[发明专利]拉线式空间位置测量机构及测量方法

权利要求书

1.一种拉线式空间位置测量机构，其特征是它包括两个平行布置的测量框(1)和一个定位轴(6)，所述的测量框(1)上对称安装有两个拉线编码器(2)、两个导向滑轮(3)和两个偏转补偿滑轮支架(5)，偏转补偿滑轮支架(5)上安装有偏转补偿滑轮(4)，所述的定位轴(6)上安装有四个向心腿(7)，两个测量框上的四个拉线编码器(2)中的拉线(8)通过各自的导向滑轮(3)和偏转补偿滑轮(4)和与定位轴(6)上对应的向心腿(7)相连，通过测量四根拉线(8)的测量长度经过数学变换得到计算长度，再根据所得的计算长度，即可得到定位轴(6)所处位置的坐标： 

了             (1) 

或

或

或

式中L₁、L₂、L₃、L₄分别为测量点到各传感器补偿滑轮(4)A点的距离，即为计算长度。e₀、e₁、e₂、e₃为各传感器安装后补偿滑轮(4)A点之间的相互距离。 

2.根据权利要求1所述的测量机构，其特征是所述的定位轴(6)所处位置的坐标为式(1)～式(4)的平均值

3.根据权利要求1所述的测量机构，其特征是所述的四个向心腿(7)的结构相同，每个向心腿(1)均由一个围绕中心轴(6)的转动副I，一个轴心线与转动副I的轴心线垂直的转动副II以及一个轴心线与转动副II的轴心线平行的转动副III组成，所述的拉线(8)连接于转动副III，四条拉线(8)经过各自的转动副I、转动副II、转动副III汇聚于一点。 

4.根据权利要求1所述的测量机构，其特征是所述的偏转补偿滑轮支架(5)能绕测量框(1)的长度方向为轴自由旋转，其旋转轴线通过偏转补偿滑轮(4)的下底切线。 

5.一种基于权利要求1所述测量机构的空间位置测量方法，其特征是它包括以下步骤： 

首先，将四个拉线编码器两个一组分别安装在两个平行的测量框上； 

其次，使拉线编码器的拉线从导向滑轮引出，经过偏转补偿滑轮后与安装在定位轴上 的对应的向心腿的末端相连； 

第三，拉动定位轴至被测量点处，由拉线编码器测得四根拉线的测量长度L’₁、L’₂、L'₃、L’₄； 

第四，将所测得的任意四根拉线的测量长度经过数学变换得到其计算长度L₁、L₂、L₃、L₄，再将变换所得的任意三根拉线的计算长度代入以下公式，结合四个拉线编码器之间的距离参数e₁、e₂、e₃、e₀即可测得空间任意位置A点的坐标，其中e₁=e₂等于两个平行的测量框之间的距离，e₀为同一测量框上的两个偏转补偿滑轮中心之间的距离，e₃为两个测量框上呈对角布置的两个偏转补偿滑轮中心之间的距离： 

了              (1) 

或

或

或

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的任意位置A点的坐标为公式(1)-(4)所得坐标值的平均值