一種激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及儀器檢測技術領域，尤其涉及一種激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置及方法，其裝置包括一維跟蹤能力測試模塊，所述一維跟蹤能力測試模塊包括長直線電機平臺和短直線電機平臺，所述長直線電機平臺上設有長直線導軌，所述長直線導軌上滑動連接所述短直線電機平臺，所述短直線電機平臺上設有與所述長直線導軌垂直的短直線導軌，所述短直線導軌上滑動連接設有靶球的固定座；所述長直線電機平臺和所述短直線電機平臺均與控制單元連接。本發明專利技術可以產生不同半徑的標準圓弧，在進行一維跟蹤能力測試過程中，實現合作目標可變半徑的標準圓弧軌跡，為評價激光跟蹤儀提供更加有效的決策數據。

A laser tracker tracking device and method of test

The present invention relates to the technical field of the detection apparatus, especially relates to a device and a method to test the ability of laser tracker tracking, the tracking device comprises a one-dimensional test module, the one-dimensional tracking capability test module comprises a long linear motor platform and short linear motor platform, the long linear motor platform is provided with a long linear guide, the long straight line sliding on a guide rail is connected with the short linear motor platform, the short linear motor platform is provided with a linear guide rail of the long and short vertical linear guide rail, the rail line is connected with a sliding short target ball fixing seat; the long linear motor platform and the short linear motor platform are connected with the control unit. The invention can produce different standard arc radius, in the process of one dimensional tracking ability test, to achieve the standard arc trajectory cooperative target variable radius, provide more effective data for the evaluation of laser tracker.

【技術實現步驟摘要】
一種激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置及方法
本專利技術涉及儀器檢測
，尤其涉及一種激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置及方法。
技術介紹
激光跟蹤儀，其對合作目標坐標的高精度測量是以激光跟蹤為基礎的。跟蹤儀只有具有非常好的跟蹤能力才能在工業現場發揮出大尺寸精密測量的巨大潛力。準確高效的測試跟蹤儀的跟蹤能力能為跟蹤性能的提高和儀器的恰當使用提供重要的參考依據。由于激光跟蹤儀的跟蹤頭采用能夠方位旋轉和俯仰旋轉的二維轉臺實現對目標的跟蹤，因而完整的跟蹤測試裝置要求既能測試跟蹤儀的一維跟蹤能力又能測試跟蹤儀的二維跟蹤能力，前者重點為跟蹤系統的優化和跟蹤策略的改進提供評估手段，后者重點為用戶在大尺寸測量空間操作合作目標提供參考和約束。然而，目前的跟蹤能力測試裝置對一維的跟蹤能力測試還不夠完善，常見的是將激光跟蹤儀置于固定的圓弧軌道的圓心處，通過控制目標靶球在圓弧軌道上運動，從而實現對激光跟蹤儀一維能力的測試過程，但是由于圓弧軌道是提前固定設置的，此種測試過程不能實現激光跟蹤儀在不同半徑的圓弧軌跡下的跟蹤能力測試，不能有效的評價激光跟蹤儀的跟蹤能力。
技術實現思路
(一)要解決的技術問題本專利技術提供一種激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置及方法，用于解決現有激光跟蹤儀跟蹤檢測裝置不能實現可變半徑的標準圓弧軌跡測試、不能有效評價激光跟蹤儀跟蹤能力的問題。(二)技術方案為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，包括一維跟蹤能力測試模塊，所述一維跟蹤能力測試模塊包括長直線電機平臺和短直線電機平臺，所述長直線電機平臺上設有長直線導軌，所述長直線導軌上滑動連接所述短直線電機平臺，所述短直線電機平臺上設有與所述長直線導軌垂直的短直線導軌，所述短直線導軌上滑動連接設有靶球的固定座；所述長直線電機平臺和所述短直線電機平臺均與控制單元連接。其中，還包括二維跟蹤能力測試模塊，所述二維跟蹤能力測試模塊包括支撐架、旋轉電機和旋轉臂，所述支撐架的頂端設有所述旋轉電機，所述旋轉電機的輸出軸垂直連接所述旋轉臂，所述旋轉臂的頂端連接靶球座；所述旋轉電機與所述控制單元連接。其中，所述旋轉臂設有兩個，兩個所述旋轉臂相對所述輸出軸的軸線對稱布置。其中，所述控制單元為電控單元。其中，所述旋轉臂為可伸縮式的旋轉臂。本專利技術還提供了一種激光跟蹤儀跟蹤能力測試方法，其采用上述的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，所述測試方法包括一維跟蹤能力測試，所述一維跟蹤能力測試包括方位跟蹤極限測試；所述方位跟蹤極限測試包括如下步驟：S11、將所述長直線電機平臺水平放置；S12、將激光跟蹤儀水平放置在基座上，調整基座的高度，使得所述激光跟蹤儀的反射鏡中心與所述固定座上靶球的球心等高；調整基座的位置，使得所述激光跟蹤儀與所述固定座上靶球的水平距離為預設值；S13、啟動控制單元，控制所述長直線電機平臺和所述短直線電機平臺協同運動，使得所述固定座上靶球的運動軌跡為水平圓弧并進行較低速的往復運動；S14、所述固定座上靶球完成n(n≥1)次往復運動后，分別增加一次所述固定座上靶球的速度和加速度，記錄所述固定座上靶球的速度和加速度；S15、重復S14的步驟，直到所述激光跟蹤儀的跟蹤頭不能實現對所述固定座上靶球的跟蹤；S16、對能夠實現跟蹤的最大的速度和加速度進行復核，所述固定座上靶球在最大的速度和加速度下進行至少2n次往復運動，若是所述激光跟蹤儀復現所述固定座上靶球的跟蹤，則最大的速度和加速度即為方位跟蹤極限；若是不能復現，則進行下一步；S17、對能夠實現跟蹤的次一級的速度和加速度進行復核，所述固定座上靶球在次一級的速度和加速度下進行至少2n次往復運動，若是所述激光跟蹤儀復現所述固定座上靶球的跟蹤，則次一級的速度和加速度即為方位跟蹤極限；若是不能復現，則進行下一步；S18、重復步驟S17，直至確定出方位跟蹤極限。其中，所述方位跟蹤極限確定之后，還包括如下步驟：S19、計算所述方位跟蹤極限的速度偏差絕對值和加速度偏差絕對值，并將所述速度偏差絕對值與所述方位跟蹤極限的速度的比值和所述加速度偏差絕對值與所述方位跟蹤極限的加速度的比值作為一維狀態下相對跟蹤能力的評價標準；所述速度偏差絕對值為通過復核的所述固定座上靶球的速度與所述激光跟蹤儀輸出的速度的差值的絕對值；所述加速度偏差為通過復核的所述固定座上靶球的加速度與所述激光跟蹤儀輸出的加速度的差值的絕對值。其中，所述一維跟蹤能力測試包括還包括俯仰跟蹤極限測試，所述俯仰跟蹤極限測試包括如下步驟：S11＇、將所述長直線電機平臺豎直放置；S12＇、將激光跟蹤儀水平放置在基座上，調整基座的位置，使得所述激光跟蹤儀與所述固定座上靶球的水平距離為預設值；S13＇、啟動控制單元，控制所述長直線電機平臺和所述短直線電機平臺協同運動，使得所述固定座上靶球的運動軌跡為豎直圓弧并進行較低速的往復運動；S14＇、所述固定座上靶球完成n＇(n＇≥1)次往復運動后，分別增加一次所述固定座上靶球的速度和加速度，記錄所述固定座上靶球的速度和加速度；S15＇、重復S14＇的步驟，直到所述激光跟蹤儀的跟蹤頭不能實現對所述固定座上靶球的跟蹤；S16＇、對能夠實現跟蹤的最大的速度和加速度進行復核，所述固定座上靶球在最大的速度和加速度下進行至少2n＇次往復運動，若是所述激光跟蹤儀復現所述固定座上靶球的跟蹤，則最大的速度和加速度即為俯仰跟蹤極限；若是不能復現，則進行下一步；S17＇、對能夠實現跟蹤的次一級的速度和加速度進行復核，所述固定座上靶球在次一級的速度和加速度下進行至少2n＇次往復運動，若是所述激光跟蹤儀復現所述固定座上靶球的跟蹤，則次一級的速度和加速度即為俯仰跟蹤極限；若是不能復現，則進行下一步；S18＇、重復步驟S17＇，直至確定出俯仰跟蹤極限。8、根據權利要求7所述的激光跟蹤儀跟蹤能力測試方法，其特征在于，所述俯仰跟蹤極限確定之后，還包括如下步驟：S19＇、計算所述俯仰跟蹤極限的速度偏差絕對值和加速度偏差絕對值，并將所述速度偏差絕對值與所述俯仰跟蹤極限的速度的比值和所述加速度偏差絕對值與所述俯仰跟蹤極限的加速度的比值作為一維狀態下相對跟蹤能力的評價標準；所述速度偏差絕對值為通過復核的所述固定座上靶球的速度與所述激光跟蹤儀輸出的速度的差值的絕對值；所述加速度偏差為通過復核的所述固定座上靶球的加速度與所述激光跟蹤儀輸出的加速度的差值的絕對值。其中，所述一維跟蹤能力測試還包括測距響應能力測試，所述測距響應能力測試，包括如下步驟：S11＂、將所述長直線電機平臺水平放置；S12＂、將激光跟蹤儀水平放置在基座上，調整基座的高度，使得激光跟蹤儀的反射鏡中心與所述固定座上靶球的球心等高；調整基座的位置，使得所述激光跟蹤儀與所述固定座上靶球的水平距離為預設值；S13＂、啟動控制單元，控制所述長直線電機平臺運動，使得所述固定座上靶球沿水平直線進行較低速的往復運動；S14＂、所述固定座上靶球完成N(N≥1)次往復運動后，分別增加一次所述固定座上靶球的速度和加速度，記錄所述固定座上靶球的速度和加速度；S15＂、重復S14＂的步驟，直到所述激光跟蹤儀的跟蹤頭不能實現對所述固定座上靶球的跟蹤；S16＂、對能夠實現跟蹤的最大的速度和加速度進行復核，所述固定座上靶球在最大的速度和加速度下進行至少2N次往復運動本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，其特征在于，包括一維跟蹤能力測試模塊，所述一維跟蹤能力測試模塊包括長直線電機平臺和短直線電機平臺，所述長直線電機平臺上設有長直線導軌，所述長直線導軌上滑動連接所述短直線電機平臺，所述短直線電機平臺上設有與所述長直線導軌垂直的短直線導軌，所述短直線導軌上滑動連接設有靶球的固定座；所述長直線電機平臺和所述短直線電機平臺均與控制單元連接。

【技術特征摘要】
1.一種激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，其特征在于，包括一維跟蹤能力測試模塊，所述一維跟蹤能力測試模塊包括長直線電機平臺和短直線電機平臺，所述長直線電機平臺上設有長直線導軌，所述長直線導軌上滑動連接所述短直線電機平臺，所述短直線電機平臺上設有與所述長直線導軌垂直的短直線導軌，所述短直線導軌上滑動連接設有靶球的固定座；所述長直線電機平臺和所述短直線電機平臺均與控制單元連接。2.根據權利要求1所述的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，其特征在于，還包括二維跟蹤能力測試模塊，所述二維跟蹤能力測試模塊包括支撐架、旋轉電機和旋轉臂，所述支撐架的頂端設有所述旋轉電機，所述旋轉電機的輸出軸垂直連接所述旋轉臂，所述旋轉臂的頂端連接靶球座；所述旋轉電機與所述控制單元連接。3.根據權利要求2所述的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，其特征在于，所述旋轉臂設有兩個，兩個所述旋轉臂相對所述輸出軸的軸線對稱布置。4.根據權利要求1-3中任一項所述的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，其特征在于，所述控制單元為電控單元。5.根據權利要求2或3所述的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，其特征在于，所述旋轉臂為可伸縮式的旋轉臂。6.一種激光跟蹤儀跟蹤能力測試方法，其特征在于，利用權利要求1-5中任一項所述的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，所述測試方法包括一維跟蹤能力測試，所述一維跟蹤能力測試包括方位跟蹤極限測試；所述方位跟蹤極限測試包括如下步驟：S11、將所述長直線電機平臺水平放置；S12、將激光跟蹤儀水平放置在基座上，調整基座的高度，使得所述激光跟蹤儀的反射鏡中心與所述固定座上靶球的球心等高；調整基座的位置，使得所述激光跟蹤儀與所述固定座上靶球的水平距離為預設值；S13、啟動控制單元，控制所述長直線電機平臺和所述短直線電機平臺協同運動，使得所述固定座上靶球的運動軌跡為水平圓弧并進行較低速的往復運動；S14、所述固定座上靶球完成n(n≥1)次往復運動后，分別增加一次所述固定座上靶球的速度和加速度，記錄所述固定座上靶球的速度和加速度；S15、重復S14的步驟，直到所述激光跟蹤儀的跟蹤頭不能實現對所述固定座上靶球的跟蹤；S16、對能夠實現跟蹤的最大的速度和加速度進行復核，所述固定座上靶球在最大的速度和加速度下進行至少2n次往復運動，若是所述激光跟蹤儀復現所述固定座上靶球的跟蹤，則最大的速度和加速度即為方位跟蹤極限；若是不能復現，則進行下一步；S17、對能夠實現跟蹤的次一級的速度和加速度進行復核，所述固定座上靶球在次一級的速度和加速度下進行至少2n次往復運動，若是所述激光跟蹤儀復現所述固定座上靶球的跟蹤，則次一級的速度和加速度即為方位跟蹤極限；若是不能復現，則進行下一步；S18、重復步驟S17，直至確定出方位跟蹤極限。7.根據權利要求6所述的激光跟蹤儀跟蹤能力測試方法，其特征在于，所述方位跟蹤極限確定之后，還包括如下步驟：S19、計算所述方位跟蹤極限的速度偏差絕對值和加速度偏差絕對值，并將所述速度偏差絕對值與所述方位跟蹤極限的速度的比值和所述加速度偏差絕對值與所述方位跟蹤極限的加速度的比值作為一維狀態下相對跟蹤能力的評價標準；所述速度偏差絕對值為通過復核的所述固定座上靶球的速度與所述激光跟蹤儀輸出的速度的差值的絕對值；所述加速度偏差為通過復核的所述固定座上靶球的加速度與所述激光跟蹤儀輸出的加速度的差值的絕對值。8.根據權利要求6所述的激光跟蹤儀跟蹤能力測試方法，其特征在于，所述一維跟蹤能力測試包括還包括俯仰跟蹤極限測試，所述俯仰跟蹤極限測試包括如下步驟：S11＇、將所述長直線電機平臺豎直放置；S12＇、將激光跟蹤儀水平放置在基座上，調整基座的位置，使得所述激光跟蹤儀與所述固定座上靶球的水平距離為預設值；S13＇、啟動控制單元，控制所述長直線電機平臺和所述短直線電機平臺協同運動，使得所述固定座上靶球的運動軌跡為豎直圓弧并進行較低速的往復運動；S14＇、所述固定座上靶球完成n＇(n＇≥1)次往復運動后，分別增加一次所述固定座上靶球的速度和加速度，記錄所述固定座上靶球的速度和加速度；S15＇、重復S14＇的步驟，直到所述激光跟蹤儀的跟蹤頭不能實現對所述固定座上靶球的跟蹤；S16＇、對能夠實現跟蹤的最大的速度和加速度進行復核，所述固定座上靶球在最大的速度和加速度下進行至少2n＇次往復運動，若是所述激光跟蹤儀復現所述固定座上靶球的跟蹤，則最大的速度和加速度即為俯仰跟蹤極限；若是不能復現，則進行下一步；S17＇、對能夠實現跟蹤的次一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董登峰，王巖慶，程智，崔成君，周維虎，張明玉，王博，張滋黎，勞達寶，紀榮祎，袁江，王國名，石俊凱，
申請(專利權)人：中國科學院光電研究院，
類型：發明
國別省市：北京,11