[发明专利]半径可调的模拟球幕装置

说明书

本发明涉及模拟球幕装置，为实现分时模拟球幕上的任意点位置，有效地降低成本，满足野外或现场标定所需轻便、快捷的应用要求。本发明，半径可调的模拟球幕装置，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，通过可伸缩连接杆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，并可用锁紧装置固定。本发明主要应用于模拟球幕的设计制造。

技术领域

本发明涉及一种模拟球幕装置，具体地，是一种基于固定球心与半径可调的球幕，通过转动连接杆来模拟球体表面的装置。

背景技术

在野外作战或现场勘探过程中，常常需要对协同工作的多个子系统进行位置标定，确定各个子系统之间的相对位置关系。为此研究者提出了很多标定方法和标定器的设计思路。为了实现标定、验证标定方法的正确性以及检测标定器的标定精度，标准平面和球面往往成为常规辅助标定设备。但是高精度的标准平面、球加工难度大，成本高，携带不便，无法满足野外或现场工作需求。

目前，一般的实体球幕装置结构复杂、成本昂贵、所占空间大、安装好之后不宜拆除，重复利用性差。但是对于某些可采用分时标定的场合，如：每次只需在球幕上显示一个激光光斑标定点的情况下，并不需要配置完整的实体球幕，上述实体球幕就更显不适宜和浪费。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出一种简单便捷的装置，分时模拟球幕上的任意点位置，以有效地降低成本，满足野外或现场标定所需轻便、快捷的应用要求。为此，本发明采用的技术方案是，半径可调的模拟球幕装置，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。

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。

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:

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；

优选地，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。

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；