[发明专利]一种三点构面定轴的旋转角度测量方法

说明书

本发明公开了一种三点构面定轴的旋转角度测量方法，在平面转轴不确定的情况下，常规测量平面旋转角度的方式难以直接精确测出平面旋转角度，而现存的未知轴测量方法精度不够高，过程较为繁琐。本发明使用三个高精度位移传感器，测量出旋转平面上三个构成直角三角形的已知点在旋转前和旋转后的位移量，根据几何关系，计算出平面旋转的角度值，无需找到平面旋转转轴，而且测量时对转轴与水平面夹角没有限制，很大程度上降低了由于所测结构特殊、转轴难以准确找到所带来的测量误差。测量出所测平面上三个构成直角三角形的已知关系的点的在平面旋转时产生的位移量，根据几何关系，求得物体旋转角度。

技术领域

本发明属于测量技术领域，具体涉及一种三点构面定轴的旋转角度测量方法，在不要求已知平面旋转轴的情况下根据被测平面上已知三点在平面旋转时的位移量可以推导出平面的真实旋转角度，在平面角度测量中免去找旋转轴的步骤，是一种新型的角度测量方式。

背景技术

目前，很多应用场合都需要进行较高精度的旋转角度测量，但使用角度传感器测量必须找到旋转平面的旋转轴，角度传感器垂直旋转轴安装才可精确测得，而很多特殊的机械器件并不能准确找到旋转轴，这样测量会带来很大误差。本发明的这种设计，无需找被测旋转平面旋转轴，根据平面上已知三点在平面旋转时的位移量就可求出平面旋转角度，是一种角度测量的改良新方式。

发明内容

本发明提出了一种新型的角度测量方法，该方式在测量平面角度时无需找到旋转平面的旋转轴，根据被测旋转平面上已知三点在平面旋转时产生的位移量可以求出平面旋转的真实角度。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种三点构面定轴的旋转角度测量方法，使用三个高精度位移传感器测量出旋转平面上三个构成直角三角形的已知点在旋转前和旋转后的位移量，根据几何关系，计算出平面旋转的角度值，无需找到平面旋转转轴，而且测量时对转轴与水平面夹角没有限制，很大程度上降低了由于测量结构特殊、转轴难以准确找到所带来的测量误差。测量出旋转平面上三个构成直角三角形的已知点的在平面旋转时产生的位移量，根据几何关系，求得物体旋转角度。

更进一步的，在被测平面上一定要准确找出三个已知点，且这三个点构成一个直角三角形，该三角形的三个边长需要已知，且构成的该直角三角形的直角张开方向朝向被测平面转轴的大概位置。

更进一步的，在测量时无需找到平面旋转转轴就可测出平面旋转角度，但平面上已知三点在平面旋转时产生的位移量要精确测出，可以通过高精度位移传感器或其他方法测得。而且，平面上已知三点在平面旋转时产生的位移量准确测量出来的情况下，对被测平面旋转角度的大小没有限制，所有角度都可以精确测量出。

更进一步的，通过位移传感器或其他方式测得被测平面已知构成直角三角形的三点在该平面旋转时的位移量后，通过三角形相似原理和弦长公式推导出平面旋转的真实角度。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)、本发明在测量平面旋转角度时无需已知平面转轴就可准确测得。

(2)、本发明对所测平面转轴与水平面夹角没有限制。

(3)、被测平面上所确定的三点在被测平面旋转时的位移能准确测量出来的情况下，该平面角度测量方式对所测角度大小没有限制。

附图说明

图1为本发明一种三点构面定轴的旋转角度测量方法原理图；

图2为本发明使用直线位移传感器实施三点构面定轴的旋转角度测量方法的简图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案，以下结合附图做进一步的详细描述。

一种基于位移测量的无需找转轴的平面旋转角度测量方法，具体步骤如下：