УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ОБЪЕКТА В ПРОСТРАНСТВЕ

Устройство для измерения и определения координат объекта в пространстве.
Полезная модель относится к области измерительной техники, в частности, к контролю геометрических размеров и координат объектов в пространстве.
Известно устройство для определения положения объекта с помощью измерительного луча лазера и по меньшей мере одного позиционно чувствительного детектора. К лазерному источнику подключен световод, а на его выходе предусмотрена коллиматорная линза (1).
Известен способ оптического контроля теоретических обводов объектов летательных аппаратов с применением двух координатных линеек, двух катетометров, двух оптических труб и целевых знаков, один из которых имеет нить с отвесом, причем установленные на линейках оптические трубы фиксируются, укрепляется целевой знак с отвесом на нижней поверхности контролируемого объекта, совмещаются взаимно перпендикулярные визирные оси оптических труб с нитью отвеса целевого знака, затем совмещаются пересекающиеся визирные оси катетометров с перекрестием целевого знака (2).
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является схема безмакетной увязки сборочных приспособлений с помощью лазерной центрирующей измерительной системы, включающей лазерные излучатели, устройство поворота лазерного пучка на 90°, координатную линейку, позиционно чувствительные целевые знаки (3) .
К недостаткам прототипа можно отнести высокую стоимость проводимых измерений, обусловленную большим объемом подготовительных работ, дорогостоящим металлоемким оборудованием, большой трудоемкостью собственно измерений и высокой квалификацией специалистов, выполняющих измерения.
МПК5б01В9/оо
Целью создания полезной модели является расширение области применения системы и круга решаемых задач, обеспечение простоты и удобства использования устройства с одновременным обеспечением достаточной точности измерений.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения и определения координат объекта в пространстве, содержашем излучающий модуль, устройство поворота лазерного пучка, подвижно размешенное в направляющей с координатной линейкой, причем устройство поворота лазерного пучка представляет собой пентапризму с клином, закрепленную во вращающейся головке, размещенном в каретке, при этом на направляющей закреплен уровень и установочные площадки с возможностью их регулирования по высоте.
Предусмотрено, что направляющая снабжена в верхней части уровнем, забазированным параллельно с лазерным пучком, проходящим вдоль направляющей.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - сечение А-А.
Устройство содержит вращающуюся головку 1, в которой закреплена пентапризма с клином 2. Вращающаяся головка 1 размещена на каретке 3, перемещающейся в направляющей 4, на которой по всему диапазону движения каретки закреплена линейка 5. В направляющей 4 закреплен излучающий модуль 6, например, лазер. В центре верхней поверхности направляющей 4 размещен уровень 7. Направляющая установлена на установочные площадки 8 с возможностью регулировки по высоте винтами 9.
Устройство работает следующим образом. Перед объектом, который необходимо контролировать, устанавливают устройство. Винтами 9 регулируют положение направляющей 4 на установочных площадках так, чтобы уровень 7 показывал горизонтальное положение направляющей 4.
После этого включают излучающий модуль 6, который формирует лазерный пучок, направленный на пентапризму 2 вращающейся головки 1, пентапризма 2 часть лазерного пучка направляет прямо (по направлению основного), а часть поворачивает на угол 90° .
Вращением головки 1 повернутый лазерный пучок направляют на целевые марки контролируемого объекта. При этом направляющую 4 ориентируют так.
чтобы повернутый лазерный пучок и продольная ось контролируемого объекта, например, автомобиля, совпадали в двух точках, т. е. чтобы можно было сказать о совпадении продольной оси объекта и сканирующей плоскостью повернутого лазерного пучка измерительной системы.
Далее поворачивают головку 1, совмешая повернутый луч лазера 6 с линейкой 5, определяют размерное положение головки 1, значение запоминают.
После чего каретку 3 переводят к следующему целевому знаку на объекте и проведя указанные операции определяют по линейке 5 новое положение головки 1. Размер L между предыдущим и настоящим положением лазерного луча и является размером между двумя элементами измеряемого объекта.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает возможность проведения точных измерений и определения координат объекта в пространстве более дешевым способом, что позволяет применить ее там, где нецелесообразно использовать сложное дорогостоящее оборудование.
В настоящее время изготовлен опытный образец устройства, испытания подтвердили работоспособность и надежность устройства при высокой точности измерений.
Заявители:
Бирюков М.И.
Скоробогатова А.П.
1.Заявка № 4335037, Германия, G 01В 11/02, 82-19-95, стр. 1.
2.А. С. № 258627, СССР, G 01В, 42в, 12/05.
3.Е. Т. Вагнер, А. А. Митрофанов, В. Н. Барков Лазерные и оптические методы контроля в самолетостроении, М., Машиностроение, 1977, стр. 115, рис. 76 - прототип.