[发明专利]半径可调的模拟球幕装置

权利要求书

1.一种半径可调的模拟球幕装置，其特征是，包括可伸缩连接杆、万向底座和瞄准器，可伸缩连接杆安装在万向底座上，其中可伸缩连接杆长度可调，通过其上对应的刻度标尺能够直接读取连接杆的有效长度，瞄准器用于模拟球幕球体表面，具有弧形或平面结构，其中平面结构的瞄准器上有圆环刻度标识，瞄准器中心与可伸缩连接杆上端中心相连固定，用法兰盘将万向节联轴器固定在底座上，构成万向底座，通过万向节联轴器将可伸缩连接杆的一端固定底座上，另一端带动瞄准器在空间转动，转动到需要的位置后，用锁紧装置固定，保证连接杆不动。

2.如权利要求1所述的半径可调的模拟球幕装置，其特征是，弧形结构瞄准器，其曲率半径等于模拟球幕的半径；平面结构瞄准器，平面上标有圆环刻度标识，模拟不同半径的球幕。

3.如权利要求1所述的半径可调的模拟球幕装置，其特征是，弧形结构瞄准器的中心到可伸缩连接杆顶端的中心距离L₁、可伸缩连接杆的长度L₂、可伸缩连接杆底端到万向节旋转中心的距离L₃，则对应模拟球幕的半径为：R＝L₁+L₂+L₃；平面结构瞄准器上共有m个标识圆环，所选用的标识圆环对应半径为R_j、所述可伸缩连接杆的长度L₂、所述可伸缩连接杆到万向节旋转中心的距离L₃，j＝1,2,…,m，则对应模拟球幕的半径为:

4.如权利要求1所述的半径可调的模拟球幕装置，其特征是，所述弧形瞄准器中心与其支撑杆中心通过调整及固定装置保持重合，支撑杆与可伸缩连接杆保持同轴，二者间以螺纹方式配合且通过设置隔圈使拧紧后相对位置保持不变；可伸缩连接杆一端转动到需要的位置后，用锁紧装置固定，模拟球心位于万向节旋转中心，半径可调的球幕。

5.如权利要求1所述的半径可调的模拟球幕装置，其特征是，还包括坐标标定器，用坐标标定器对模拟球幕进行分时多点测量：标定器按照某一方位角和俯仰角投射测距激光束，移动模拟球幕的连接杆，使其绕固定球心转动，让激光点正好投射在瞄准器上，用锁紧装置固定连接杆不动，读出标定器中心到模拟球幕投射点的距离，即得到从标定器中心发出光束的由方位角、俯仰角和距离组成的相对于球幕确定点的三维坐标，改变测距激光束的方位角和俯仰角，调整模拟球幕连接杆位置使得测距激光束再次对准瞄准器上的对应点，得到投射到另外一个球幕上点的三维坐标，以此方法得到模拟球幕上多个激光点投射三维坐标；

若设从标定器中心投射到球幕上n个投射点的坐标分别为：

求出对应的直角坐标P_Si(X_Si,Y_Si,Z_Si)，由于这些点都位于相同半径为R₀的球幕上，设球心坐标为(X_S0,Y_S0,Z_S0)，那么有：

(X_Si-X_S0)²+(Y_Si-Y_S0)²+(Z_Si-Z_S0)²＝R₀²

方程联立求解或拟合，求出球幕球心在标定器坐标系中的坐标(X_S0,Y_S0,Z_S0)，反过来，就求出了球幕坐标系中的原点坐标，即系统中心相对于球幕坐标原点的位置。