移動(dòng)式自定位激光3d投影系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)屬于精密測(cè)量與數(shù)字化裝配【技術(shù)領(lǐng)域】?，F(xiàn)有技術(shù)在將激光3D投影系統(tǒng)運(yùn)用于大型構(gòu)件曲面表面操作過(guò)程中需要不斷標(biāo)定激光3D投影系統(tǒng)。在本發(fā)明之移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)中，在iGPS的定位范圍內(nèi)，均勻分布2～3個(gè)iGPS激光發(fā)射器，在iGPS激光發(fā)射器的激光信號(hào)投放范圍內(nèi)，分布若干iGPS激光接收傳感器，由數(shù)據(jù)處理服務(wù)器控制iGPS的定位工作；在iGPS的定位范圍內(nèi)，激光3D投影儀位于投影儀自定位標(biāo)定架幾何中心，若干投影反射目標(biāo)頭布設(shè)在投影儀自定位標(biāo)定架四周；所述若干iGPS激光接收傳感器中的一部分均勻布置在投影儀自定位標(biāo)定架上。當(dāng)大型構(gòu)件曲面表面進(jìn)入投影區(qū)域后，本發(fā)明之移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)將自動(dòng)投影，無(wú)需專門對(duì)齊。
【專利說(shuō)明】移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)，屬于精密測(cè)量與數(shù)字化裝配【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在大型構(gòu)件曲面表面上操作，如附設(shè)其他部件等，需要在操作前對(duì)所述部件等在大型構(gòu)件曲面表面上定位。如果人工按CAD定位模型定位，其精確度、一致性難以滿足要求，而且效率低。現(xiàn)有技術(shù)采用激光3D投影系統(tǒng)將CAD定位模型聚焦成像在大型構(gòu)件曲面表面上。為了能夠按1:1的比例在大型構(gòu)件曲面表面上精確成像，需要標(biāo)定激光3D投影系統(tǒng)，也就是建立激光3D投影系統(tǒng)坐標(biāo)系與大型構(gòu)件曲面表面操作區(qū)域坐標(biāo)系的聯(lián)系。在標(biāo)定過(guò)程中，需要借助于布設(shè)在大型構(gòu)件曲面表面操作區(qū)域的投影反射目標(biāo)頭來(lái)進(jìn)行。
[0003]然而，對(duì)于大型構(gòu)件來(lái)說(shuō)，因大型構(gòu)件曲面表面操作區(qū)域的不同，需要不斷改變激光3D投影系統(tǒng)的位置，因而也就需要不斷重新標(biāo)定激光3D投影系統(tǒng)，這是在將激光3D投影系統(tǒng)運(yùn)用于大型構(gòu)件曲面表面操作的過(guò)程中遇到的一個(gè)新的問(wèn)題。當(dāng)然，可以采用多個(gè)激光3D投影系統(tǒng)分別針對(duì)大型構(gòu)件曲面表面的不同操作區(qū)域投影，不過(guò)，這種方案不僅使得操作現(xiàn)場(chǎng)顯得十分雜亂，而且多個(gè)激光3D投影系統(tǒng)各自也需要標(biāo)定，同樣出現(xiàn)多次標(biāo)定的問(wèn)題。
[0004]更為突出的問(wèn)題是，當(dāng)無(wú)法在大型構(gòu)件曲面表面操作區(qū)域布設(shè)投影反射目標(biāo)頭時(shí)，則無(wú)法標(biāo)定激光3D投影系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了替代在將激光3D投影系統(tǒng)運(yùn)用于大型構(gòu)件曲面表面操作過(guò)程中對(duì)激光3D投影系統(tǒng)的標(biāo)定，我們發(fā)明了一種移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)。
[0006]在本發(fā)明之移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)中，如附圖所示，在iGPS的定位范圍內(nèi)，均勻分布2?3個(gè)iGPS激光發(fā)射器1，在iGPS激光發(fā)射器I的激光信號(hào)投放范圍內(nèi)，分布若干iGPS激光接收傳感器2，由數(shù)據(jù)處理服務(wù)器3控制iGPS的定位工作；其特征在于，在iGPS的定位范圍內(nèi)，激光3D投影儀4位于投影儀自定位標(biāo)定架5幾何中心，若干投影反射目標(biāo)頭6布設(shè)在投影儀自定位標(biāo)定架5四周；所述若干iGPS激光接收傳感器2中的一部分均勻布置在投影儀自定位標(biāo)定架5上。
[0007]依照本發(fā)明之方案，由iGPS固有的功能決定了 iGPS激光發(fā)射器與iGPS激光接收傳感器形成一個(gè)自適應(yīng)定位系統(tǒng)。由該自適應(yīng)定位系統(tǒng)精確定位測(cè)量場(chǎng)全局坐標(biāo)系。由于投影儀自定位標(biāo)定架5四周布設(shè)有投影反射目標(biāo)頭6，且投影儀自定位標(biāo)定架5上還均勻布置有若干iGPS激光接收傳感器2，因此，能夠通過(guò)所述投影反射目標(biāo)頭6與所述iGPS激光接收傳感器2之間的這種確定的相對(duì)幾何位置關(guān)系，由所述自適應(yīng)定位系統(tǒng)跟蹤激光3D投影儀4在測(cè)量場(chǎng)中的空間位置，實(shí)現(xiàn)激光3D投影儀4的定位。同時(shí)，在激光3D投影系統(tǒng)工作過(guò)程中，所述若干iGPS激光接收傳感器2除布置在投影儀自定位標(biāo)定架5上的之外的其余部分布置在大型構(gòu)件曲面表面7上的確定位置，這部分iGPS激光接收傳感器2的數(shù)量與分布根據(jù)對(duì)大型構(gòu)件曲面表面7表征需要優(yōu)化確定，以最少的數(shù)量按大型構(gòu)件曲面表面7形狀特點(diǎn)分布。因此，大型構(gòu)件曲面表面7在測(cè)量場(chǎng)中的空間位置也得以確定。所以，在該測(cè)量場(chǎng)內(nèi)，激光3D投影儀4與大型構(gòu)件曲面表面7之間具有確定的相對(duì)位置關(guān)系。且該自適應(yīng)定位系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)以跟蹤測(cè)量的方式監(jiān)控測(cè)量場(chǎng)內(nèi)的激光3D投影儀4與大型構(gòu)件曲面表面7之間相對(duì)位置關(guān)系微動(dòng)量，掌握投影數(shù)據(jù)漂移情況，并且根據(jù)投影數(shù)據(jù)漂移情況矯正也就是重新對(duì)齊激光3D投影儀4的位置，使投影儀自定位標(biāo)定架5上布設(shè)的投影反射目標(biāo)頭6都在激光3D投影儀4的可視范圍之內(nèi)，取得最佳的自動(dòng)對(duì)齊結(jié)果，保證投影定位精度及投影定位重復(fù)精度。同理，當(dāng)激光3D投影儀4需要從一個(gè)站位移動(dòng)到另一個(gè)站位工作，依然能夠被自動(dòng)化對(duì)齊。總而言之，當(dāng)大型構(gòu)件曲面表面7進(jìn)入投影區(qū)域后，本發(fā)明之移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)將自動(dòng)投影，無(wú)需專門對(duì)齊。
[0008]本發(fā)明其效果突出地表現(xiàn)在當(dāng)大型構(gòu)件進(jìn)入投影區(qū)域后，在所述移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)在大型構(gòu)件曲面表面操作區(qū)域無(wú)法布設(shè)投影反射目標(biāo)頭6的情況下，也能實(shí)現(xiàn)激光3D投影儀與大型構(gòu)件曲面表面7操作區(qū)域的自動(dòng)對(duì)齊，無(wú)需先行專門完成激光3D投影儀4的對(duì)齊；由激光3D投影儀4將三維設(shè)計(jì)軟件中的CAD定位模型投影至大型構(gòu)件曲面表面操作區(qū)域上，確定實(shí)際需要附設(shè)部件的空間位置，據(jù)此完成附設(shè)操作。在大型構(gòu)件曲面表面操作區(qū)域上附設(shè)其他部件的操作包括輔助設(shè)備安裝、飛機(jī)蒙皮布設(shè)、飛機(jī)涂層鋪設(shè)、復(fù)合材料檢測(cè)、飛機(jī)整體噴涂等。
[0009]數(shù)據(jù)處理服務(wù)器3本身具有數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)安全檢測(cè)及過(guò)濾功能，用來(lái)建立由iGPS激光發(fā)射器I與iGPS激光接收傳感器2組成的自適應(yīng)定位系統(tǒng)的全局坐標(biāo)系，定位激光3D投影儀4，實(shí)時(shí)以跟蹤測(cè)量的方式監(jiān)控測(cè)量場(chǎng)內(nèi)的激光3D投影儀4與大型構(gòu)件曲面表面7之間相對(duì)位置關(guān)系微動(dòng)量，標(biāo)定激光3D投影儀4與大型構(gòu)件曲面表面7相對(duì)位置關(guān)系。
[0010]可見(jiàn)，本發(fā)明之移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)能夠完成三維數(shù)模如CAD定位模型向被投影目標(biāo)物體承載面如大型構(gòu)件曲面表面7的智能投影，無(wú)需采用工裝夾具約束被投影目標(biāo)物體承載面，在投影過(guò)程中能夠自適應(yīng)被投影目標(biāo)物體承載面的位置變化，操作人員只需使用一臺(tái)激光3D投影儀移動(dòng)操作，完成大型構(gòu)件曲面表面7各處的投影定位，減少了激光3D投影儀的數(shù)量，達(dá)到視線內(nèi)投影的效果，大幅減少現(xiàn)場(chǎng)圖紙的數(shù)量和明顯降低操作人員出錯(cuò)幾率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]附圖是本發(fā)明之移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，該圖同時(shí)作為摘要附圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]在本發(fā)明之移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)中，如附圖所示，在iGPS的定位范圍內(nèi)，均勻分布2?3個(gè)iGPS激光發(fā)射器1，如3個(gè)iGPS激光發(fā)射器I圍繞激光3D投影儀4及其投影范圍分布。在iGPS激光發(fā)射器I的激光信號(hào)投放范圍內(nèi)，分布若干iGPS激光接收傳感器2，由數(shù)據(jù)處理服務(wù)器3控制iGPS的定位工作。在iGPS的定位范圍內(nèi)，激光3D投影儀4位于投影儀自定位標(biāo)定架5幾何中心，若干投影反射目標(biāo)頭6布設(shè)在投影儀自定位標(biāo)定架5四周。所述若干iGPS激光接收傳感器2中的一部分均勻布置在投影儀自定位標(biāo)定架5上。投影儀自定位標(biāo)定架5為矩形。當(dāng)投影儀自定位標(biāo)定架5為正方形時(shí),激光3D投影儀4位于所述正方形兩條對(duì)角線交點(diǎn)處；在所述正方形的4個(gè)頂點(diǎn)處各有I個(gè)iGPS激光接收傳感器2 ;在所述正方形的每個(gè)邊上等距分布4個(gè)投影反射目標(biāo)頭6。激光3D投影儀4布置在距其投影區(qū)域1.5?2.0米處。
【權(quán)利要求】
1.一種移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)，在iGPS的定位范圍內(nèi)，均勻分布2?3個(gè)iGPS激光發(fā)射器(1)，在iGPS激光發(fā)射器(I)的激光信號(hào)投放范圍內(nèi)，分布若干iGPS激光接收傳感器(2)，由數(shù)據(jù)處理服務(wù)器(3)控制iGPS的定位工作；其特征在于，在iGPS的定位范圍內(nèi)，激光3D投影儀(4)位于投影儀自定位標(biāo)定架(5)幾何中心，若干投影反射目標(biāo)頭(6)布設(shè)在投影儀自定位標(biāo)定架(5)四周；所述若干iGPS激光接收傳感器(2)中的一部分均勻布置在投影儀自定位標(biāo)定架(5)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)，其特征在于，3個(gè)iGPS激光發(fā)射器(I)圍繞激光3D投影儀(4)及其投影范圍分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)，其特征在于，投影儀自定位標(biāo)定架(5)為矩形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)投影儀自定位標(biāo)定架(5)為正方形時(shí)，激光3D投影儀(4)位于所述正方形兩條對(duì)角線交點(diǎn)處；在所述正方形的4個(gè)頂點(diǎn)處各有I個(gè)iGPS激光接收傳感器(2);在所述正方形的每個(gè)邊上等距分布4個(gè)投影反射目標(biāo)頭(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式自定位激光3D投影系統(tǒng)，其特征在于，激光3D投影儀(4)布置在距其投影區(qū)域1.5?2.0米處。
【文檔編號(hào)】G06F3/042GK104182095SQ201410398302
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】林雪竹, 李麗娟, 朱運(yùn)東, 于博, 任姣姣, 楊昕, 曹國(guó)華, 王勁松, 郭麗麗, 高姍 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春理工大學(xué)