)的一端通过联动杆(11)传动连接,相平行布设的两根第一水平直线导轨(2)中的任意一根的另一端与第一步进电机(6)连接。

3.按照权利要求1所述的一种智能驱动式测量仪器三维形变精度检测仪,其特征在于:

所述竖向直线导轨(3)的下端设置有第一机械限位开关(9),所述第二水平直线导轨(4)的两端均设置有第二机械限位开关(12)。

4.按照权利要求1所述的一种智能驱动式测量仪器三维形变精度检测仪,其特征在于:

所述固定式控制模块(13)包括控制单元(13‑1)和与所述控制单元(13‑1)相接且用于储存数据的数据存储单元(13‑3),所述控制单元(13‑1)的输入端接有控制所述驱动系统的操作单元(13‑2),所述控制单元(13‑1)的输出端均与所述第一步进电机(6)、第二步进电机(7)和第三步进电机(8)的输入端相接,所述控制单元(13‑1)的输出端接有数据显示单元(13‑

4);所述手持式控制模块(14)包括信号产生单元(14‑1)和与所述信号产生单元(14‑1)相接的按键(14‑2),所述无线通信模块(15)包括与信号产生单元(14‑1)输出端相接的信号发射单元(15‑1)和与控制单元(13‑1)输入端相接的信号接收单元(15‑2)。

5.一种利用如权利要求4所述的智能驱动式测量仪器三维形变精度检测仪对测量仪器三维形变精度进行检测的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一、获取初始实测坐标及初始显示坐标归零:将该三维形变精度检测仪的平台(1)固定安装在支撑架或测量墩上,将测量仪器的测量装置固定在检测平台(5)上,获得测量装置的初始实测坐标(x0,y0,z0),同时通过控制单元(13‑1)将显示单元(13‑4)上显示的初始显示坐标归零;

步骤二、调节三维形变精度检测仪:操作固定式控制模块(13)或者手持式控制模块(14)控制第一步进电机(6)旋转,带动第一水平直线导轨(2)运动,进而调整测量装置的Y轴坐标;操作固定式控制模块(13)或者手持式控制模块(14)控制第二步进电机(7)旋转,驱动竖向直线导轨(3)运动,进而调整测量装置的Z轴坐标;操作固定式控制模块(13)或者手持式控制模块(14)控制第三步进电机(8)旋转,驱动第二水平直线导轨(4)运动,进而调整测量装置的X轴坐标;

步骤三、获取第n实测坐标和第n显示坐标:通过步骤二,获取第n实测坐标(xn,yn,zn)和第n显示坐标(xn,yn,zn),其中n≥1,且n为正整数;

步骤四、计算当前实测坐标改变量、当前显示坐标改变量及当前差值:当前实测坐标改变量(Δxn,Δyn,Δzn)=(xn,yn,zn)‑(xn‑1,yn‑1,zn‑1),同时,当前显示坐标改变量(Δxn,Δyn,Δzn)=(xn,yn,zn),所述当前差值为所述当前实测坐标改变量和所述当前显示坐标改变量的差值,当前差值(δxn,δyn,δzn)=(Δxn,Δyn,Δzn)‑(Δxn,Δyn,Δzn);

步骤五、数据存储:将步骤四中的当前差值进行储存;

步骤六、n次重复步骤二至步骤五,得到n组差值(δx1,δy1,δz1)、(δx2,δy2,δz2)、...、(δxn‑1,δyn‑1,δzn‑1)、(δxn,δyn,δzn);

步骤七、计算测量仪器的精度:该测量仪器的精度通过计算步骤六中n组差值的中误差和平均误差得到,分别对X轴、Y轴、Z轴的中误差进行计算,X轴的中误差Y轴的中误差 Z轴的中误差 其中i=1、2、3…n;分

别对X轴、Y轴、Z轴的平均误差进行计算,X轴的平均误差 Y轴的平均误差

Z轴的平均误差 其中i=1、2、3…n。

6.按照权利要求5所述的方法,其特征在于:步骤一中测量仪器为全站仪,所述测量装置为棱镜,将所述棱镜固定在检测平台(5)上,通过在距所述支撑架或测量墩15m~25m处采用所述全站仪测量所述棱镜的坐标,所测得的坐标为所述初始实测坐标(x0,y0,z0)。

7.按照权利要求5所述的方法,其特征在于:步骤一中测量仪器为GPS接收机,所述测量装置为GPS接收机,将所述GPS接收机固定在检测平台(5)上,所述GPS接收机所定位的坐标为所述初始实测坐标(x0,y0,z0)。

8.按照权利要求5所述的方法,其特征在于:所述第一水平直线导轨(2)为三维坐标系中的Y轴,竖向直线导轨(3)为三维坐标系中的Z轴,第二水平直线导轨(4)为三维坐标系中的X轴。